Ажар Коспановна Баешова – Доктор технических наук, профессор
050040, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
Azhar Bayeshova – Doctor of Technical Science, Professor
050040, Almaty, 71 al-Farabi Avenue
Сержан Молайган – PhD-докторант
050040, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
Syerjan Molaigan – PhD-doctoral student
050040, Almaty, 71 al-Farabi Avenue
Абдуали Баешов – Доктор химических наук, профессор, академик НАН РК
050040, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
Abduali Bayeshov – Doctor of Chemical Science, Professor
050040, Almaty, 71 al-Farabi Avenue
Расул Мұратбайұлы Есетов – студент факультета химии и химической технологии
050040, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
Rasul Muratbayuly Esetov – Student of the Faculty of Chemistry and Chemical Technology
050040, Almaty, 71 al-Farabi Avenue
Богуслава Леска – профессор, доктор наук
61–614, Познань, ул. Uniwersytetu Poznanskiego, 8
Boguslawa Leska – Professor, dr.habilitation
61-614, Poznan, Uniwersytetu Poznanskiego, 8
Разработка альтернативных и эффективных способов получения водорода является актуальной научно-технической задачей. Перспективным подходом является получение водорода при взаимодействии алюминия с водой; однако протеканию реакции при обычных условиях препятствует наличие устойчивой оксидной плёнки на поверхности алюминия. Целью настоящей работы является активация поверхности алюминия путём введения хлорида натрия в водные растворы фосфорной или серной кислот и определение скорости выделения водорода. Экспериментальные исследования проводились с использованием фосфорной и серной кислот, хлорида натрия химической чистоты и алюминия марки А85. Получение водорода осуществлялось в лабораторных условиях на градуированной стеклянной установке бюреточного типа. Объём выделившегося водорода определяли по объёму вытесненной воды. Добавление хлорида натрия в кислые водные растворы приводило к разрушению оксидного слоя на поверхности алюминия и инициировало его взаимодействие с водой. Локальное растворение алюминия под действием хлорид-ионов вызывало формирование пористой и неоднородной поверхности, что существенно повышало скорость выделения водорода. В растворах фосфорной кислоты при концентрациях 1-7 моль·л⁻¹ скорость выделения водорода не превышала 8 мл·ч⁻¹·см⁻², однако при добавлении хлорида натрия (25 г·л⁻¹) возрастала до 50,02 мл·ч⁻¹·см⁻², увеличиваясь в 6,25 раза. В растворах серной кислоты (0,5-2,5 моль·л⁻¹) в присутствии хлорида натрия скорость выделения водорода возрастала от 25,27 до 108,38 мл·ч⁻¹·см⁻², что соответствует увеличению примерно в 5 раз. Таким образом, показана возможность получения водорода на алюминиевой поверхности при комнатной температуре из кислых водных растворов с добавлением хлорида натрия. Предложенный подход основан на использовании недорогих и доступных реагентов и может быть перспективным для автономных систем получения водорода, в том числе с использованием алюминиевого лома.
The development of alternative and efficient hydrogen production routes remains a critical scientific and technological challenge. One promising approach involves hydrogen generation from water through its interaction with aluminum; however, the presence of a stable oxide layer on the aluminum surface inhibits the reaction under ambient conditions. This study aims to activate the aluminum surface by introducing sodium chloride into aqueous solutions of phosphoric and sulfuric acids and to quantify the hydrogen evolution rate. Experiments were conducted using phosphoric and sulfuric acids, chemical-grade sodium chloride, and A85 aluminum. Hydrogen production was carried out under laboratory conditions using a calibrated glass burettetype setup. The volume of evolved hydrogen was determined by measuring the volume of water displaced from the burette. The addition of sodium chloride to acidic aqueous solutions resulted in the destruction of the aluminum oxide layer and initiated aluminum-water interaction. Localized dissolution induced by chloride ions led to the formation of a porous and heterogeneous surface, significantly enhancing hydrogen evolution. In phosphoric acid solutions (1-7 mol·L-1), the hydrogen evolution rate remained low (up to 8 mL·h-1·cm-2 ); however, upon addition of sodium chloride (25 g·L-1), the rate increased to 50.02 mL·h-1 ·cm-2, representing a 6.25-fold enhancement. In sulfuric acid solutions (0.5-2.5 mol·L-1) containing sodium chloride, the hydrogen evolution rate increased from 25.27 to 108.38 mL·h-1·cm-2, corresponding to an approximately fivefold increase. Thus the results demonstrate the feasibility of hydrogen generation on aluminum surfaces at room temperature using acidic aqueous solutions supplemented with sodium chloride. The proposed activation approach relies on inexpensive and readily available reagents and shows potential for autonomous systems hydrogen production, including applications based on aluminum scrap.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.