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Enhancement of hydrogen production using dynamic magnetic field through water electrolysis
International Journal of Energy Research ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-01-12 , DOI: 10.1002/er.7638 Purnami Purnami 1 , Nurkholis Hamidi 1 , Mega Nur Sasongko 1 , Eko Siswanto 1 , Denny Widhiyanuriyawan 1 , Ishardita Pambudi Tama 2 , Willy Satrio Nugroho , I Nyoman Gede Wardana 1
International Journal of Energy Research ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-01-12 , DOI: 10.1002/er.7638 Purnami Purnami 1 , Nurkholis Hamidi 1 , Mega Nur Sasongko 1 , Eko Siswanto 1 , Denny Widhiyanuriyawan 1 , Ishardita Pambudi Tama 2 , Willy Satrio Nugroho , I Nyoman Gede Wardana 1
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Static magnetic field (SMF) application in water electrolysis increases hydrogen production. However, the effect of the dynamic magnetic field (DMF) in water electrolysis is rarely studied. This study utilizes DMF to increase hydrogen production in water electrolysis. DMF was generated by rotating a plate-shaped magnet. As a result, DMF produces 23.1 mL H2, which almost doubled the 12.1 mL H2 of SMF. DMF increases the chance of hydrogen formation by weakening the covalent bond, hydrogen bond, and increase the ion transfer mobility as a result of additional magnetic field strength. This phenomenon consistent with the Faraday's law where fluctuating magnetic field generates an electromotive force that increases electric current density. The high electric current density alters hydroxide ion mobility as the interchanging magnetic force field by DMF increases the ions collision chance. The additional magnetic force by DMF has aligned more water molecules than DMF. Consequently, more water molecule dipoles are exposed during electrolysis. Hence, DMF eases the water-splitting process by shaking the water molecules, which continuously aligns the dipole and also energizes the water molecules. The energized water with higher kinetic energy is easier to split as the required ionization energy has reduced. This happens as the result of the spin-pair magnetic energy conversion that is stimulated by external magnetic field. The increase in rotational speed of magnetic rods does not significantly increase hydrogen evolution reaction and lower the electrolysis efficiency. This indicates the presence of DMF is more important for water electrolysis performance than the rotational speed of DMF. Conclusively, DMF enhances hydrogen evolution reaction by an increase in water kinetic energy and increase in ion transfer chance through dipole exposition.
中文翻译：
通过水电解利用动态磁场增强制氢
静磁场 (SMF) 在水电解中的应用增加了氢气的产生。然而，很少研究动态磁场（DMF）在水电解中的影响。本研究利用 DMF 来增加水电解中的氢气产量。DMF是通过旋转板状磁铁产生的。因此，DMF 产生 23.1 mL H 2，几乎是 12.1 mL H 2的两倍的 SMF。DMF 通过削弱共价键、氢键来增加氢形成的机会，并由于额外的磁场强度而增加离子转移迁移率。这种现象符合法拉第定律，其中波动的磁场会产生电动势，从而增加电流密度。高电流密度改变了氢氧根离子的迁移率，因为 DMF 的交换磁场增加了离子碰撞的机会。DMF 的附加磁力比 DMF 排列了更多的水分子。因此，更多的水分子偶极子在电解过程中暴露出来。因此，DMF 通过摇动水分子来简化水分解过程，从而不断地对齐偶极子并为水分子提供能量。随着所需电离能的降低，具有较高动能的带电水更容易分裂。这是由外部磁场激发的自旋对磁能转换的结果。磁棒转速的增加不会显着增加析氢反应并降低电解效率。这表明 DMF 的存在对于水电解性能比 DMF 的旋转速度更重要。最后，DMF 通过增加水的动能和通过偶极子暴露增加离子转移机会来增强析氢反应。磁棒转速的增加不会显着增加析氢反应并降低电解效率。这表明 DMF 的存在对于水电解性能比 DMF 的旋转速度更重要。最后，DMF 通过增加水的动能和通过偶极子暴露增加离子转移机会来增强析氢反应。磁棒转速的增加不会显着增加析氢反应并降低电解效率。这表明 DMF 的存在对于水电解性能比 DMF 的旋转速度更重要。最后，DMF 通过增加水的动能和通过偶极子暴露增加离子转移机会来增强析氢反应。
更新日期：2022-01-12
中文翻译：
通过水电解利用动态磁场增强制氢
静磁场 (SMF) 在水电解中的应用增加了氢气的产生。然而，很少研究动态磁场（DMF）在水电解中的影响。本研究利用 DMF 来增加水电解中的氢气产量。DMF是通过旋转板状磁铁产生的。因此，DMF 产生 23.1 mL H 2，几乎是 12.1 mL H 2的两倍的 SMF。DMF 通过削弱共价键、氢键来增加氢形成的机会，并由于额外的磁场强度而增加离子转移迁移率。这种现象符合法拉第定律，其中波动的磁场会产生电动势，从而增加电流密度。高电流密度改变了氢氧根离子的迁移率，因为 DMF 的交换磁场增加了离子碰撞的机会。DMF 的附加磁力比 DMF 排列了更多的水分子。因此，更多的水分子偶极子在电解过程中暴露出来。因此，DMF 通过摇动水分子来简化水分解过程，从而不断地对齐偶极子并为水分子提供能量。随着所需电离能的降低，具有较高动能的带电水更容易分裂。这是由外部磁场激发的自旋对磁能转换的结果。磁棒转速的增加不会显着增加析氢反应并降低电解效率。这表明 DMF 的存在对于水电解性能比 DMF 的旋转速度更重要。最后，DMF 通过增加水的动能和通过偶极子暴露增加离子转移机会来增强析氢反应。磁棒转速的增加不会显着增加析氢反应并降低电解效率。这表明 DMF 的存在对于水电解性能比 DMF 的旋转速度更重要。最后，DMF 通过增加水的动能和通过偶极子暴露增加离子转移机会来增强析氢反应。磁棒转速的增加不会显着增加析氢反应并降低电解效率。这表明 DMF 的存在对于水电解性能比 DMF 的旋转速度更重要。最后，DMF 通过增加水的动能和通过偶极子暴露增加离子转移机会来增强析氢反应。
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