The influence of the electrolyte on the efficiency of hydrogen production by water electrolysis

Abstract

Hydrogen is considered a clean energy source due to its ability to produce energy without harmful emissions to the environment, and it represents one of the main alternatives to fossil fuels. Among its production methods is water electrolysis, which relies on the use of an electrolyte that enables electrical current conduction within the solution. This work aims to investigate the effect of electrolyte type and concentration on hydrogen production yield during the electrolysis process. The experiments were carried out using an electrolysis setup assembled in the laboratory, consisting of an electrolytic cell connected to a direct current power supply. An electrolyte solution is first prepared and then introduced into the device. The experiment is then run for a given period, after which the volume of hydrogen produced is collected and measured. The experiments are repeated by varying the electrolyte type as well as the concentration of the optimal electrolyte. The results show that the type of electrolyte has a direct influence on hydrogen production yield, which varies depending on the nature of the electrolyte used. It was also found that increasing electrolyte concentration improves the electrolysis process and thus increases hydrogen production yield. Therefore, the selection of the appropriate electrolyte and its concentration is a key factor for achieving optimal hydrogen production efficiency

L’hydrogène est considéré comme une source d’énergie propre en raison de sa capacité à produire de l’énergie sans émissions polluantes pour l’environnement, et il constitue l’une des principales alternatives aux combustibles fossiles. Parmi ses méthodes de production, on trouve l’électrolyse de l’eau, qui repose sur l’utilisation d’un électrolyte permettant la conduction du courant électrique dans la solution. Ce travail vise à étudier l’effet du type d’électrolyte et de sa concentration sur le rendement de production de l’hydrogène au cours du processus d’électrolyse. Les expériences ont été réalisées à l’aide d’un dispositif d’électrolyse monté au V laboratoire, composé d’une cellule d’électrolyse reliée à une alimentation en courant continu. Une solution électrolytique est d’abord préparée puis introduite dans le dispositif. L’expérience est ensuite lancée pendant une durée déterminée, après quoi le volume d’hydrogène produit est collecté et mesuré. Les expériences sont répétées en variant le type d’électrolyte ainsi que la concentration de l’électrolyte optimal. Les résultats obtenus montrent que le type d’électrolyte influence directement le rendement de production de l’hydrogène, ce dernier variant selon la nature de l’électrolyte utilisé. Il a également été démontré que l’augmentation de la concentration de l’électrolyte améliore le processus d’électrolyse et augmente ainsi le rendement de production de l’hydrogène. Le choix de l’électrolyte ainsi que de sa concentration constitue un facteur essentiel pour obtenir un rendement optimal de production d’hydrogène

يُعتبر الهيدروجين مصد ًرا للطاقة النظيفة نظ ًرا لقدرته على إنتاج الطاقة دون انبعاثات ضارة بالبيئة، ويُعد من أبرز البدائل للوقود األحفوري. ومن بين طرق إنتاجه التحليل الكهربائي للماء الذي يعتمد على استعمال اإللكتروليت الذي يساعد على نقل التيار الكهربائي داخل ا لمحلول. يهدف هذا العمل إلى دراسة تأثير نوع اإللكتروليت وتركيزه على مردودية إنتاج الهيدروجين أثناء عملية التحليل الكهربائي. تم إجراء التجارب باستعمال جهاز التحليل الكهربائي المركب داخل المخبر، والذي يتكون من جهاز تحليل كهربائي متصل بمزود طاقة مستمر، حيث يتم تحضير محلول إلكتروليتي ثم وضعه داخل الجهاز. يتم تشغيل الجهاز وترك العملية تتم لمدة معينة، بعدها يتم جمع وقياس حجم غاز الهيدروجين الناتج، وتعاد التجارب مع تغيير نوع اإللكتروليت وتغيير تركيز اإللكتروليت األفضل. أظهرت النتائج المتحصل عليها أن نوع اإللكتروليت يؤثر بشكل مباشر على مردود إنتاج الهيدروجين، حيث تختلف المردودية حسب طبيعة اإللكتروليت المستعمل. كما بينت النتائج أن زيادة تركيز اإللكتروليت تؤدي إلى تحسين عملية التحليل الكهربائي وبالتالي زيادة مردودية إنتاج الهيدروجين. ويُعد اختيار اإللكتروليت والتركيز المناسبين عامًًل أساسيًا للحصول على أفضل مردودية في إنتاج الهيدروجين.