Вода вместо бензин: електролизата е технологията на бъдещето

Електролизатор

Електролизата е химико-физичен феномен на разлагането на веществата на елементи с помощта на електрически ток, който се използва навсякъде за промишлени цели. Въз основа на тази реакция се правят агрегати, за да се получат, например, хлор или цветни метали.

Инсталация за електролиза, която се състои от плочи

Постоянният растеж на цените на енергийните ресурси направи търсенето на йонни инсталации за домашна употреба. Какви са такива конструкции и как да ги направим у дома?

Обща информация за електролизатора

Електролизна инсталация е устройство за електролиза, което изисква външен енергиен източник, който структурно се състои от няколко електрода, които се поставят в контейнер, пълен с електролит. Също така тази инсталация може да се нарече устройство за разделяне на вода.

В подобни единици производителността се счита за ключов технически параметър, което означава обемът на произведения водород на час и се измерва в m3 / h. Стационарните блокове носят такъв параметър в името на модела, например, мембранният блок SEU-40 образува 40 кубически метра на час. m водород.

външен изглед на стационарната индустриална единица SEU-40

Други характеристики на такива устройства напълно зависят от предназначението и вида на инсталацията. Например, когато се извършва електролиза на водата, ефективността на устройството зависи от следните показатели:

1. Нивото на най-ниския електроден потенциал (напрежение). За доброто функциониране на уреда тази характеристика трябва да бъде в диапазона от 1,8-2 V на плоча. Ако захранването има напрежение 14 V, тогава капацитетът на електролитната клетка с електролитния разтвор има смисъл да се разделят листите на 7 клетки. Подобна инсталация се нарича суха клетка. По-малка стойност няма да доведе до електролиза, а по-голяма стойност значително ще увеличи консумацията на енергия;

Подреждане на плочи в банята на електролиза

1. Колкото по-малко е разстоянието между елементите на плочата, толкова по-малко ще бъде съпротивлението, което при преминаване на голям ток води до увеличаване на производството на газообразно вещество;
2. Повърхността на плочите влияе пряко върху производителността;
3. Топлинен баланс и степен на концентрация на електролит;
4. Материал на електродните компоненти. Златото се счита за скъп, но прекрасен материал за използване в електролитни клетки. Поради високата си цена понякога се използва неръждаема стомана.

Основното нещо! В конструкции от различен тип стойностите ще имат различни параметри.

Растенията за водна електролиза също могат да се използват за цели като обеззаразяване, пречистване и оценка на качеството на водата.

Производство на водород чрез електролиза на вода.

Предишен16Следващ

Електролизата на водата е един от най-добре познатите и добре проучени методи за получаване на водород. Осигурява чист продукт (99,6-99,9%Н2) в един технологичен етап. В производствените разходи за производството на водород разходите за електрическа енергия са приблизително 85%.

Водната електролиза е един от най-добре познатите и добре проучени методи за получаване на водород [433]. Той осигурява чист продукт (99,6-99,9% H2) в един етап на процеса. Икономиката на процеса зависи главно от цената на електроенергията. В производствените разходи за производството на водород разходите за електрическа енергия са приблизително 85%.

Този метод е приложен в редица страни със значителни ресурси от евтина водна енергия.Най-големите електрохимични комплекси са разположени в Канада, Индия, Египет, Норвегия, но хиляди по-малки инсталации са създадени и работят в много страни по света. Този метод е важен и защото е най-универсален по отношение на използването на първични енергийни източници. Във връзка с развитието на ядрената енергетика е възможно нов разцвет на водната електролиза на базата на евтина електроенергия от атомни електроцентрали. Ресурсите на съвременната електроенергийна индустрия са недостатъчни, за да се получи водород като продукт за по-нататъшно използване на енергия. Ако електричеството се получава от най-евтината атомна енергия, тогава с ефективността на процеса на генериране на електроенергия, равна на 40% (в случая на реактори за бързо размножаване) и ефективността на процеса на получаване на водород чрез електролиза дори 80%, общата ефективността на процеса на електролиза ще бъде 0,8-0,4 = 0,32, или 32%. Освен това, ако приемем, че електроенергията представлява 25% от общото производство на енергия и 40% от електроенергията се изразходва за електролиза, тогава приносът на този източник в общото енергийно снабдяване ще бъде най-добре 0,25XX 0,4-0,32 = 0,032, или 3, 2%. Следователно електролизата на водата, като метод за получаване на водород за енергийно снабдяване, може да се разглежда в строго ограничени рамки. Въпреки това, като метод за получаване на водород за химическата и металургичната промишленост, той трябва да бъде технологично въоръжен, тъй като при определени икономически условия може да се използва в мащабен индустриален мащаб.

Електролизата може успешно да се използва във водноелектрически централи или в случаите, когато термалните и ядрените централи имат свръхкапацитет, а производството на водород е средство за използване, съхранение и съхранение на енергия. За тази цел могат да се използват мощни електролизатори с капацитет до 1 милион м3 водород на ден. В голяма инсталация за водна електролиза с капацитет 450 t / ден и по-висока, консумацията на енергия на 1 m3 водород може да бъде увеличена до 4–4,5 kWh. С такова потребление на енергия в редица енергийни ситуации, електролизата на водата, дори при съвременни условия, може да се превърне в конкурентноспособен метод за производство на водород [435].

Електрохимичният метод за получаване на водород от вода има следните положителни качества: 1) висока чистота на произведения водород - до 99,99% и по-висока; 2) простота на технологичния процес, неговата непрекъснатост, възможността за най-пълна автоматизация, отсъствието на движещи се части в електролитната клетка; 3) възможността за получаване на най-ценните странични продукти - тежка вода и кислород; 4) общодостъпна и неизчерпаема суровина - вода; 5) гъвкавост на процеса и възможност за получаване на водород директно под налягане; 6) физическо разделяне на водорода и кислорода в самия процес на електролиза.

