The efficiency of HI concentration/separation from a HIx solution, (mixture of HI/H2O/I2) represents a crucial factor in the sulfur-iodine thermochemical water splitting process for hydrogen production. In this paper, an experimental study on HI cathodic concentration in HIx solution using stacked electro-electrodialysis (EED) cells was carried out under the conditions of 1 atm and at three different temperature (25, 55 and 85°C) and using a current density of 0.10 A/cm2. Results showed that an increase in HI can be obtained under certain conditions. The apparent transport number (t+) in all the experiments was very close to 1, and the electro-osmosis coefficient (ß) changed in a range of 1.08-1.16. The tests showed a detectable, though slow, increase in both the anodic iodine and cathodic hydriodic acid concentrations.

L'efficienza del processo di concentrazione/separazione dell’HI da una soluzione HIx, (miscela di HI/H2O/I2) rappresenta un fattore cruciale del processo di scissione dell'acqua per la produzione di idrogeno nel ciclo termochimico zolfo-iodio. In questo lavoro è stata condotto uno studio sperimentale sulla concentrazione catodica dell’HI in una soluzione HIx utilizzando una cella di elettrodialisi (RED) alla pressione di 1 atm, a tre temperature diverse (25, 55 e 85°C) e con una densità di corrente pari 0.10 A cm-2. I risultati hanno mostrato che un aumento della concentrazione di HI può essere ottenuto in determinate condizioni. Il numero di trasporto apparente (t+) in tutti gli esperimenti era prossimo ad 1, mentre il coefficiente di elettro-osmosi (ß) era compreso nell’intervallo 1.08-1.16. I test hanno mostrato un aumento dello iodio rilevabile ma lento nel comparto anodico e dell’acido iodidrico in quello catodico.

Experimental study for Hlx concentration by electro-electrodialysis (EED) cells in the water splitting sulfur-iodine thermochemical cycle

Pozio, A.;Felici, C.;Sau, S.;Giaconia, A.;Caputo, G.
2016-04

Abstract

L'efficienza del processo di concentrazione/separazione dell’HI da una soluzione HIx, (miscela di HI/H2O/I2) rappresenta un fattore cruciale del processo di scissione dell'acqua per la produzione di idrogeno nel ciclo termochimico zolfo-iodio. In questo lavoro è stata condotto uno studio sperimentale sulla concentrazione catodica dell’HI in una soluzione HIx utilizzando una cella di elettrodialisi (RED) alla pressione di 1 atm, a tre temperature diverse (25, 55 e 85°C) e con una densità di corrente pari 0.10 A cm-2. I risultati hanno mostrato che un aumento della concentrazione di HI può essere ottenuto in determinate condizioni. Il numero di trasporto apparente (t+) in tutti gli esperimenti era prossimo ad 1, mentre il coefficiente di elettro-osmosi (ß) era compreso nell’intervallo 1.08-1.16. I test hanno mostrato un aumento dello iodio rilevabile ma lento nel comparto anodico e dell’acido iodidrico in quello catodico.
The efficiency of HI concentration/separation from a HIx solution, (mixture of HI/H2O/I2) represents a crucial factor in the sulfur-iodine thermochemical water splitting process for hydrogen production. In this paper, an experimental study on HI cathodic concentration in HIx solution using stacked electro-electrodialysis (EED) cells was carried out under the conditions of 1 atm and at three different temperature (25, 55 and 85°C) and using a current density of 0.10 A/cm2. Results showed that an increase in HI can be obtained under certain conditions. The apparent transport number (t+) in all the experiments was very close to 1, and the electro-osmosis coefficient (ß) changed in a range of 1.08-1.16. The tests showed a detectable, though slow, increase in both the anodic iodine and cathodic hydriodic acid concentrations.
Electrodialysis;Sulfur-iodine cycle;Bunsen reaction;Thermochemical water splitting
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