Electrooxidation of canola oil with Pt catalyst in acid electrolyte

• Autorzy: Włodarczyk P. , Włodarczyk B.

Warianty tytułu

PL

Elektoutlenianie oleju rzepakowego na katalizatorze platynowym w wodnym roztworze H2SO4

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In recent decades the demand of energy has increased significantly. Providing more and more energy is an essential task of today's energetic industry. Energy production is based on crude oil, coal, natural gas and nuclear energy. Within the recent few years also alternative energy sources have been developing. One of these sources is fuel cell (FC), mainly due to their high efficiency. FC performs direct conversion of chemical fuel into electrical energy, without combustion. Generally FCs are powered by hydrogen. However, problems with the storage of hydrogen are the reason for the search of new fuels for FCs. Due to development of the renewable energy sources, the powering of high efficiency power sources with bio-fuels is very important. Vegetable oil is an alternative fuel for Diesel engines and for heating oil burners. Powering high efficiency power sources like fuel cells with renewable fuels (like vegetable oil) will allow development of renewable energy sources and elimination or reduce of toxic substances emissions. So, the paper presents the possibility of using canola oil as fuel for FCs. The work shows possible electrooxidation of canola oil emulsion prepared on the basis of a non ionic surfactant on a smooth platinum electrode in an aqueous solution of H2SO4. The resulting current density reached the level of 8 mA/cm2, which means the possibility of using canola oil as fuel for FCs has been proved.

PL

W ciągu ostatnich dziesięcioleci zapotrzebowanie na energię znacząco wzrosło. Dzisiejszy przemysł energetyczny zmaga się ze stale zwiększającym zapotrzebowaniem na energię. Do produkcji energii najczęściej wykorzystuje się węgiel, ropę naftową, gaz ziemny oraz energię atomową. W ostatnim czasie coraz silniej rozwija się energetyka niekonwencjonalna w tym czyste technologie. Jednym z takich rozwiązań są ogniwa paliwowe, głównie ze względu na ich wysoką sprawność. Ogniwa paliwowe przetwarzają energię chemiczną bezpośrednio na energię elektryczną, z pominięciem procesu spalania paliwa. Najczęściej zasilane są wodorem, jednak problemy z jego przechowywaniem wymuszają poszukiwanie innych paliw. Ze względu na rozwój odnawialnych źródeł energii koncepcję stanowi połączenie wysokosprawnych ogniw paliwowych z możliwością wykorzystania biopaliw do ich zasilania. Jedno z takich paliw może stanowić olej rzepakowy. Praca przedstawia badania nad elektroutlenianiem emulsji oleju rzepakowego na elektrodzie platynowej w wodnym roztworze H2SO4. Uzyskana gęstość prądu wyniosła 8 mA/cm2. Wykazano więc, że istnieje możliwość bezpośredniego zasilania ogniw paliwowych olejem rzepakowym.

Słowa kluczowe

EN

renewable energy sources; fuel cell; environment protection; clean technology; canola oil; electrooxidation

PL

odnawialne źródła energii; ogniwo paliwowe; ochrona środowiska; czyste technologie; olej rzepakowy; elektroutlenianie

• Wydawca: Mastermedia sp. z o.o.
• Czasopismo: Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 17, nr 2
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz.

Twórcy

autor

Włodarczyk P.

• Department of Process Engineering, Opole University, Dmowskiego Street 7-9, 45-365 Opole

autor

Włodarczyk B.

• Department of Process Engineering, Opole University, Dmowskiego Street 7-9, 45-365 Opole