Във всички процеси на производство на водород при разлагането на водата се получават значителни количества кислород като страничен продукт. Това ще осигури нови стимули за прилагането му. Той ще намери своето място не само като ускорител на технологичните процеси, но и като незаменим пречиствател и по-здравословен за резервоарите и промишлените отпадъчни води. Този обхват на използването на кислород може да се разшири до атмосферата, почвата, водата. Изгарянето на нарастващите количества битови отпадъци в кислород може да реши проблема с твърдите отпадъци в големите градове.

Още по-ценен страничен продукт от водната електролиза е тежката вода, добър неутронен модератор в ядрените реактори. Освен това тежката вода се използва като суровина за производството на деутерий, който от своя страна е суровина за термоядрената енергетика.

Електролитично разлагане на водата.

2 H2O = 2 H2 + O2

Чистата вода практически не провежда ток, поради което към нея се добавят електролити (обикновено КОН). По време на електролизата на катода се отделя водород.При анода се отделя еквивалентно количество кислород, което следователно е страничен продукт при този метод.

Водородът, получен чрез електролиза, е много чист, с изключение на примесите от малки количества кислород, които могат лесно да бъдат отстранени чрез преминаване на газа през подходящи катализатори, например върху леко нагрят паладий върху азбест. Поради това се използва както за хидрогениране на мазнини, така и за други процеси на каталитично хидрогениране. Водородът, получен по този метод, е доста скъп.

Предишен16Следващ

Дата на добавяне: 2016-10-26; изгледи: 13219; РАБОТА ЗА ПИСАНЕ НА ПОРЪЧКА

Подобни статии:

Принцип на работа и видове електролизатори

Много просто устройство има електролизатори, които разделят водата на кислород и водород. Те се състоят от контейнер с електролит, в който са поставени електроди, свързани към енергиен източник.

Дизайнът на най-простата електролиза

Принципът на работа на електролизата е, че електрическият ток, преминаващ през електролита, има напрежение, достатъчно за разлагане на водата на молекули. Резултатът от процеса е, че анодът освобождава една част кислород и катодът създава две части водород.

Дезинфекция на вода чрез директна електролиза

Какво представлява директната водна електролиза?

Преминаването на електрически ток през пречистената вода е придружено от поредица от електрохимични реакции, в резултат на което във водата се образуват нови вещества и структурата на междумолекулните взаимодействия се променя. По време на директната електролиза на водата се синтезират оксиданти - кислород, озон, водороден прекис и др. Освен това във водата се образува остатъчен хлор дори с много ниско съдържание на хлориди по време на директната електролиза, което е много важно за продължителния ефект на дезинфекцията на водата .

Теория на процеса на водна електролиза

В опростена форма директната електролиза на водата се състои от няколко процеса.

1) Електрохимичен процес.

Във вода (H2O) две плочи (електроди) са разположени паралелно: анодът и катодът. Постоянно напрежение, приложено към електродите, води до електролиза на водата.

Анодът произвежда кислород: 2H2O → O2 + 4H + + 4e− (водата се подкислява).

На катода се образува водород: 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− (водата се алкализира).

Количеството генериран водород е незначително и не е голям проблем.

Използването на специални електроди позволява производството на озон и водороден прекис от вода.

Анодът произвежда озон: 3H2O → O3 + 6e− + 6H + (водата се подкислява).

На катода - водороден прекис: O2 + 2H2O + 2e− → H2O2 + 2OH– (водата се алкализира).

Натуралната прясна (не дестилирана) вода винаги съдържа минерални соли - сулфати, карбонати, хлориди. За да се получи хлор за продължителен ефект на дезинфекция на вода, интерес представляват само хлоридите. Във водата те са представени главно от натриев хлорид (NaCl), калциев хлорид (CaCl) и калиев хлорид (KCl).

Използвайки примера на натриев хлорид, реакцията на образуване на хлор чрез електролиза ще бъде както следва.

Сол, разтворена във вода: 2NaCl + H2O → 2Na + + 2Cl– + 2H2O

По време на електролизата на анода се образува хлор: 2Cl– → Cl2+ 2e– (водата се подкислява).

И на катода се образува натриев хидроксид: Na + + OH– → NaOH (водата се алкализира).

Тази реакция е краткотрайна, тъй като всеки хлор, образуван в анода, бързо се изразходва, за да се образува натриев хипохлорит: Cl2 + 2NaOH → H2 + 2NaOCl.

Подобни реакции на електролиза се случват с калциеви и калиеви хлориди.

По този начин в резултат на електролизата на прясна вода се генерира смес от силни окислители: кислород + озон + водороден прекис + натриев хипохлорит.

2) Електромагнитен процес.

Водната молекула е малък дипол, съдържащ положителни (от страна на водорода) и отрицателни (от страна на кислорода) заряди на полюсите.В електромагнитно поле водородната част на водната молекула се привлича към катода, а кислородната част към анода. Това води до отслабване и дори разкъсване на водородните връзки във водната молекула. Отслабването на водородните връзки насърчава образуването на атомен кислород. Наличието на атомен кислород във водата помага да се намали твърдостта на водата. Калцият винаги присъства в обикновената вода. Са + йоните се окисляват от атомен кислород: Ca + + O → CaO. Калциевият оксид, комбинирайки се с вода, образува хидрат на калциевия оксид: CaO + H2O → Ca (OH) 2. Калциевият оксид хидрат е силна основа, лесно разтворима във вода. Подобни процеси се случват и с други елементи на твърдостта на водата.

3) Кавитационни процеси.

В резултат на електрохимичния и електромагнитния процес се образуват микроскопични газови мехурчета кислород и водород. В близост до повърхността на електродите се появява белезникав облак, състоящ се от появяващи се мехурчета. Отнесени от водния поток, мехурчетата се придвижват до областта, където скоростта на потока е по-ниска и налягането е по-високо и те се срутват с висока скорост.

Моменталният колапс на балона освобождава огромна енергия, която разрушава водната стена на балона, т.е. водни молекули. Последицата от разрушаването на водна молекула е образуването на водородни и кислородни йони, атомни частици водород и кислород, водородни и кислородни молекули, хидроксили и други вещества.

