Zastosowanie ogniw słonecznych w procesie elektrolizy cynku

• Autorzy: Stępień M. , Dobosz I. , Handzlik P. , Fitzner K.

Warianty tytułu

EN

Solar cells application in zinc electrolysis process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania ogniw słonecznych jako dodatkowego źródła energii w procesie elektrolizy cynku. Opisano teoretyczne podstawy procesu elektrolizy cynku ze szczególnym uwzględnieniem bilansu energetycznego procesu. Wykonano badania elektrochemiczne w elektrolicie zbliżonym do przemysłowego oraz przeprowadzono proces elektrolizy przy dodatkowym zasilaniu ogniwem słonecznym. Ponadto przedstawiono analizę opłacalności zastosowania paneli słonecznych do dodatkowego zasilania procesu na przykładzie ZGH BOLESŁAW w Bukownie.

EN

A possibility of applying solar cells as an additional energy source during the process of zinc electrolysis was analyzed. The theoretical basis of the process was discussed. At first reversible process based on equilibrium thermodynamics was considered. The overall Gibbs free energy change was derived from equilibrium electrode potentials, and energy consumption for hypothesize efficiency equal 100 % was found to the 1639,5 kWh/Mg. This results however will be different for the real, i.e. dynamic situation. Cyclic voltamperometry and potentiodynamic experiments were conducted to study the influence of the electrolyte composition and imposed potential on current density. It was found that increasing cathodic current density one may also increase the overpotential of the cathode while the process of zinc deposition is controlled by the electron transfer. Electrolysis experiments have provided dependencies of cathodic efficiency (η), energy consumption (Z), process voltage (U) on applied current density and concentration of sulfuric acid. Having all information about zinc electrolysis process gathered, tandem-cell was used to try the performance of the solar cell connected to the electrical circuit. The average current density obtained from the solar cell was determined and it was found that 50 % of energy necessary to run the process in laboratory scale can be drawn from renewable source.

Słowa kluczowe

PL

elektroliza cynku; odnawialne źródła energii; ogniwa słoneczne; ekonomia procesu elektrolizy

EN

zinc electrolysis; renewable energy sources; solar cells; economics of electrolysis process

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 58, nr 9
• Strony: 490--496
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stępień M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Dobosz I.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Handzlik P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Fitzner K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. http://www.eia.doe.gov.
• 2. Arnaroli N., Balzani V.: Angew. Chem. Int. Ed., 2007, t. 46, s. 52.
• 3. Lewis N. S., Nocera D. G.: Acad. Sci. U.S.A, 2006, t. 42, s. 15729.
• 4. Lewis N. S.: Science, 2007, t. 315, s. 798.
• 5. Chomiakow W. G., Maszowiec W. P., Kuźmin Ł. Ł.: Technologia przemysłu elektrochemicznego. Wydaw. PWN, Warszawa, 1953.
• 6. Chodkowski S.: Metalurgia Metali Nieżelaznych. WGH Katowice, 1962.
• 7. Antropow L. I.: Elektrochemia teoretyczna, Mokwa 1969.
• 8. Ochab B.: Grupa kapitałowa ZGH BOLESŁAW szanse i zagrożenia. Materiały konf. Wojanów, 2012, http://www.zgh.com.pl/ /pdf/konferencja_cynk_2012/2_b_ochab.pdf