In this study, we have investigated the effect of the various operating conditions on the removal fluorine in the rinsed water for the semiconductor industry by using electrolysis process. The removal efficiency of fluorine was irrelevant to initial pH, and carbon anode was high-level treatment in the effect of various electrodes. Fluorine included in the wastewater is treated by the addition of a Ca(OH)2, removal efficiency of electrolysis was increased about 40%. Besides the removal efficiency of fluorine was increased as the current density was increased and this treatment system could reduce both the total sludge and running costs. The feasibility of the electrochemical treatment to the fluorine containing wastewater was verified from this study.
Proton exchange membrane (PEM) water electrolysis systems offer several advantages over traditional technologies including higher energy efficiency, higher production rates, and more compact design. In this study, all the experiments were performed with a self-designed PEM electrolyser operated at 1 atm and $25^{\circ}C$. Two types of electrolyte were used: (i) potassium hydroxide (KOH), and (ii) sulfuric acid ($H_2SO_4$). In the experiments, the voltage, current, and time were measured. The concentration of the electrolyte significantly affected the electrolyser performance. Overall the best case was with 15 wt% $H_2SO_4$ at the anode channel and 20 wt% at the cathode channel with. In addition, increasing the difference in concentration of the sulfuric acid had an effect on the diffusion. The diffusion flux became larger when the difference in concentration became larger, increasing electrolyser efficiency without the addition of extra energy.
The feasibility study for the application of the removal and mineralization of Rhodamine B (RhB) was performed in a batch electrochemical reactor. The electro/UV process was consisted of DSA (dimensionally stable anode) electrode and UV-C or ozone lamp. The experimental results showed that RhB removal by the ozone lamp was higher than that of the UV-C lamp. Optimum current of the electro/UV process was 1 A. The electrochemical, UV and electro/UV process could completely degrade RhB, while a prolonged treatment was necessary to reach a high level RhB mineralization. It was observed that RhB removal in electro/UV process is similar to the sum of the UV and electrolytic decolorization. However, it was found that the COD of RhB could be degraded more efficiently by the electro/UV process (90.2 %) than the sum of the two individual oxidation processes [UV (19.7%) and electrolytic process (50.8%)]. A synergetic effect was demonstrated between the UV and electrolysis.
To reduce the problem of ecocide, the plating equipment, water treatment system, electrolysis facility in ship need high current high power rectifier. This paper shows entire constitution of the proposed high-current rectifier for electrolysis of seawater, describes a way to design controller and analyzes output characteristic of the rectifier.
This study was carried out to evaluate the performance of three kinds of single process (electrolysis, UV and ultrasonic process) for the purpose of disinfection of Escherichia coli in water. Among the five kinds of electrode material, disinfection performance of Ir electrode was higher than that of the other electrodes. The order of disinfection performance for E. coli in single process lies in: electrolysis > UV $\gg$ ultrasonic process. Performance of the three single processes was increased with the increase of the electric power. Disinfection efficiency of the three processes was increased with the decrease of the pH. Disinfection of the UV process were decreased by the increase of NaCl dosage and air flow rate. However, ultrasonic process was not affected above two parameters. OH radical was not produced in UV and ultrasonic process. E. coli disinfection of the electrolysis process was well agreed with RNO degradation tendency, except pH.