Изброените процеси допринасят за образуването на основния окислител - атомния кислород.

Каква е уникалността на директната водна електролиза?

Дезинфекцията на вода чрез директна електролиза е вид окислителна обработка на водата, но тя е фундаментално различна от обичайните методи за дезинфекция, тъй като окислителите се произвеждат от самата вода, а не се внасят отвън и след като изпълняват функцията си, преминават в предишното състояние. Ефективността на дезинфекцията на водата чрез директна електролиза е няколко пъти по-висока в сравнение с химическите методи. Директната електролиза на водата насърчава премахване на цвят, сероводород, амоний източник на вода. Директната електролиза не изисква дозиращи помпи или реагенти.

Хлорът, необходим за предотвратяване на вторично бактериално замърсяване на водата в разпределителните мрежи, се активира от естествените минерални соли във водата, преминаваща през електролизера и незабавно се разтваря в нея. Директната електролиза разгражда хлорамините, превръщайки ги в азот и сол.

Източник

Споделете в социалните мрежи:

Препоръчваме също да прочетете:

Антиоксиданти Храни с високи антиоксидантни свойства.

Сравнение на йонизатори за вода Panasonic TK-HS91 и Fujiiryoki FWH-6000

Водородна вода и реактивни кислородни видове

Последни статии в блога

Технологии за съхранение на алкална вода FUJIIRYOKI Почистване на камерата за йонизатор на вода Важна е директната електролиза! Пълно разбиране на плочите във водни йонизатори Важен ли е броят на плочите във водни йонизатори?

Видове електролизатори

Устройствата за разделяне на вода са от следните видове:

Такива електролизатори имат най-примитивния дизайн (снимката по-горе). Те се характеризират с характеристиката, че манипулацията с броя на клетките ще ви даде възможност да захранвате устройството от източник с всяко напрежение.

Течащ изглед

Тези инсталации имат собствен дизайн вана, напълно пълна с електролит с електродни елементи и резервоар.

Устройството на конвенционален проточен електролизатор, където A е вана с електроди, D е резервоар, B, E са тръби, C е изходящ клапан

Принципът на работа на протичащата електролиза е както следва (от снимката по-горе):

• при изтичане на електролиза електролитът се изстисква едновременно с газа през тръбата "В" в резервоара "D";
• в резервоар "D" процесът на отделяне на газ от електролитни потоци;
• газът излиза през клапан "С";
• електролитният разтвор се връща обратно през тръба „Е“ към вана „А“.

Интересно е да се знае. Този принцип на работа е установен в определени инверторни машини - изгарянето на отделения газ позволява заваряването на частите.

Изглед на мембраната

Заводът за мембранна електролиза има същия дизайн като другите електролизатори, но електролитът е твърдо вещество на базата на полимер, наречено мембранна тъкан.

Дизайн на мембранния електролизатор

Мембранната тъкан в такива агрегати има двойно предназначение - пренос на йони и протони, зониране на електроди и продукти от електролиза.

Изглед на диафрагмата

Когато едно вещество не може да проникне и да повлияе другото, се използва пореста диафрагма, която може да бъде направена от стъкло, полимерни влакна, керамика или азбестов материал.

Устройството на мембранния електролизатор, където 1 е изход за кислород, 2 е колба, 3 е изход за водород, 4 е анод, 5 е катод, 6 е мембрана

Алкална

Електролизата не може да се осъществи в дестилирана вода. В такива случаи е необходимо да се използват катализатори, които са алкални разтвори с висока концентрация. Въз основа на това значителна част от йонните устройства може да се нарече алкална.

Основното нещо! Трябва да се отбележи, че използването на сол като катализатор е вредно, тъй като по време на реакцията се отделя хлорен газ. По правило натриевият хидроксид действа като прекрасен катализатор, който не корозира метални електроди и не допринася за отделянето на вредни вещества.

Самоизработен електролизатор

Всеки може да направи електролизатор със собствените си ръце. За процеса на сглобяване на най-често срещания дизайн ще са необходими следните материали:

• лист от неръждаема стомана (най-добрите варианти са чуждестранни AISI 316L или нашите 03X16H15M3);
• болтове М6х150;
• шайби и гайки;
• прозрачна тръба - можете да използвате нивелир, който се използва за строителни цели;
• няколко фитинги с рибена кост с външен диаметър 8 mm;
• пластмасов контейнер с обем 1,5 литра;
• малък филтър за филтриране на чешмяна вода, например филтър за перални машини;
• възвратен клапан за вода.

Процес на сглобяване

Съберете електролизатора със собствените си ръце, съгласно следните инструкции:

1. На първо място, трябва да маркирате и последващото рязане на листа от неръждаема стомана на еднакви квадратчета. Рязането може да се извърши с ъглошлайф (ъглошлайф). Един от ъглите в такива квадратчета трябва да бъде отрязан под ъгъл, за да се закрепят правилно плочите;
2. След това трябва да направите дупка за болта от страната на плочата, противоположна на ъгловия трион;
3. Свързването на плочите трябва да се извършва на свой ред: една плоча на "+", следващата на "-" и така нататък;
4. Между различно заредените плочи трябва да има изолатор, който действа като тръба от нивелира. Трябва да се нарязва на пръстени, които да се режат по дължина, за да се получат ленти с дебелина 1 мм. Това разстояние между плочите е достатъчно за добро отделяне на газ по време на електролиза;
5. Плочите се закрепват заедно с помощта на шайби, както следва: шайба седи върху болта, след това плоча, след това три шайби, след плоча и т.н. Плочите, благоприятно заредени, се поставят в огледално изображение на отрицателно заредени листове. Това дава възможност да се предотврати докосването на нарязаните ръбове до електродите;

Плочи на електролизата, сглобени заедно

1. Когато сглобявате плочите, трябва едновременно да ги изолирате и да затегнете гайките;
2. Също така, всяка плоча трябва да бъде опръстенена, за да е сигурно, че няма късо съединение;
3. Освен това целият монтаж трябва да бъде поставен в пластмасова кутия;
4. След това си струва да подчертаете местата, където болтовете докосват стените на контейнера, където пробивате две дупки. Ако болтовете не се вписват в контейнера, тогава те трябва да се режат с трион;
5. След това болтовете се затягат с гайки и шайби за плътност на конструкцията;

Плочи, поставени в пластмасов съд

1. След предприетите стъпки ще трябва да направите дупки в капака на контейнера и да поставите фитингите в тях. Непропускливостта в този случай може да бъде осигурена чрез запечатване на фугите с уплътнители на силиконова основа;
2. Предпазен клапан и филтър в конструкцията са разположени на изхода на газа и служат като средство за контрол на прекомерното натрупване на газ, което може да доведе до лоши резултати;
3. Устройството за електролиза е сглобено.

