Отримання водню при очищенні природних і стічних вод фотокаталітичними й електромембранними методами

1 - корпус; 2 - катод циліндричної форми із пористого спеченого титану, який одночасно являється фільтруючим елементом; 3 – анод, що виконаний у формі спіралі із платини і розміщений на зовнішній поверхні катода; 4 - трубопровід вихідної води, вхід якого розміщений над катодом; 5 - трубопровід відводу лужного розчину; 6 - трубопровід відводу водню; 7 - ємність з водяним затвором для збору водню.

Пристрій для очищення води від важких металів з отриманням водню.

Області застосування

• Передбачається використання технології, що розробляється, для нанесення на керамічні мембрани та фільтри для використання в системах каталітичної очистки забруднених вод та газів.
• Передбачається використання технології, що розробляється, для забезпечення ефективного очищення стічних вод гальванічного виробництва від іонів важких металів з отриманням водню, що збирається в окрему ємність і може бути використаний як альтернативний вид палива в енергетиці, зокрема, в локальних енергетичних установках.

Короткий опис

• Технологічний процес, який дозволить здійснювати нанесення нанорозмірної плівки двооксиду титану на керамічні матеріали, що знаходяться при кімнатній температурі, з використанням серійного промислового обладнання для золь-гель синтезу .
• Технологічний процес, який передбачає, що при накладанні постійного електричного струму у результаті електролізу води та виділення лугу в прикатодному просторі титанової мембрани-катода утворюються гіроксосполуки важких металів, стосовно яких мембрана проявляла більшу селективність, ніж до самих іонів. При цьому на мембрані-катоді виділяється водень, який під дією тиску разом з лужним фільтратом проходить крізь мембрану.

Очікувані властивості

• Оптимізація технології поліпшення працездатності керамічних мембран з паралельнім отриманням водню із сорбованих на поверхні плівки двооксиду титану органічних полютантів.
• Розроблений пристрій дозволить розділення водню і фільтрату з одночасним одержанням палива та очищеної від іонів металів води (лужного розчину). Це зможе вирішити як екологічні, так і енергетичні завдання: очищення води від іонів важких металів до регламентованих норм з одержанням водню.

Переваги

• Покриття характеризуються високою корозійною стійкістю та зносостійкістю, напівпровідниковий двооксид титану під променями УФ лампа дозволить генерувати редокс радикали, що надасть можливість уникнути проблем пов’язаних з накопиченням на поверхні мембран органічних токсикантів та паралельно отримати із них водень .
• Пористі металеві трубчасті мембрани стійкі до хімічного, біологічного й термічного впливу, легко регенеруються, зокрема, зворотним потоком води або повітря.
  Показана висока ефективність процесу очищення води від іонів важких металів із супутнім виділенням водню електробаромембранним методом, який реалізований за допомогою титанової мембрани-катода.

Конкуренти

• R. Peng, S. Banerjee, G. Sereda, R. T. Koodali.
  TiO₂–SiO₂ mixed oxides: Organic ligand templated controlled deposition of titania and their photocatalytic activities for hydrogen production //. Int. J. Hydr. En., - 2012. V. 37, (22), P.P 17009-17018.
• Нема аналогів в Україні.

Стан розробки

Експериментально-конструкторські роботи

Інтелектуальна власність

• В процесі подана заявка на видачу патенту України на винахід.
• Подана заявка на видачу патенту України на корисну модель «Пристрій для очищення води від важких металів »
  Гончарук В.В., Дульнева Т.Ю., Кучерук .Д.Д., Редькович В.І.
  заявник Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В .Думанського НАН України.
  

Контактна інформація

Виконавець: Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В .Думанського НАН України

Проект № 9 «Отримання водню при очищенні природних і стічних вод фотокаталітичними й електромембранними методами»

Контактна особа:

Кучерук Дмитро Дмитрович
Дульнева Т.Ю.

Е-mail:t_dulneva@ukr.net

---