Методи за получаване на водород в промишлени условия
Екстракция чрез преобразуване на метан
... Водата в парно състояние, предварително загрята до 1000 градуса по Целзий, се смесва с метан под налягане и в присъствието на катализатор. Този метод е интересен и доказан, също така трябва да се отбележи, че той непрекъснато се усъвършенства: тече търсенето на нови катализатори, по-евтини и по-ефективни.
Помислете за най-древния метод за производство на водород - газификация на въглища
... При условие, че няма достъп до въздух и температура от 1300 градуса по Целзий, въглищата и водните пари се нагряват. По този начин водородът се измества от водата и се получава въглероден диоксид (водородът ще бъде отгоре, въглеродният диоксид, също получен в резултат на реакцията, е отдолу). Това ще бъде отделянето на газовата смес, всичко е много просто.
Получаване на водород чрез електролиза на водата
се счита за най-простия вариант. За неговото изпълнение е необходимо да се излее содов разтвор в контейнера и също така да се поставят два електрически елемента там. Единият ще се зарежда положително (анод), а другият отрицателно (катод). Когато се приложи ток, водородът ще премине към катода, а кислородът към анода.
Получаване на водород по метода частично окисление
... За това се използва сплав от алуминий и галий. Поставя се във вода, което води до образуването на водород и алуминий по време на реакцията. Галият е необходим, за да протече реакцията изцяло (този елемент ще предотврати преждевременното окисляване на алуминия).
Наскоро придобита актуалност метод за използване на биотехнологии
: при условие на липса на кислород и сяра, хламидомонадите започват интензивно да отделят водород. Много интересен ефект, който сега се изучава активно.
Не забравяйте и друг стар, доказан метод за производство на водород, който се състои в използването на различни алкални елементи
и вода. По принцип тази техника е осъществима в лабораторни условия, при условие че са налице необходимите мерки за безопасност. Така в хода на реакцията (протича с нагряване и с катализатори) се образуват метален оксид и водород. Остава само да го съберете.
Вземете водород от взаимодействие на вода и въглероден окис
възможно само в индустриална среда. Образуват се въглероден диоксид и водород, принципът на тяхното разделяне е описан по-горе.
Как да си набавим водород безопасно у дома?
Такива въпроси са трогателни, защото на обикновения човек на улицата изглежда, че е доста лесно да се получи водород и въпреки това, въпреки че може да се направи при нормални условия, все още е доста опасно. Първото нещо, което трябва да знаете е, че трябва да правите такива експерименти само на открито (на открито) въздух, тъй като водородът е много, много лек газ (около 15 пъти по-лек от стандартния въздух) и ще се натрупва близо до тавана, образувайки силно експлозивна смес. Ако се вземат всички необходими мерки за предотвратяване на проблемни моменти, тогава е възможно да се извърши реакцията на взаимодействието на алкали и алуминий.
Вземаме колба (най-добре) или 1/2 литра стъклена бутилка, корк (в средата на дупката), тръба за отстраняване на водород, 10 грама алуминий и витриол (мед), готварска сол (около 20 грама), вода в количество 200 мл. и топка (гума) за събиране на водород. Купуваме витриол в градинарски магазини, а бирените кутии или тел може да действат като алуминиеви суровини. Разбира се, емайлът първо се отстранява чрез изпичане, трябва ви чист алуминий, без примеси.
За 10 грама витриол се взимат съответно 100 мл вода и се приготвя втори разтвор - за 20 грама сол ще отидат 100 мл вода. Сянката на разтворите ще бъде следната: витриол - син, сол - безцветен. След това смесваме всичко заедно и получаваме такъв зеленикав разтвор. Към него се добавя предварително приготвен алуминий. Сместа ще започне да се пени - това е водород. Алуминият замества медта и можете да я видите със собствените си очи от цъфтежа на червеникав оттенък върху алуминиеви суровини. Появява се белезникава суспензия, тук можете да започнете да събирате необходимия ни водород.