Последният етап е тест, който се извършва по подобен начин:

• пълнене на контейнера с вода до маркировката на болтовете за крепежни елементи;
• свързване на захранването към устройството;
• връзка с фитинга на тръбата, противоположният край на която се спуска във водата.

Ако към инсталацията се приложи слаб ток, тогава отделянето на газ през тръбата ще бъде почти незабележимо, но ще бъде възможно да се наблюдава от вътрешността на електролизера. Чрез увеличаване на променливия ток, добавяне на алкален катализатор към водата, е възможно значително да се увеличи добивът на газообразното вещество.

Изработеният електролизатор обикновено е важна част от много устройства, например водородна горелка.

появата на водородна горелка, чиято основа се счита за самоизработен електролизатор

Познавайки видовете, ключовите характеристики, устройството и принципа на работа на йонните инсталации, можете да извършите правилния монтаж на домашно направена конструкция, която е отличен помощник в различни ежедневни ситуации: от заваряване и спестяване на разход на гориво на моторни превозни средства до функционирането на отоплителните системи.

Направете електролизатора със собствените си ръце

Със сигурност сте запознати с процеса на електролиза от учебната програма на началното училище. Това е, когато 2 полярни електроди се поставят във вода под ток, за да се получат метали или неметали в чист вид. Необходим е електролизатор за разлагане на водните молекули в кислород и водород. Електролизаторът, като част от научните механизми, разделя молекулите на йони.

Има два типа това устройство:

• Сух електролизатор (това е напълно затворена клетка);
• Мокър електролизатор (това са две метални пластини, поставени в съд с вода).

Това устройство е просто по отношение на устройството, което го прави възможно използвайте дори у дома... Електролизаторите разделят зарядите за електролиза на атомите на молекулите на заредени атоми.

В нашия случай тя разделя водата на положителен водород и отрицателен кислород. За целта е необходимо голямо количество енергия и за да се направи по-малко от необходимото количество енергия, се използва катализатор.

Вода вместо бензин: електролизата е технологията на бъдещето

Демонстрациите са проведени от проф. Майкъл Лафтън, декан на инженерството в колежа Queen Mary, Лондон, адмирал сър Антъни Грифин, бивш командир на британските военноморски сили, и д-р Кийт Хиндли, английски химик-изследовател. Клетката на Майер, направена у дома от изобретателя в Гроув Сити, Охайо, произвежда много повече смес водород-кислород, отколкото би могло да се очаква от обикновената електролиза.

Докато конвенционалната водна електролиза изисква ток, измерен в ампери, клетка на Майер произвежда същия ефект при милиампера. Освен това обикновената чешмяна вода изисква добавяне на електролит, като сярна киселина, за да се увеличи проводимостта, клетката на Майер работи с огромен капацитет с чиста вода.

Според очевидци най-поразителният аспект на клетката на Майер е, че тя остава студена дори след часове на производство на газ.

Експериментите на Майер, които той сметна за възможно да представи за патентоване, спечелиха поредица от американски патенти, представени в раздел 101. Подаването на патент в този раздел зависи от успешната демонстрация на изобретението пред Комитета за преглед на патентите.

Клетката на Майер има много общо с електролитна клетка, с изключение на това, че тя работи по-добре при висок потенциал и нисък ток от другите методи. Конструкцията е проста.Електродите - отнасящи се до заинтересованите Mayer’s - са направени от успоредни плочи от неръждаема стомана, образуващи или плосък, или концентричен дизайн. Изходът на газ е обратно пропорционален на разстоянието между тях, разстоянието от 1,5 мм, предложено от патента, дава добър резултат.

Значителни разлики са в храненето на клетката. Майер използва външна индуктивност, която се колебае с капацитета на клетката - чистата вода изглежда има диелектрична константа около 5 - за да създаде паралелна резонансна верига.

Той се възбужда от мощен импулсен генератор, който заедно с капацитета на клетката и токоизправителния диод съставлява помпената верига. Високата честота на импулсите създава постепенно нарастващ потенциал на клетъчните електроди, докато се достигне точката, където водната молекула се разпада и настъпва кратък токов импулс. Схемата за измерване на захранващия ток открива този скок и изключва импулсния източник за няколко цикъла, позволявайки на водата да се възстанови.

Изследователският химик Кийт Хиндли предлага следното описание на демонстрацията на клетки на Майер: „След един ден на презентации комисията на Грифин стана свидетел на редица важни свойства на WFC (водна горивна клетка, както я нарича изобретателят).

Група очевидци от независими научни наблюдатели във Великобритания свидетелстват, че американският изобретател Стенли Майер успешно разлага обикновената чешмяна вода в съставните й елементи чрез комбинация от импулси с високо напрежение, със средно потребление на ток от само милиампера. Фиксираната мощност на газа беше достатъчна, за да покаже водород-кислороден пламък, който моментално стопи стоманата.

В сравнение с конвенционалната силна токова електролиза, очевидци заявиха, че няма нагряване на клетката. Майер отказа да коментира подробности, които биха позволили на учените да възпроизведат и оценят неговата „водна клетка“. Той обаче представи достатъчно подробно описание на патентното ведомство на САЩ, за да ги убеди, че може да обоснове заявлението си за изобретение.

