Вплив кінетичних параметрів на ефективність виділення водню шляхом розчинення сплаву АК7 в лужних розчинах з домішками активаторів

Abstract

Мета. Метою статті є дослідження впливу на продуктивність виділення водню основних факторів, зокрема концентрації компонентів, природи електроліту, складу та стану поверхні сплаву алюмінію. Методика. Для проведення досліджень використовувався прилад MICROmed, який має регулювання температури та функцію перемішування. Вагові корозійні випробування оцінювалися гравіметричним методом за допомогою вагів марки CERTUS Balance CBA-150-0,02. pH розчинів вимірювався з використанням рН - метру марки 150 МА. Обробка отриманих результатів проводилася шляхом математичного планування експериментів з використанням програмного пакету Exel 2016. Результати. Запропоновано хімічний низькотемпературний спосіб синтезу водню шляхом взаємодії сплавів алюмінію з лужними розчинами з домішками активаторів. Встановлені основні закономірності зміни швидкості розчинення сплаву АК7 та утворення водню від впливу іонів галогенідів в лужних розчинах та вплив на цей процес стану поверхні сплаву і продуктів реакції. В цьому сплаві найбільш впливовою є домішка силіцію, яка складає 3–6% вагових. Визначено вплив кінетичних параметрів розчинення сплаву алюмінію АК7 на синтез водню в якості джерела екологічно безпечної теплової енергії. Наукова новизна. Встановлені залежності процесу виділення водню в лужних розчинах за механізмом водневої деполяризації від природи сплаву алюмінію та домішок активаторів в електроліті. Практична значимість. Досліджені процеси металевого хімічного циклу отримання водню створюють умови для подальшої розробки технологічного процесу алюмодеполяризаційного синтезу водню без використання мембранних електролізерів. Даний спосіб має значення для портеб малої енергетики в невеликих кількостях.Purpose. The aim of the article is to study the influence of the main factors on the hydrogen evolution performance, in particular, the concentration of components, the nature of the electrolyte, the composition and surface condition of the aluminum alloy. Methodology. For research, a MICROmed device was used, which has a temperature control and a mixing function. Weight corrosion tests were evaluated gravimetrically using the brand scales CERTUS Balance CBA-150-0.02. pH of solutions was measured using pH - meters mark 150 MA. Processing of the results was carried out by mathematical planning of experiments using the software package Exel 2016. Results. It proposed a low-temperature chemical synthesis method by reacting hydrogen alloys of aluminum with alkali solutions with additives activators. The basic patterns of change in the dissolution rate of the AK7 alloy and formation of hydrogen halide from the impact of ions in alkaline solutions and its influence on the process condition of the alloy surface and reaction products. In this alloy, the most influential is the admixture of silicon, which is 3–6% by weight. The influence of the kinetic parameters of dissolution of the AK7 aluminum alloy on the synthesis of hydrogen as a source of environmentally safe thermal energy is determined. Scientific novelty. The dependences of the process of hydrogen evolution in alkaline solutions by the mechanism of hydrogen depolarization on the nature of the aluminum alloy and impurities of activators in the electrolyte are established. Practical value. The processes of the metal chemical cycle of hydrogen production have been studied; they create the conditions for the further development of the technological process of aluminodepolarization synthesis of hydrogen without the use of membrane electrolyzers. This method is important for the needs of small energy in small quantities.