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By Volkmar Schmidt

ISBN-10: 3527299580

ISBN-13: 9783527299584

ISBN-10: 3527623620

ISBN-13: 9783527623624

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7 zeigt ein vereinfachtes verfahrenstechnisches Fließbild für den Betrieb eines elektrochemischen Durchflußreaktors mit getrennten Anolyten- und Katholytenkreisläufen. Die Edukte werden jeweils auf beiden Seiten gemischt und über Vorratstanks in den elektrochemischen Reaktor gepumpt. Wärmetauscher dienen zum Einbringen oder Abführen Edukte Anolyt WT Edukte Katholyt Mischer Produktgas Mischer Pumpe WT Pumpe WT Anode Anolyt Reaktor Pumpe WT N2-Spülung Kathode Separator Produktaufarbeitung Abb. 7 Vereinfachtes Verfahrensfließbild für den Betrieb eines elektrochemischen Durchflußreaktors im Labormaß stab; durch einen Separator ist der Reaktor in zwei Elektrolytkreisläufe mit dem Elektrolyten für den Anodenraum (Anolyt) und für den Katholyt Energieversorgung Pumpe Produkt Kathodenraum (Katholyt) getrennt; an der Kathode entsteht ein Gas (z.

H2SO4) gasförmiger Wasserstoff nach: 2 H3O+ + 2 e– ® H2 + 2 H2O Es werden dazu Elektroden mit jeweils einer Fläche von 100 cm2 verwendet und die Stromdichte beträgt j = 0,2 A cm–2. Zu berechnen ist die Elektrolysezeit für die Herstellung von 40 LN H2. Die Stromausbeute beträgt b = 0,98, und es wird ideales Gasverhalten angenommen (Normvolumen VN = 22,41 L mol–1). Lösung: Stoffmenge von H2 bei Normbedingungen (0 °C, 0,1013 MPa): n…H2 † ˆ 40 L À1 ˆ 1; 785 mol 22;41 L mol Integration von Gl. 1-21 und einsetzen ergibt für die Zeit t: tˆ À1 1;785 molÁ2Á26;80 A h mol À2 2 0;98Á0;2 A cm Á100 cm ˆ 4; 88 h Die Elektrolysezeit beträgt danach 4,88 h.

Damit lassen sich Mikroreaktoren und Mikromaschinen fertigen. Die Nanotechnologie liefert leistungsfähige Katalysatoren für elektrochemische Syntheseverfahren und für die Brennstoffzellentechnologie. Metalloxidpartikel im Nanometermaßstab dienen als aktive Elektrodenmaterialien in innovativen Batterien mit hohem Energieinhalt und hoher Leistung. In Zukunft könnte man mit diesen Materialien in photoelektrochemischen Zellen durch Sonnenenergie und mit Hilfe der Wasserelektrolyse den Energieträger Wasserstoff oder andere chemische Wertstoffe herstellen.

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Elektrochemische Verfahrenstechnik by Volkmar Schmidt


by George
4.5

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