Една демонстрационна клетка е оборудвана с два паралелни възбуждащи електрода. След като са били напълнени с чешмяна вода, електродите генерират газ при много ниски нива на ток - не повече от десети от ампер и дори милиампери, както твърди Майер - изходът на газ се увеличава с приближаването на електродите и намалява при отдалечаването им. Потенциалът в пулса достигна десетки хиляди волта.

Втората клетка съдържа 9 клетки с двойни тръби от неръждаема стомана и произвежда много повече газ. Направени са поредица от снимки, показващи производството на газ в милиампери. Когато напрежението беше изтласкано до предела, газът излезе в много впечатляващо количество.

„Забелязахме, че водата в горната част на клетката бавно започва да се превръща от бледо кремав в тъмнокафяв цвят, почти сме сигурни за ефекта на хлора в силно хлорирана чешмяна вода върху тръбите от неръждаема стомана, използвани за възбуждане.“

Той демонстрира производството на газ при милиампера и киловолта.

„Най-забележителното наблюдение е, че WFC и всички негови метални тръби останаха напълно студени на допир, дори след повече от 20 минути работа. Механизмът за разделяне на молекулите развива изключително малко топлина в сравнение с електролизата, където електролитът се загрява бързо. "

Резултатът позволява да се обмисли ефективно и контролируемо производство на газ, което се появява бързо и е безопасно за експлоатация. Ясно видяхме как се увеличава и намалява капацитетът, който се използва за задвижване на производството на газ. Видяхме как газовият поток спря и започна отново, съответно, когато входното напрежение беше изключено и включено отново. "

„След часови дискусии помежду си стигнахме до заключението, че Стив Майер е дошъл да изобрети изцяло нов метод за разлагане на водата, който показва някои от характеристиките на класическата електролиза. Това се потвърждава от факта, че действително работещите му устройства, взети от колекцията му, са сертифицирани от патенти на САЩ за различни части на системата WFC. Тъй като те бяха представени съгласно раздел 101 от Патентното ведомство на САЩ, апаратът, включен в патентите, беше проверен експериментално от експерти от Патентното ведомство на САЩ, бяха установени техните втори експерти и всички заявления. "

„Основният WFC беше изпробван за три години. Това издигна предоставените патенти до нивото на независими, критични, научни и инженерни доказателства, че устройствата действително работят, както е описано. "

Практическата демонстрация на клетката на Майер е значително по-убедителна от псевдонаучния жаргон, който се използва за нейното обяснение. Изобретателят лично говори за изкривяването и поляризацията на водната молекула, което води до независимо разкъсване на връзката под въздействието на градиента на електрическото поле, резонанс в молекулата, което засилва ефекта.

Освен обилното отделяне на кислород и водород и минималното нагряване на клетката, очевидци съобщават също, че водата вътре в клетката изчезва бързо, преминавайки в съставните й части под формата на аерозол от огромен брой малки мехурчета, покриващи повърхността на клетката.

Майер заяви, че е работил с конвертор на водород-кислород през последните 4 години, използвайки верига от 6 цилиндрични клетки.

Създаваме устройство със собствените си ръце

Устройството за този процес може да се направи на ръка.

За това ще ви трябва:

• Лист от неръждаема стомана;
• Болтове M6 x 150;
• Шайби;
• Ядки;
• Прозрачна тръба;
• Свързващи елементи с резба от двете страни;
• Един и половина литра пластмасов контейнер;
• Воден филтър;
• Обратен клапан за вода.

Отличен вариант за неръждаема стомана е AISI 316L на чуждестранен производител или 03X16H15M3 на производител от нашата страна. Няма абсолютно никаква нужда да купувате неръждаема стомана, можете да вземете старата. 50 до 50 сантиметра са ви достатъчни.

„Защо да вземем самата неръждаема стомана?“ - ти питаш. Тъй като най-често срещаният метал ще корозира. Неръждаемата стомана понася по-добре алкалите. Трябва очертайте листа по такъв начин, че да го разделите на 16 подобни квадрата... Можете да го отрежете с ъглошлайф. Във всеки квадрат изрежете един от ъглите.

От другата страна и срещуположния ъгъл, от изрязания ъгъл, пробийте отвор за болт, който ще ви помогне да държите плочите заедно. Електролизаторът не спира да работи така:t плочата електричество тече към плочата - и водата се разлага на кислород и водород. Благодарение на това се нуждаем от добра и отрицателна плоча.

Плочите трябва да бъдат свързани последователно: плюс-минус-плюс-минус, при подобен метод ще има силен ток. За изолиране на плочите една от една се използва тръба. От нивото се изрязва пръстен. Чрез изрязването му получаваме лента с дебелина милиметър. Това разстояние е по-правилно за направата на газ.

Плочите са свързани помежду си с шайби: поставяме шайба на болта, след това плоча и три шайби, след това отново плоча и така нататък. В плюс и минус трябва да бъдат засадени осем плочи. Ако всичко е направено правилно, тогава разрезите на плочите няма да докоснат електродите.

След това трябва да затегнете гайките и да изолирате плочите. След това поставяме конструкцията в пластмасов съд.

Битово производство на водород

Високотемпературните методи за производство на водород у дома не са приложими. Тук най-често се използва електролиза на вода.

Избор на електролизатор

За да получите елемент от къщата, имате нужда от специален апарат - електролизатор.На пазара има много опции за подобно оборудване, устройствата се предлагат както от известни технологични корпорации, така и от малки производители. Марковите единици са по-скъпи, но качеството на изработката е по-високо.

Домакинският уред е малък и лесен за използване. Основните му подробности са:

Електролизатор - какво е това

• реформатор;
• система за почистване;
• горивни клетки;
• компресорно оборудване;
• контейнер за съхранение на водород.

Обикновената вода от чешмата се приема като суровина, а електричеството идва от обикновен изход. Слънчевите агрегати спестяват електроенергия.

Домашният водород се използва в отоплителни или готварски системи. А също така те обогатяват сместа гориво-въздух, за да увеличат мощността на двигателите на автомобила.