В процеса се получава допълнителна топлина; в химията такъв процес се нарича екзотермичен. Ясно е, че ако процесът не се контролира, ще се получи нещо като гейзер, който ще изплюе порции вряща вода, така че първоначалната концентрация трябва да се контролира. За това се използва тапа с тръба за безопасно отстраняване на водорода навън. Между другото, диаметърът на тръбата не трябва да надвишава 8 милиметра по никакъв начин. Събраният водород може да надуе балона, който ще бъде много по-лек от околния въздух, което означава, че ще му позволи да се издигне нагоре. Честно казано, подобни експерименти трябва да се практикуват изключително внимателно и внимателно, в противен случай наранявания и изгаряния не могат да бъдат избегнати.
ИЗОБРЕТЕНИЕТО СЛЕДВА СЛЕДНИТЕ ПРЕДИМСТВА
Топлината, получена от окисляването на газовете, може да се използва директно на място, а водородът и кислородът се получават от изхвърлянето на отпадна пара и технологична вода.
Нисък разход на вода при генериране на електричество и топлина.
Простотата на пътя.
Значителни икономии на енергия като изразходва се само за загряване на стартера до установения термичен режим.
Висока производителност на процеса, тъй като дисоциацията на водните молекули продължава десети от секундата.
Експлозия и пожарна безопасност на метода, тъй като при неговото изпълнение няма нужда от контейнери за събиране на водород и кислород.
По време на работата на инсталацията водата многократно се пречиства, превръщайки се в дестилирана вода. Това елиминира утайките и варовика, което увеличава експлоатационния живот на инсталацията.
Инсталацията е направена от обикновена стомана; с изключение на котли, изработени от топлоустойчиви стомани с облицовка и екраниране на стените им. Тоест не се изискват специални скъпи материали.
Изобретението може да намери приложение в
промишлеността чрез заместване на въглеводородите и ядреното гориво в електроцентралите с евтина, широко разпространена и екологична вода, като същевременно се запазва мощността на тези централи.
Алтернативен изглед
Полезният модел се отнася до електрохимията и по-точно до енергията на водорода и може да бъде полезен за получаване на горивна смес с високо съдържание на водород от всякакви водни разтвори.
Известни устройства за директно електрохимично разлагане (дисоциация) на вода и водни разтвори във водород и кислород чрез преминаване на електрически ток през водата. Основното им предимство е тяхната лекота на изпълнение. Основните недостатъци на известния водороден генератор-прототип са ниска производителност, значителна консумация на енергия и ниска ефективност. Теоретичното изчисление на необходимата електроенергия за производството на 1 m3 водород от вода е 2,94 kWh, което все още затруднява използването на този метод за производство на водород като екологично гориво в транспорта.
—
Най-близкото устройство (прототип) по дизайн и същата цел на заявения полезен модел чрез комбинация от характеристики е добре познат електролизатор - най-простият водороден генератор, съдържащ куха камера с воден разтвор (вода), поставени в него електроди и източник на електричество, свързано с тях (книга. Химическа енциклопедия ", т. 1, м., 1988, с. 401)
Същността на прототипа - известният водороден генератор се състои в електролитна дисоциация на вода и водни разтвори под действието на електрически ток върху H2 и O2.
Липса на прототип се състои в ниска производителност на водород и значителна консумация на енергия.
Целта Настоящото изобретение е модернизацията на устройството за подобряване на неговата енергийна ефективност
Технически резултат, от този полезен модел се състои в техническо и енергийно усъвършенстване на познатото устройство, което е необходимо за постигане на тази цел.