Bibliografia

• 1. Grove W., On the Gas Voltaic Battery, Philosophical Magazine, Series 3 (127) (1839).
• 2. O’Hayre R., Cha S-W., Colella W., Prinz F.B., Fuel Cell Fundamentals, John Wiley & Sons, Hoboken (2005).
• 3. Stolten D., Hydrogen and fuel cells. Fundamentals, Technologies and Applications, Wiley-VCH, Weinheim (2010).
• 4. Rifkin J., The Hydrogen Economy, Jeremy P. Tarcher/Penguin, New York (2003).
• 5. Steele B., Heinzel A., Nature 414 (2001) 345-352.
• 6. Ernst K. H., Schwarz E., Christmann, K., J. Chem. Phys. (1994) 101, 5388−5401.
• 7. Ross D.K., Vacuum, ELSEVIER (2006) 80, 10, 1084-1089.
• 8. Włodarczyk P., Włodarczyk B., Powering fuel cell with crude oil, Journal of Power Technologies, 93 (5) (2013) 394-396.
• 9. Hamelinck C.N., Faaij A.P., “Future prospects for production of methanol and hydrogen from biomass”, Journal of Power Sources, 111 pp.1–22 (2002).
• 10. Hamnett A., Mechanism and electrocatalysis in the direct methanol fuel cell, Catalysis Today, 38 (4) pp.445–457 (1997).
• 11. Larminie J., Dicks A., Fuel cell system explained, John Wiley & Sons Ltd. (2003).
• 12. Milewski J., Lewandowski J., Biofuels as fuels for high temperature fuel cells, Journal of Power Technologies, 93 (5) (2013) 347-353.
• 13. Milewski J., Michalska K., Kacprzak A., Dairy biogas as fuel for a molten carbonate fuel cell—initial study, Journal of Power Technologies 93 (3) (2013) 161–168.
• 14. Włodarczyk P., Włodarczyk B., Electrooxidation of hydrazine with copper boride catalyst, Conference proceedings, 21st International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA, P1.131 (2014).
• 15. Włodarczyk P., Włodarczyk B., Possibility of using copper boride alloy as catalyst for oxygen electrode of fuel cell, Conference proceedings, 21st International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA, P1.134 (2014).
• 16. Craig, W. K., Strayer, R. C., Vegetable Oils as Diesel Fuel, Energy, Mines and Resources Canada, U. S. Department of Energy, June, 1983.
• 17. Sheehan J., Camobreco V., Duffield J., Graboski M., Shapouri H., An overview of biodiesel and petroleum diesel life cycles, NREL, 1998.
• 18. Peterson C. L., Wagner G. L., Auld D. L., Vegetable oil substitutes for diesel fuel. Transactions of the ASAE 26(2): 322-327 (1983).
• 19. Van Gerpen J., Biodiesel processing and production, Fuel Processing Technology, 86 (10) pp.1097–1107 (2005).
• 20. Ma F., Hanna M.A., Biodiesel production: a review, Bioresource Technology, 70 (1) pp.1-15 (15) (1999).
• 21. Nag A., Bhattacharya S., De K. B., New utilization of vegetable oils. J. Am. Oil Chem. Soc., 72(12): 1591-93 (1995).
• 22. Fuel cell handbook, Seventh edition, EG & G Technical Services Inc., U.S. Departament of Energy, 2004.
• 23. Hoogers G., Fuel Cell Technology Handbook, CRC Press (2004).
• 24. Redey L., Tüzelőanyag-elemek, Műszaki Könyvkiadó, Budapest (1970).
• 25. Fetter K., Electrochemical kinetics, Springer-Verlag, Berlin-Gottingen-Heidelberg (1961) 856.
• 26. Vielstich W., Fuel cell, Werlag Chemie, Weinheim (1965) 419.
• 27. Bockris J. O’M, Reddy A. K.N., Modern Electrochemistry, Kulwer Academic/Plenum Publishers, New York, 2000.
• 28. Mann R.F., Amphlett J.C., Peppley B.A., Thurgood C.P., Application of Butler–Volmer equations in the modelling of activation polarization for PEM fuel cells, Journal of Power Sources, 161 (2) pp.775–781 (2006).
• 29. Markovic N. M., Gasteiger H. A., Grgur B. N., Ross P. N., J. Electroanal.Chem., 467, 157 (1999).
• 30. Stamenkovic V., Schmidt T. J., Ross P. N., Markovic N. M., J. Phys. Chem. B,106, 11970 (2002).
• 31. Toda T., Igarashi H., Uchida H., Watanabe M., J. Electrochem. Soc., 146, 3750 (1999).
• 32. Gawdzik A., Gajda S., Włodarczyk P., Sofronkow A., Electrooxidation of crude oil emulsion on smooth platinic electrode, 15th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA, Conference proceedings,(2002) 273.
• 33. Sakharov Iu.I., Rastiannikov E.G., Verbitskaia G.M., Tarasova L.N., Washability of syntanol DS-10 from kitchen utensils (article in Russian), Vopr Pitan., (4):75-7 (1975).
• 34. Paraska O., Karvan S., Mathematical modelling in scientific researches of chemical technology processes, Technical Transactions. Mechanics, Cracow University of Technology Press, 8 (107) (2010).
• 35. Wise D. L., Trantolo D. J., Cichon E. J., Inyang H. I., Stottmeister U., Bioremediation of Contaminated Soils, CRC Press (2000).
• 36. Ignatov O.V., Shalunova Iu.V., Panchenko L.V., Turkovskaia O.V., Ptichkina N.M., Degradation of Syntanol DS-10 by bacteria immobilized in polysaccharide gels (article in Russian), Prikl Biokhim Mikrobiol., 31(2):220-3 (1995).
• 37. Kravchenko, A. V., Rudnitskii, A. G., Nesterenko, A. F. ; Kublanovskii, V. S., Degradation of Syntanol DS-10 promoted by energy transfer reactions, Ukrainian Chemistry Journal C/C of Ukrainskii Khimicheskii Zhurnal, 60 (11) pp.11-13 (1994).