Изработване на апарат със собствените си ръце

Още по-евтино е да направите устройството сами вкъщи. Сухата клетка прилича на запечатан контейнер, който се състои от две електродни плочи в контейнер с електролитен разтвор. World Wide Web предлага разнообразни схеми за сглобяване на устройства от различни модели:

• с два филтъра;
• с разположение отгоре или отдолу на контейнера;
• с два или три клапана;
• с поцинкована дъска;
• върху електродите.

Схема на устройството за електролиза

Не е трудно да се създаде просто устройство за производство на водород. Това ще изисква:

• лист неръждаема стомана;
• прозрачна тръба;
• фитинги;
• пластмасов контейнер (1,5 л);
• воден филтър и възвратен клапан.

Устройството на просто устройство за производство на водород

Освен това ще е необходим различен хардуер: гайки, шайби, болтове. Първата стъпка е да изрежете листа на 16 квадратни отделения, отрязвайки ъгъл от всяко от тях. В противоположния ъгъл от него трябва да пробиете отвор за болтоване на плочите. За да се осигури постоянен ток, плочите трябва да бъдат свързани съгласно схемата плюс - минус - плюс - минус. Тези части са изолирани една от друга с тръба, а при свързването с болт и шайби (три парчета между плочите). 8 табели са поставени върху плюс и минус.

Когато са правилно сглобени, ребрата на плочите няма да докосват електродите. Сглобените части се спускат в пластмасов контейнер. На мястото, където стените се допират, са направени два монтажни отвора с болтове. Инсталирайте предпазен клапан за отстраняване на излишния газ. Фитингите са монтирани в капака на контейнера и шевовете са запечатани със силикон.

Тестване на апарата

За да тествате устройството, изпълнете няколко действия:

Схема за производство на водород

1. Напълнете с течност.
2. Покривайки с капак, свържете единия край на тръбата към фитинга.
3. Вторият е потопен във вода.
4. Свържете към източник на захранване.

След включване на устройството в контакт, след няколко секунди, процесът на електролиза и валежите ще бъдат забележими.

Чистата вода няма добра електрическа проводимост. За да подобрите този показател, трябва да създадете електролитен разтвор, като добавите алкално - натриев хидроксид. Той се съдържа в смеси за почистване на тръби като Mole.

Отстраняване на грешки и тестване на устройството

След това е необходимо да се определи къде болтовете докосват стените на кутията и на тези места пробийте две дупки. Ако без видима причина се окаже, че болтовете не се вписват в контейнера, тогава трябва изрежете и затегнете за плътност с гайки... Сега трябва да пробиете капака и да поставите резбовите съединители там от двете страни. За да се осигури непропускливост, фугата трябва да бъде запечатана с уплътнител на силиконова основа.

След като сглобите собствения си електролизатор със собствените си ръце, трябва да го тествате. За да направите това, свържете устройството към източник на захранване, напълнете го с вода до болтовете, поставете капака, като свържете тръба към фитинга и спуснете противоположния край на тръбата във водата. Ако токът е слаб, тогава токът ще бъде видим от вътрешността на електролизера.

Постепенно увеличавайте тока във вашия домашен уред. Дестилираната вода не води добре електричеството, тъй като не съдържа соли или примеси.За да приготвите електролита, е необходимо да добавите алкали към водата. За да направите това, трябва да вземете натриев хидроксид (съдържащ се в средства за почистване на тръби като "Mole"). Необходим е предпазен клапан, за да се предотврати натрупването на прилично количество газ.

• По-добре е да използвате дестилирана вода и сода като катализатор.
• Трябва да смесите част от содата за хляб с четиридесет части вода. Стените отстрани са най-добре от акрилно стъкло.
• Електродите са най-добре изработени от неръждаема стомана. Има смисъл да се използва злато за чинии.
• Използвайте полупрозрачен PVC за подложка. Те могат да бъдат с размери 200 на 160 милиметра.
• Можете да използвате свой собствен електролизатор, направен от вас сами, за готвене на храна, за пълно изгаряне на бензин в автомобилите и в повечето случаи.

Сухите електролизатори се използват главно за машини. Генераторът увеличава мощността на двигателя с вътрешно горене. Водородът се запалва много по-бързо от течното гориво, увеличавайки силата на буталото. В допълнение към Mole можете да приемате Mister Muscle, сода каустик, сода бикарбонат.

Генераторът не работи на питейна вода. По-добре е да свържете електричество по този начин: първата и последната плоча - минус, а на плочата в средата - плюс. Колкото по-голяма е площта на плочите и колкото по-силен е токът, толкова повече газ се отделя.

Направи си сам домашна електролиза

Когато бях малък, винаги съм искал да направя нещо сам, със собствените си ръце. Но родителите (и други близки хора) в повечето случаи не позволяват това. И тогава не видях (и до сега не виждам) нищо лошо, когато малките деца искат да учат ??

Разбира се, не написах тази статия, за да си припомня детски опит в желанието да започна самообучение. Съвсем случайно, когато се лутах по otvet.mail.ru, попаднах на въпрос от този вид. Едно малко момче-бомбардировач зададе въпроси за това как да се направи електролиза у дома. Вярно, не му отговорих, защото това момче искаше да електролизира болезнено подозрителната смес ?? Реших, че няма да казвам повече заради греха, нека сам да погледне в книгите. Но не толкова отдавна, отново скитайки из форумите, видях подобен въпрос от учител в химическо училище. Съдейки по описанието, училището му е толкова бедно, че не може (не иска) да си купи електролизатор за 300 рубли.Учителят (какъв проблем!) Не можа да намери изход от възникналата ситуация. Затова му помогнах. За тези, които са любопитни към този вид домашни продукти, публикувам тази статия на сайта.

Всъщност производственият процес и използването на нашия самоходен пистолет е много примитивен. Но ще ви разкажа за безопасността първо, а за производството - във второто. И въпросът е, че говорим за демонстрационен електролизатор, а не за промишлено предприятие. Благодарение на това, за безопасност, ще бъде добре да го захранвате не от мрежата, а от AA батерии или от батерия. Естествено, колкото по-високо е напрежението, толкова по-бързо ще протича процесът на електролиза. Въпреки това, за визуално наблюдение на газови мехурчета, това е доста достатъчно 6 V, но 220 вече е прекомерно. при такова напрежение водата например ще ври най-бързо, а това не е много безопасно ... Е, мисля, че разбрахте напрежението?