Посочен технически резултат се постига от факта, че известното устройство, съдържащо куха камера с воден разтвор, електроди, поставени във вода, източник на електричество, свързан към тях, е допълнено с капиляри, поставени вертикално във вода, с горни краища над нивото на водата и електроди са направени плоски, единият от които е поставен под капилярите, а вторият електрод е направен от мрежа и е разположен над тях, а източникът на захранване е направен от високо напрежение и се регулира по амплитуда и честота, а пролуката между краищата на капилярите и втория електрод и параметрите на подаваното към електродите електричество се избират според условието за осигуряване на максимална производителност на водорода, а капацитетът на регулаторите е регулаторът на напрежението на споменатия източник и регулаторът на пролуката между капилярите и вторият електрод, а устройството е допълнено и с два ултразвукови генератора, единият от които е разположен под долния край на тези капиляри, а вторият - над горния им край, и устройството Уредът е допълнен и с електронен дисоциатор на активирани молекули водна мъгла, съдържащ двойка електроди, разположени над повърхността на течността, с техните равнини, перпендикулярни на повърхността на течността, и електрически свързани към допълнителен електронен генератор на високочестотни високочестотни импулси с регулируема честота и работен цикъл, в честотния диапазон, припокриващ резонансните честоти на възбуждане, изпарени молекули на течност и нейните йони.
Промоционално видео:
ОПИСАНИЕ НА УСТРОЙСТВОТО В СТАТИКАТА
Устройство за производство на водород от вода (Фиг. 1) се състои от диелектричен контейнер 1, с излят в него воден разтвор на течност 2, от фино порест капилярен материал 3, частично потопен в тази течност и предварително овлажнен в нея. Това устройство включва и метални електроди с високо напрежение 4, 5 , поставен в краищата на капилярите 3 и електрически свързан към клемите на регулиран източник на високо напрежение на електрическо поле с постоянен знак 10, а един от електродите 5 е направен под формата на перфорирана иглена плоча, и е позициониран подвижно над края на капилярите 3, например, успоредно на него на разстояние, достатъчно, за да се предотврати електрическия пробив на мокрия фитил 3. Друг електрод с високо напрежение 4 е поставен в течността успоредно на долния край на капилярен, например порест материал 3 Устройството е допълнено от два ултразвукови генератора 6, единият от които е разположен в течността 2, почти на дъното на контейнера 1, а вторият е разположен над нивото на течността, например мрежа електрод 5.
Устройството също така съдържа електронен дисоциатор на молекули активирана водна мъгла, състоящ се от два електрода 7,8, разположени над повърхността на течността, с техните равнини, перпендикулярни на повърхността на течността, и електрически свързани към допълнителен електронен генератор 9 високочестотни високочестотни импулси с регулируема честота и работен цикъл, в честотните диапазони, които припокриват резонансните честоти на възбуждане на изпарените молекули на течността и нейните йони.Устройството е допълнено и с камбана 12, разположена над резервоара 1 - колектор за събиране на газ 12, в центъра на който има изходна тръба за изтегляне на горивния газ и Н2 към потребителите. По същество модулът на устройството, съдържащ електроди 4,5 от блокове за високо напрежение 10 и капилярен блок 3 4, 5, 6, е комбинирано устройство на електроосмотична помпа и електростатичен изпарител на течност 2 от контейнер 1 ... от 0 до 30 kV / cm. Електродът 5 е направен от метална перфорирана или мрежа, за да осигури възможност за безпрепятствено преминаване на образуваната водна мъгла и горивен газ от края на капилярите 3. Устройството разполага с регулатори и устройства за промяна на честотата на импулсите и тяхната амплитуда и работен цикъл, както и за промяна на разстоянието и положението на електрода 5 спрямо повърхността на капилярния изпарител 3 (те не са показани на фиг. 1).
