Investigation of the effect of magnetic field on hydrogen evolution reaction (HER) and a new electrolysis cell design

Hidrojen üretim reaksiyonu (HÜR) moleküler hidrojen üretmek olarak tanımlanmaktadır ve çok çalışılan elektrokimyasal metotlardan birdir. Hidrojen, doğada kirletici bir etkisi olmadığı için potansiyel bir enerji taşıyıcısıdır. Dolayısıyla temiz enerji üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Farklı hidrojen gazı üretim yöntemleri vardır. Bu çalışmada, yüksek saflık, verimlilik ve kullanım kolaylığı gibi belirli avantajlara sahip olduğundan dolayı, hidrojen üretimi için suyun elektroliz metodu kullanılmıştır. Oksihidrojen kuru hücre olarak bilinen suyun elektroliz prensibine dayanan bir yöntem üzerinde çalışıldı. Hücrenin çalışmasında elektrolit önemli bir yer tutmaktadır. Elektrolit için, asidik ortam veya alkali ortam yaygın olarak kullanılmaktadır. Potasyum hidroksit alkali tipinde bir çözelti olup yüksek hidrojen ayrışma oranına sahip olduğundan, çalışmalarda bu çözelti kullanılmıştır. HÜR için elektrotlar, elektrokimyasal reaksiyonun gerçekleştiği çok önemli parçalardır. Elektrodun şekli ve malzeme türü, oluşan hidrojen gazının verimini doğrudan etkiler. Çalışmamızda dikdörtgen şeklinde plakalar kullanıldı, ayrıca literatürde kare ve yuvarlak şekiller kullanılmıştır. Elektrot için grafit, platin, çelik vb. birçok farklı malzeme tercih edilmektedir. Çalışmada yüksek korozyon direnci, yüksek kararlılık ve bulunması kolay olduğu için 304L paslanmaz çelik kullanılmıştır. Hidrojen üretim verimliğini arttırmak için, manyetik alan hücreye eklenen yöntemlerden biridir. Kalıcı mıknatıslar dıştan bir enerjiye ihtiyaç duymadan kullanılmaktadır. Manyetizma yönü, Lorentz kuvvetine ve elektrolitin konveksiyonuna karar vermektedir. Sonuç olarak, manyetik akı yoğunluğunun gücü, verimlilikle ilgili önemli bir parametredir ve daha iyi verimlilik için değiştirilerek uygulanmıştır. Manyetik alan, hidrojen verimini olumlu yönde etkilemektedir. Ayrıca geliştirilmiş kuru hücre sistemi endüstriyel uygulamalar için kolaylıkla uygulanabilir.