Сега нека поговорим къде и при какви условия ще експериментираме. Първото нещо, това трябва да бъде или свободно пространство, или добре проветриво помещение. Въпреки че направих всичко в апартамент със затворени прозорци и нищо подобно? Второ, експериментът е най-добре да се направи на добра маса. Думата „добра“ означава, че масата трябва да е стабилна и по-тежка, твърда и прикрепена към повърхността на пода. В този случай покритието на масата трябва да е устойчиво на агресивни вещества. Между другото, плочката от плочка е идеална за това (макар и не всяка, за съжаление). Таблица като тази ще бъде полезна не само за това преживяване.Направих обаче всичко на обикновен стол ?? Трето, по време на експеримента не е нужно да премествате източника на захранване (в моя случай батериите). Благодарение на това, за надеждност, най-добре е веднага да ги поставите на масата и да ги фиксирате, така че да не помръднат. Повярвайте ми, това е по-удобно, отколкото да ги държите редовно с ръце. Просто завързах собствените си батерии с електрическа лента за първия твърд обект, който видях. Четвърто, ястията, в които ще експериментираме, нека бъдат малки. Обикновена чаша се вписва или стъклена чаша. Между другото, това е най-оптималният начин за използване на очила у дома, за разлика от изливането на алкохол в тях при по-нататъшна употреба ...

Е, сега да преминем конкретно към устройството. Той е предоставен на фигурата, но засега ще обясня накратко какво и какво.

Трябва да вземем обикновен молив и да премахнем дървото от него с обикновен нож и да извадим цял повод от молива. Можете обаче да поведете от механичен молив. Но има две трудности наведнъж. Първият е обичайният. Поводът от механичен молив е твърде тънък, за нас това просто не е подходящо за визуален експеримент. Втората трудност е някакъв неразбираем състав на сегашните плочи. Изглежда, че те не са направени от графит, а от нещо друго. Като цяло опитът ми с такъв "олово" изобщо не беше успешен, дори при напрежение 24 V. Благодарение на това, трябваше да избера добър дървесен прост молив. Полученият графитен прът ще ни служи като електрод. Както можете да си представите, ние се нуждаем от два електрода. Благодарение на това отиваме да вземем втория молив или просто да счупим съществуващия прът на две. Всъщност направих това.

С всеки проводник, който дойде под ръка, обвиваме първия оловен електрод (с единия край на проводника) и свързваме този проводник с минуса на източника на захранване (с другия край). След това поемаме второто олово и правим същото с него. За това, въз основа на това, се нуждаем от втора жица. Но в този случай свързваме този проводник с плюса на захранването. Ако имате проблеми с прикрепването на крехкия графитен прът към проводника, можете да използвате подръчните инструменти като лента или тиксо. Ако не се получи да увиете върха на графита със самия проводник и лентата или изолационната лента не осигуриха плътен контакт, опитайте да залепите оловото с проводящо лепило. Ако нямате това, тогава поне завържете проводника към жицата с конец. Няма нужда да се страхувате, нишката няма да изгори от такова напрежение ??

За тези, които не знаят нищо за батериите и простите правила за свързването им, ще обясня малко. Батерията тип пръст произвежда напрежение 1,5 V. На снимката имам две подобни батерии. Освен това те са свързани постепенно - един след друг, а не паралелно. При подобна (серийна) връзка крайното напрежение ще се сумира от напрежението на всяка батерия, тоест за мен то е 1,5 + 1,5 = 3,0 V. Това е по-малко от посочените преди това 6 волта. Но бях мързелив да отида да си купя още няколко батерии. Принцип ти и така трябва да е ясно ??

Нека започнем експеримента. Например ще се ограничим до електролизата на водата. Първо, той е много достъпен (надявам се, че читателят на тази статия не живее в Сахара), и второ, той е безвреден. Освен това ще покажа как с едно и също устройство (електролизатор) със същото вещество (вода) да се изпълнят две различни опит. Мисля, че имате достатъчно въображение, за да измислите куп подобни експерименти с други вещества ?? Като цяло водата от чешмата е подходяща за нас. Но препоръчвам да добавите малко повече от него и да го осолите. Малко - това означава малка щипка, а не цяла десертна лъжица. Това е важно! Разбъркайте добре солта, за да се разтвори. Така че водата, като диелектрик в чисто състояние, ще провежда електричеството перфектно.в началото на експеримента избършете масата от потенциална влага и след това поставете източника на енергия и чаша вода върху нея.

Спускаме двата електрода, които се намират под напрежение, във водата. В същото време се уверете, че само графитът е потопен във водата и самата жица не трябва да докосва водата. Началото на експеримента може да се забави. Времето зависи от много фактори: състава на водата, качеството на проводниците, качеството на графита и, разбира се, напрежението на източника на енергия. Началото на реакцията ми се забави за няколко секунди. Кислородът започва да се развива върху електрода, който е бил свързан с плюса на батериите. Водородът ще се отделя върху електрода, свързан към минуса. Трябва да се отбележи, че има повече водородни мехурчета. Много малки мехурчета се залепват около частта от графита, която е потопена във водата. Тогава някои от мехурчетата започват да се носят.

Електрод в началото на експеримента. Все още няма газови мехурчета. Водородните мехурчета се образуват върху електрода, свързан с отрицателния полюс на батериите

Какви други експерименти може да има? Ако вече сте играли достатъчно с водород и кислород, нека пристъпим към друг експеримент. По-интересно е, особено за домашните изследователи. Интересно е, че е възможно не само да го видите, но и да го помиришете. В миналия опит получихме кислород и водород, които според мен не са особено зрелищни. И в друг експеримент получаваме две вещества (между другото полезни в ежедневието). в началото на експеримента спрете предишния експеримент и изсушете електродите. Сега вземете трапезна сол (която обикновено използвате в кухненската стая) и я разтворете във водната маса. В този случай не малка сума. Всъщност приличното количество сол е единственото нещо, което прави второто преживяване различно от първото. След разтваряне на солта можете веднага да повторите експеримента. Сега протича различна реакция. При добър електрод сега се отделя не кислород, а хлор. И в отрицателен случай се освобождава и водород. Що се отнася до стъклото, в което се намира соленият разтвор, натриевият хидроксид остава в него след продължителна електролиза. Това е познатата сода каустик, алкали.