ОПИСАНИЕ НА УСТРОЙСТВОТО, КОЕТО РАБОТИ (ФИГ. 1)
Първо, воден разтвор се излива в контейнера 1, например активирана вода или водно-горивна смес (емулсия) 2, капилярният 3-порест изпарител се навлажнява предварително с него. След това се включва източник на напрежение с високо напрежение 10 и потенциалната разлика на високо напрежение се подава към капилярния изпарител 3 чрез електродите 4,5 и перфорираният електрод 5 се поставя над повърхността на крайната повърхност на капилярите 3 на разстояние, достатъчно за предотвратяване на електрически срив между електродите 4,5. В резултат по протежение на влакната на капилярите 3 под действието на електроосмотични и всъщност електростатични сили на надлъжно електрическо поле водните клъстери частично се разрушават и сортират по размер, абсорбирайки се в капиляри 3. Освен това, диполни поляризирани течни молекули се разгръщат по вектора на електрическото поле и се придвижете от контейнера към горните крайни капиляри 3 към противоположния електрически потенциал на електрод 5 (електроосмоза). Тогава те под действието на електростатични сили се откъсват от тези сили на електрическото поле от повърхността на крайната повърхност на капиляр 3 - по същество електроосмотичен изпарител и се превръщат в частично дисоциирана поляризирана електрифицирана водна мъгла. Тази водна мъгла над електрода 5 след това също се обработва интензивно с импулсно напречно високочестотно електрическо поле, създадено между напречните електроди 7,8 от електронен високочестотен генератор 9. В процеса на интензивен сблъсък на изпарени диполни молекули и вода клъстери над течността с молекули въздух и озон, електрони в зоната на йонизация между електродите 7, 8, възниква допълнителна интензивна дисоциация (радиолиза) на активираната водна мъгла с образуването на горивен горивен газ. Освен това този получен горивен газ тече независимо нагоре в газосъбиращия звънец 12 и след това през изхода 13 се подава към потребителите за приготвяне на синтетична горивна смес, например, във всмукателния канал на двигателите с вътрешно горене и го подава към горенето камери на моторно превозно средство. Съставът на този горим газ включва молекули на водород (H2), кислород (O2), водни пари, мъгла (H2O), както и активирани органични молекули, изпарени като част от други въглеводородни добавки. Преди това експериментално беше показана работоспособността на това устройство и беше установено, че интензивността на процеса на изпаряване и дисоциация на молекулите на водните разтвори значително зависи и се променя в зависимост от параметрите на електрическото поле на източниците9,10 мощност), на разстоянието между електродите 4, 5, на площта на капилярния изпарител 3, на вида течност, размера на капилярите и качеството на капилярния материал 3.Наличните в устройството регулатори ви позволяват да оптимизирате работата на горивния газ в зависимост от вида и параметрите на водния разтвор и специфичния дизайн на този електролизатор. Тъй като в това устройство воден разтвор на течност интензивно се изпарява и частично се дисоциира в H2 и O2, под действието на капилярна електроосмоза и ултразвук, а след това допълнително активно се дисоциира поради интензивни сблъсъци на молекули на изпарения воден разтвор с помощта на допълнително напречно резонансно електрическо поле, такова устройство за производство на водород и горивен газ консумира малко електроенергия и следователно е много по-икономично от десетки стотици пъти по-икономично от известните генератори на водород за електролиза.
ИСК
Ултразвуково устройство за производство на водород от всеки воден разтвор, съдържащо съд с воден разтвор, метални електроди, поставени в него, и източник на електричество, свързан към тях, характеризиращ се с товатой се допълва от капиляри, поставени вертикално в тази камера, с горните си краища над нивото на водния разтвор, и един от двата електрода се поставя в течността под капилярите, а вторият електрод се прави подвижен и решетъчен и се поставя отгоре тях, а източникът на захранване е направен от високо напрежение и регулируем по амплитуда и честота, а устройството е допълнено и от два ултразвукови генератора, единият от които е разположен под долния край на тези капиляри, а вторият е разположен над горната им част край, а устройството е допълнено и с резонансен електронен дисоциатор на активирани молекули водна мъгла, съдържащ двойка електроди, разположени над повърхността на течността, с техните равнини, перпендикулярни на повърхността на течността, и електрически свързани към допълнителен електронен генератор на високочестотни импулси с висока честота с регулируема честота и работен цикъл, в честотния диапазон, съдържащ резонансните честоти на възбуждане на изпарените течни молекули и нейните йони.
ИСК
Метод за получаване на водород и кислород от водни пари
, включително преминаване на тази пара през електрическо поле, характеризиращо се с това, че те използват прегрята водна пара с температура
500 - 550 o C
, преминали през електрическо поле с постоянен ток с високо напрежение, за да дисоциират парите и да ги разделят на водородни и кислородни атоми.
