Tytuł pozycji:
Effect of the indirect sonication on the plasma formation and energy parameters in the cathodic regime of the plasma-driven solution electrolysis
The paper presents the experimental study's results on indirect sonication's effect on plasma formation and energy parameters in the cathodic regime of plasma-driven solution electrolysis (PDSE). In the study, two types of experiments were carried out. The first was to observe the effect of the indirect sonication on the transformation of the DC electrolysis of 10 wt% Na2CO3 aqueous solution from its Faradaic regime to the cathodic regime of PDSE with increasing the applied DC voltage. Sonication was found to decrease the average power needed to attain the plasma formation at the discharge electrode by ca. 10% compared to PDSE without sonication. The second experiment concerned the statistical determination of the energy parameters (current density and power consumption) in the cathodic regime of PDSE with varying the applied DC voltage. It was revealed that sonication reduces the applied DC voltage by 14 V to achieve the minimum current density at which sonication exhibits a synergetic effect on PDSE, reducing the power consumption by 21.5% compared to PDSE without sonication.
W artykule opisano wyniki badań wpływu sonikacji pośredniej na powstawanie plazmy oraz na parametry energetyczne plazmowej elektrolizy roztworu (PDSE) podczas pracy w reżimie katodowym. W ramach badań przeprowadzono dwa rodzaje eksperymentów. Pierwszy polegał na obserwacji wpływu sonikacji pośredniej na przebieg elektrolizy roztworu wodnego 10% (w/w) Na2CO3 i przejścia z reżimu faradycznego na reżim katodowy PDSE podczas zwiększania wartości napięcia stałego. Stwierdzono, że sonikacja obniża o ok. 10 % średnią moc potrzebną do wytworzenia plazmy na elektrodzie roboczej w porównaniu do elektrolizy prądem stałym bez sonikacji. Drugi eksperyment dotyczył statystycznego określenia parametrów energetycznych (gęstość prądu i zużycie energii) w reżimie katodowym PDSE przy różnych wartościach napięcia stałego. Wykazano, że dzięki sonikacji wartość napięcia potrzebna do osiągnięcia minimalnej gęstości prądu, przy której zachodzi efekt synergiczny z PDSE była niższa o 14 V, jednocześnie powodując obniżenie zużycia energii o 21,5% w porównaniu do PDSE bez sonikacji.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
