Electrochemical hydrogen and electricity production by using anodes made of commercial aluminum

Raptis, Dimitrios; Seferlis, Andreas K.; Mylona, Vasiliki; Politis, Constantinus; Lianos, Panagiotis

doi:10.1016/j.ijhydene.2018.11.202

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“…Despite hydrogen being currently derived from fossil fuels is the primary industrial process, explorations of new technologies and renewable energy sources have become more and more promising, especially in the background of severe energy shortage and environmental pollution. Water (H 2 O) is regarded as a promising source for hydrogen production, as it is carbon-free [18][19][20]. Electrolysis is capable of dissociating water to evolve hydrogen in ambient conditions.…”

Section: Industrial Hydrogen Productionmentioning

confidence: 99%

Photocatalytic Reforming for Hydrogen Evolution: A Review

Yao

Gao

et al. 2020

Catalysts

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Hydrogen is considered to be an ideal energy carrier to achieve low-carbon economy and sustainable energy supply. Production of hydrogen by catalytic reforming of organic compounds is one of the most important commercial processes. With the rapid development of photocatalysis in recent years, the applications of photocatalysis have been extended to the area of reforming hydrogen evolution. This research area has attracted extensive attention and exhibited potential for wide application in practice. Photocatalytic reforming for hydrogen evolution is a sustainable process to convert the solar energy stored in hydrogen into chemical energy. This review comprehensively summarized the reported works in relevant areas, categorized by the reforming precursor (organic compound) such as methanol, ethanol and biomass. Mechanisms and characteristics for each category were deeply discussed. In addition, recommendations for future work were suggested.

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Section: Industrial Hydrogen Productionmentioning

confidence: 99%

Photocatalytic Reforming for Hydrogen Evolution: A Review

Yao

Gao

et al. 2020

Catalysts

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“…Basados en Li y Bjerrum [13], An et al [17], Brodrecht y Rusek [20], Raptis et al [27], Silberman et al [28], y según el pH registrado en las UO (7,35 < pH < 7,42), las reacciones electroquímicas que tendrían lugar en la celda propuesta serían: por un lado, la oxidación de aluminio que aporta la carga eléctrica y el catión Al3 + (Ec. 1) que puede formar el anión AlO2-(Ec.…”

Section: Dinámica Química Y Electroquímica Del Procesounclassified

“…El material de los electrodos es otro aspecto clave en el desempeño eléctrico del sistema, por ejemplo, el uso de aleaciones en el ánodo mejora la potencia desarrollada en celdas y baterías de aluminio [11]- [13], [27]; sin embargo, en este experimento se empleó aluminio puro como ánodo, ya que permitió conocer con exactitud el origen de la clarificación por floculación (hidrólisis del aluminio), y el enfoque de este trabajo está en demostrar la aplicabilidad de un sistema electroquímico Al-H2O2 al tratamiento de agua, más que en potenciar la generación energética de una celda de este tipo. Respecto al cátodo, el carbono es un material de interés, ya que evita la acumulación de subproductos de la generación energética en la superficie del electrodo [36]; el grafito se puede complementar con materiales como fibras de carbono, grafeno o mezclas de metales para mejorar el desempeño eléctrico de la celda [17], [37].…”

Section: Generación De Energía Eléctricaunclassified

“…Las pérdidas de voltaje por pasivación se pueden mitigar con el uso de aleaciones [11]- [13], [27] y evitan el contacto entre oxidante y ánodo [17], [20]. Si se deseara usar el H2O2 exclusivamente para generar energía, separándolo del ánodo y el agua que se va a tratar (doble compartimiento sin mejora en clarificación por adición de H2O2), la floculación podría llevarse a cabo, ya que, aunque el oxidante mejore la clarificación, la fuente de especies floculantes es el ánodo, y con la floculación se eliminó la mayor proporción de turbiedad, en promedio un 89 %.…”

Section: Uounclassified

“…A pesar de afectar la generación energética, las burbujas son muestra de la existencia de subproductos aprovechables: el hidrógeno es un recurso energético [27], [29] y el oxígeno, además de poder ocupar el papel de oxidante en la celda una vez agotado el H2O2 [12], [17], es un elemento que mejora la calidad del agua [2], [25], y además es demandado en ciertos procesos biológicos de tratamiento de aguas y de generación energética [6], [7].…”

Section: Uounclassified

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Clarificación de agua con generación de energía eléctrica en una celda galvánica Al-H2O2

Moreno

Cervantes

2019

Avances

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La generación de energía eléctrica por oxidación de aluminio produce el catión Al3+ y especies como Al(OH)3, responsables de inducir la floculación en tratamientos de agua. Este artículo busca evidenciar que una celda galvánica Al-H2O2 puede desestabilizar los sólidos suspendidos del agua empleada como electrolito de la celda, para describir un proceso de clarificación que genera energía eléctrica en lugar de consumirla. Así, se elaboró una celda galvánica con ánodo de aluminio, cátodo de grafito, H2O2 como oxidante y una suspensión de arcilla en solución KCl como electrolito que simuló el agua objeto de tratamiento; se evaluó la eliminación de turbidez en la suspensión, la diferencia de potencial y la corriente eléctrica generada. El sistema propuesto clarificó agua por floculación y disolución, a la vez que generó en promedio 0,613 V y 8,51 C entregados a una intensidad media de 157 µA. La hidrólisis de aluminio eliminó por floculación el 88,9 ± 1 % de turbiedad y mejoró al 96,6 ± 1 % al añadir H2O2, el cual solubilizó partículas suspendidas, estimuló la liberación de corriente eléctrica y mitigó la caída de voltaje. De esta manera, se presenta un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un tratamiento primario de agua, inducido por subproductos de una transformación directa de energía química a eléctrica.

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Preparation of 3‐D Porous Pure Al Electrode for Al‐Air Battery Anode and Comparison of its Electrochemical Performance with a Smooth Surface Electrode

Kahveci

2023

ChemElectroChem

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This study compared the electrochemical performances of porous surface electrodes obtained by the salt casting process against a smooth surface electrode. Potentiodynamic polarization test, linear sweep voltammetry (LSV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests of porous and smooth Al electrodes were performed using 0.5 M NaOH solution. According to the Tafel analysis, the Jcor value of the Al‐porous electrode was measured as 3.23 mA cm−2, which is approximately 55 % higher than the Al‐smooth electrode. The Ecor value was more negative for the Al‐porous electrode. Results of the low charge transfer resistance (2.2 Ω) of the Al‐porous electrode compared to the Al‐smooth electrode (2.8 Ω) concluded that the porous surface was increased the current density by increasing charge transport due to higher surface area. The galvanostatic discharge tests of the electrodes were carried out in an Al‐air battery test cell using a graphite carbon air cathode. As a result, the power density of the Al‐porous electrode was approximately 42 % higher than the Al‐smooth surface electrode.

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Electrochemical hydrogen and electricity production by using anodes made of commercial aluminum

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Clarificación de agua con generación de energía eléctrica en una celda galvánica Al-H2O2

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