Отдавна искам да направя подобно нещо. Но по-нататъшни експерименти с батерия и чифт електроди не дойдоха. Исках да направя пълноценен апарат за производство на водород, в количества за надуване на балон. Преди да направя пълноценен апарат за електролиза на вода у дома, реших да проверя всичко на модела.
Общата схема на електролизера изглежда така.
Този модел не е подходящ за пълна ежедневна употреба. Но успяхме да тестваме идеята.
Затова реших да използвам графит за електродите. Отличен източник на графит за електроди е тролейбусният колектор. Има много от тях, които лежат на крайните спирки. Трябва да се помни, че един от електродите ще се срути.
Видяхме и финализирахме с файл. Интензивността на електролизата зависи от силата на тока и площта на електродите.
Към електродите са прикрепени проводници. Проводниците трябва да бъдат внимателно изолирани.
За случая с модела на електролитни клетки пластмасовите бутилки са напълно подходящи. В капака за тръби и проводници се правят дупки.
Всичко е изцяло покрито с уплътнител.
Отрязаните гърла на бутилките са подходящи за свързване на два контейнера.
Те трябва да бъдат съединени заедно и шевът да бъде разтопен.
Ядките са направени от капачки на бутилки.
Дупките са направени в две бутилки отдолу. Всичко е свързано и внимателно запълнено с уплътнител.
Като източник на напрежение ще използваме битова мрежа 220V.Искам да ви предупредя, че това е доста опасна играчка. Така че, ако нямате достатъчно умения или има съмнения, по-добре е да не повтаряте. В битовата мрежа имаме променлив ток, за електролиза той трябва да бъде изправен. Диодният мост е идеален за това. Този на снимката не беше достатъчно мощен и бързо изгоря. Най-добрият вариант беше китайският диоден мост MB156 в алуминиев корпус.
Диодният мост се нагрява много. Ще е необходимо активно охлаждане. Охладителят за компютърен процесор е перфектен. За заграждението може да се използва разпределителна кутия с подходящ размер. Продава се в електрически стоки.
Под диодния мост трябва да се поставят няколко слоя картон.
Необходимите отвори са направени в капака на разпределителната кутия.
Ето как изглежда сглобеният блок. Електролизаторът се захранва от мрежата, вентилаторът се захранва от универсален източник на енергия. Като електролит се използва разтвор на сода за хляб. Тук трябва да се помни, че колкото по-висока е концентрацията на разтвора, толкова по-висока е скоростта на реакцията. Но в същото време отоплението е и по-високо. Освен това, реакцията на натриево разлагане на катода ще допринесе за нагряването. Тази реакция е екзотермична. В резултат на това ще се образуват водород и натриев хидроксид.
Устройството на снимката по-горе беше много горещо. Трябваше периодично да се изключва и да се изчака, докато изстине. Проблемът с отоплението беше частично решен чрез охлаждане на електролита. За това използвах настолна помпа за фонтан. Дълга тръба минава от една бутилка в друга през помпа и кофа със студена вода.
Актуалността на този въпрос днес е доста висока поради факта, че сферата на използване на водород е изключително обширна и в чист вид практически не се среща никъде в природата. Ето защо са разработени няколко техники, които позволяват извличането на този газ от други съединения чрез химични и физични реакции. Това е обсъдено в статията по-горе.
Човекът направи инсталация за производство на водород
Роман Урсу. В това видео исках да покажа как можете да направите малък генератор от 10 бръснещи остриета, който да извлича водород от водата. За да започнете, ви е необходим захранващ блок от 5 до 12 волта, сила на тока от 0,5 до 2 ампера. Медни жици, стъклен буркан със затворена винтова капачка. Пластмасова бутилка, парче пластмасова линийка. Две капкомери. 10 остриета. Ядлива сол. Инструменти: поялник, пистолет за лепило, канцеларски нож.
Продукти за изобретатели