This study investigated the long-term durability of catalyst(Pd or Fe)-infiltrated solid oxide cells for $CO_2$/steam co-electrolysis. Fuel-electrode supported solid oxide cells with dimensions of $5{\times}5cm^2$ were fabricated, and palladium or iron was subsequently introduced via wet infiltration (as a form of PdO or FeO solution). The metallic catalysts were employed in the fuel-electrode to promote $CO_2$ reduction via reverse water gas shift reactions. The metal-precursor particles were well-dispersed on the fuel-electrode substrate, which formed a bimetallic alloy with Ni embedded on the substrate during high-temperature reduction processes. These planar cells were tested using a mixture of $H_2O$ and $CO_2$ to measure the electrochemical and gas-production stabilities during 350 h of co-electrolysis operations. The results confirmed that compared to the Fe-infiltrated cell, the Pd-infiltrated cell had higher stabilities for both electrochemical reactions and gas-production given its resistance to carbon deposition.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.6
no.5
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pp.377-385
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2001
The mixed gas of Hydrogen and Oxygen is gained from water electrolysis reaction. It has constant volume ratio 2 : 1 Hydrogen and Oxygen, and it is used as a source of thermal energy by combustion reaction. This gas has better characteristics in the field of economy, efficiency of energy, and environmental intimacy than acetylene gas and LPG used for gas welding machine. So several studies of this gas are actively in progress nowadays. The object of this study is the optimization of power condition in the side of electricity for the Hydrogen-Oxygen gas generator, Firstly chemical analysis of electrolysis is conducted, and the relation of electrical energy and chemical energy is quantitatively investigated through Faraday's laws of electrolysis. After that, pulse power supply is designed for basic experiment which could be applied to the analysis of Hydrogen-Oxygen gas generator. In the basis of above steps, comparison and analysis of Hydrogen-Oxygen gas generator was conducted as variable frequency using pulse Power supply.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.31
no.1
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pp.23-32
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2020
The intermittent characteristics of renewable energy complicates the process of balancing supply with demand. Electrolysis technology can provide flexibility to grid management by converting electricity to hydrogen. Alkaline electrolysis has been recognized as established technology and utilized in industry for over 100 years. However, high overpotential of oxygen evolution reaction in alkaline water electrolysis reduces the overall efficiency and therefore requires the development of anode catalyst. In this study, Raney Ni-Zn-Fe electrode was prepared by electroplating and the electrode characteristics was studied by varying electroplating parameters like electrodeposition time, current density and substrate. The prepared Raney Ni-Zn-Fe electrode was electrochemically evaluated using linear sweep voltammetry. Physical and chemical analysis were conducted by scanning electron microscope, energy dispersive spectrometer, and X-ray diffraction. The plating time did not changed the morphology and composition of the electrode surface and showed a little effect on overpotential reduction. As the plating current density increased, Fe content on the surface increased and cauliflower-like structure appeared on the electrode surface. In particular, the overpotential of the electrode, which was prepared at the plating current density of 320 mA/㎠, has showed the lowest value of 268 mV at 50 mA/㎠. There was no distinguishable overpotential difference between the type of substrate for the electrodes prepared at 80 mA/㎠.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.7
no.1
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pp.29-37
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1996
Alkaline water electrolysis has been commercialized as the only large-scale method for a long time to produce hydrogen and the technology is superior to other methods such as photochemical, thermochemical water splitting, and thermal decomposition method in view of efficiency and related technical problem. However, such conventional electrolyzer do not have high electric efficiency and productivity to apply to large scale hydrogen production for energy or chemical feedstocks. Solid polymer electrolyte water electrolysis using a perfluorocation exchange membrane as an $H^+$ ion conductor is considered to be a promising method, because of capability for operating at high current densities and low cell voltages. So, this is a good technology for the storage of electricity generated by photovoltaic power plants, wind generators and other energy conversion systems. One of the most important R&D topics in electrolyser is how to minimize cell voltage and maximize current density in order to increase the productivity of the electrolyzer. A commercialized technology is the hot press method which the film type electrocatalyst is hot-pressed to soild polymer membrane in order to eliminate the contact resistance. Various technologies, electrocatalyst formed over Nafion membrane surface by means of nonelectrolytic plating process, porous sintered metal(titanium powder) or titanium mesh coated with electrocatalyst, have been studied for preparation of membrane-electrocatalyst composites. In this study some experiments have been conducted at a solid polymer electrolyte water electrolyzer, which consisted of single cell stack with an electrode area of $25cm^2$ in a unipolar arrangement using titanium mesh coated with electrocatalyst.
Kim, Kyung-Eon;Jang, In-Young;Kweon, Oh-Hwan;Hwang, Yong-Koo;Moon, Sang-Bong;Kang, An-Soo
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.18
no.4
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pp.391-398
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2007
The covalently cross-linked sulfonated polyetheretherketone (CL-SPEEK) membrane was prepared by four-step synthesis of sulfonation-sulfochlorination, partial reduction, lithiation, and cross-linking, and its electrochemical and mechanical properties were investigated for water electrolysis application. The prepared ion exchange membranes showed good electrochemical and mechanical properties; proton conductivity of 0.116 S/cm at $80^{\circ}C$, water uptake of 44.6%, ion exchange capacity of 1.75 meq/g-dry-memb., tensile strength of 64.25 MPa and elongation of 61.11%. The membrane electrode assembly (MEA) with homemade membranes were prepared by non-equilibrium impregnation-reduction (I-R) method. Especially, the electrochemical surface area (ESA) and roughness factor of CL-SPEEK electrolyte by cyclic voltammetry method were 23.46 $m^2/g$ and 307.3 $cm^2-Pt/cm^2$, respectively. The prepared MEA was used in the unit cell of water electrolysis and the cell voltage was 1.81 V at 1 A/$cm^2$ and $80^{\circ}C$, with platinum loadings of 1.31 mg/$cm^2$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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