EO

Hoe voorkom je bubble trouble?

05 februari 2020 om 13:04 uur

Bellen hebben invloed op de energie en de massaoverdracht in elektroden waaraan gas ontwikkelt. Veel elektrochemische reacties produceren gas dat kan leiden tot het ontstaan van bellen op de plaats van de reactie. Die bellen kunnen de efficiëntie van de reactie verminderen, wat leidt tot energieverlies. David Fernandez Rivas, en zijn collega’s van de Universiteit Twente en New York University ontwikkelden verschillende strategieën om de verliezen te beperken of diezelfde bellen zelfs te exploiteren.


Ze publiceerden hun resultaten in het tijdschrift Joule.

 

Bubbels worden gevormd in tal van grote industriële elektrosyntheseprocessen, zoals de reductie van CO2 om organische brandstoffen te produceren. Dat is een probleem, omdat bellen de prestaties van elektroden verminderen. "Meer kennis creëren over de relatie tussen bellen en elektrochemie zal leiden tot het ontwerpen van richtlijnen voor beter werkende elektrochemische reactoren, die zeer nodig zijn in de chemische industrie", denkt Rivas.


Bellen vormen zich meestal op scheuren en spleten of andere microscopische hobbels in het elektrodeoppervlak (zie figuur 1). Een voorbeeld van zo'n oppervlak dat geschikt is voor de vorming van luchtbellen zijn de randen van een glas. Als het glas gevuld is met cola - of een andere koolzuurhoudende vloeistof - vind je een mooie 'trein' van belletjes die gevormd worden uit het opgeloste koolstofdioxide. De bellen op de elektroden kunnen echter de gewenste reactie tegenhouden, waardoor de efficiëntie van de reactie wordt verminderd.


1Figuur 1 De vorming van belletjes op het oppervlak van een elektrode

 

Verhoging van de efficiëntie

Er zijn verschillende technieken beschikbaar om bubbels te verwijderen of te verminderen. Eén daarvan is in de afgelopen tien jaar ontwikkeld in Twente. Daarbij wordt gebruik gemaakt van microscopische defecten of putjes die aan het oppervlak van de elektrode worden gemaakt. De bellen vormen zich bij voorkeur in de hydrofobe put (zie figuur 2). Deze techniek maakt het mogelijk om luchtbellen op een afstand van de actieve oppervlakten van electroden te vormen.


2 Figuur 2 Evolutie van de luchtbellen in een hydrofobe put


Door de bellen op een kleine afstand van de actieve oppervlakken te vormen gebeuren er drie dingen. Ten eerste duurt het langer om elke nieuwe luchtbel in een reeks te laten groeien. Dan verhoogt een continue gasproductie de lokale gasoververzadiging, waardoor de groeisnelheid van de belletjes juist toeneemt. Uiteindelijk stijgt de groeisnelheid naar een constante groeisnelheid. De vorming van bellen op een afstand van de elektroden kan worden gebruikt om het energieverlies door bellen in elektrochemische apparaten, zoals brandstofcellen, te minimaliseren.

 

Gerelateerd nieuws

VSParticle maakt opschaling waterstofproductie sneller, goedkoper en duurzamer met nanoprinter

VSParticle maakt opschaling waterstofproductie sneller, goedkoper en duurzamer met Nanoprinter

TU Delft-spin-off VSParticle ontwikkelde een goedkoper, duurzamer en eenvoudiger productieproces voor elektro-katalytische membranen: het hart van de productie van groene waterstof. De technologie herbergt ook beloftes…

Podcast: worden werknemers voldoende geïnformeerd en getraind in explosieveiligheid?

Podcast: worden werknemers voldoende geïnformeerd en getraind in explosieveiligheid?

“Kennis over explosieveiligheid is vaak wel aanwezig bij het management maar niet voldoende op de werkvloer”, aldus Fokke van de Koppel, veiligheidskundige gespecialiseerd in ATEX en explosieveiligheid. Hij begeleidt…

Onzekere vooruitzichten Europese industrie door oorlog in Oekraïne

Onzekere vooruitzichten Europese industrie door oorlog in Oekraïne

Door de oorlog in Oekraïne zijn de prijzen van energie en sommige andere belangrijke inputs voor de industrie gestegen. Daarnaast krijgt de Europese industrie te maken met langere levertijden en mogelijk tekorten.…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Gecodeerde, contactloze veiligheidsschakelaar PSEN cs5 en PSEN cs6 Veiligheidsschakelaar voor de hek- en positiebewaking

PSENcode is zowel bedoeld voor de standbewaking van afschermingen volgens EN 60947-5-3 als voor de positiebewaking. Door...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tevema
Tevema

Leverancier van technische standaardveren en normdelen, leverbaar uit voorraad.

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

30 mei 2022, Hannover (De)

Hannover Messe

The lead theme Industrial Transformation spotlights the topics of digitalization and sustainability.

31 mei 2022, Düsseldorf

World Electrolysis Congress

Goal: tackle the remaining bottlenecks to rolling out electrolysers at scale and pace

31 mei 2022, Veldhoven

Business Software Event

Platform waar digitaliseringsvraagstukken voor de maakindustrie centraal staan

Meer agendapunten »