Хлор, ще можете да го помиришете. Но за най-добър ефект препоръчвам да вземете напрежение от поне 12 V. В противен случай може да не усетите аромата. Наличието на алкали (след много дълга електролиза) в стъклото може да се провери по няколко начина. Най-простото и насилствено е да пъхнете ръка в чашата. Етническа поличба казва, че ако започне усещане за парене, в чашата има алкали. По-интелигентен и по-отчетлив начин е лакмусовият тест. Ако вашето училище е толкова бедно, че дори не е в състояние да придобие лакмус, ще ви помогнат удобни показатели. Един от тях, както се казва, може да служи като капка сок от цвекло ?? Но е напълно възможно просто да капнете малко мазнина в разтвора. Доколкото знам, осапуняването трябва да се осъществи.

За много любопитните ще опиша какво всъщност се е случило по време на експериментите. В първия експеримент, под въздействието на електрически ток, протича подобна реакция: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 И двата газа естествено се носят от водата към повърхността. Между другото, плаващи газове могат да бъдат уловени. Ще можете ли да го направите сами?

При друг експеримент реакцията беше съвсем различна. Той също е иницииран от електрически ток, но сега не само водата, но и солта действа като реагенти: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 Имайте предвид, че реакцията трябва да протече при излишък на вода. За да разберете кое количество сол се счита за най-голямо, можете да го преброите от горната реакция. Можете също така да помислите как да подобрите устройството или какви други експерименти могат да бъдат направени. Всъщност е възможно натриевият хипохлорит да бъде получен чрез електролиза. В лабораторни условия в повечето случаи се получава чрез преминаване на газообразен хлор през разтвор на натриев хидроксид.

Пречистване на водата чрез директна електролиза

Когато водата преминава през електролизера, в резултат на действието на електрически ток се образуват специални съединения.С тяхна помощ водата може да се дезинфекцира по време на нейния поток. Тази технология на дезинфекция на вода без използване на реактиви днес е най-обещаващата посока.

Научна основа.

Пречистването на водата чрез директна електролиза чрез преминаване на електрически ток предизвиква електрохимични реакции. Така във водата се образуват нови вещества. Има и промяна в структурата на междумолекулните взаимодействия.

Предпоставки за околната среда.

По време на електролизата окислителите се образуват директно от водата, което не изисква допълнителното им въвеждане.

Икономически предпоставки.

Естествената вода може да бъде обработена чрез директна електролиза с помощта на захранващ блок и електролизатор. В този случай не са необходими дозиращи помпи, реактиви. При директната електролиза на естествената вода консумацията на електроенергия е около 0,2 kW / m³.

Нормативни предпоставки.

Дезинфекцията на водата чрез директна електролиза се препоръчва от SNiP 2.04.02-84, ако водата съдържа поне 20 mg / l хлориди. Освен това твърдостта му се изразява в не повече от 7 mg-eq / l. Такава обработка може да се извършва от станции с капацитет 5000 m³ на ден.

Пречистване и дезинфекция на вода чрез директна електролиза

Директната електролиза е идеална за естествено пречистване на водата. По време на този процес се образуват няколко окислители, като озон и кислород. Всяка естествена вода съдържа хлориди в различна степен, така че свободният хлор се образува по време на директна електролиза.

Инсталациите за електролиза се основават на модулността. Капацитетът на електролизното оборудване може да бъде увеличен чрез увеличаване на броя на модулите. Модулите с капацитет от 5 или 12 кг активен хлор на ден са много търсени. Модули с капацитет от 20 до 50 кг активен хлор на ден се използват в съоръжения с по-голям капацитет.

Водната електролиза е придружена от поредица от електрохимични реакции, в резултат на което във водата се синтезират окислители. Основните реакции на водната електролиза са образуването на кислород O2 и водород H2, както и хидроксидният йон OH¯:

при анода 2H2O → O2 ↑ + 4H + + 4e− (1)

при катода 2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OH¯ (2)

По време на електролизата на водата също се образуват озон O3 и водороден пероксид H2O2:

при анода 3H2O → O3 ↑ + 6e− + 6H + (3)

на катода 2H2O + O2 + 2e− → H2O2 + 2OH− (4)

В присъствието на хлориди по време на електролизата на водата се образува разтворен хлор:

при анода 2Cl– → Cl2 + 2e– (5)

Разтвореният хлор Cl2, реагирайки с вода и хидроксиден йон, образува хидрохлорна киселина HClO:

Cl2 + H2O → HClO + H + + Cl¯ (6)

Cl2 + OH¯ → HClO + Cl¯ (7)

Разлагането на хидрохлорна киселина HClO във вода води до образуването на хипохлоритен йон:

HOCl ↔ H + + OCl¯ (8)

От горните реакции следва, че по време на електролизата на водата се образуват редица окислители:

кислород O2,

озон O3,

водороден прекис H2O2,

хипохлоритен йон OCl¯.

Появата на OH радикали, H2O2 и O3 по време на електролиза на вода води до образуването на други силни окислители, като O3¯, O2¯, O¯, HO2, HO3, HO4 и др.

Краснодар произвежда това оборудване съгласно следните принципи:

• функционалност. Цялото оборудване и всяка единица изпълняват основната задача за получаване на реагента;
• екологична безопасност при използване на електролизни инсталации в сравнение с газообразен хлор. Безопасна работа на обслужващия персонал;
• лекота на използване, така че дори персонал със средно образование може да работи с това оборудване;
• надеждност. Повечето от пластмасовите материали се използват за производството на оборудване. Не се използват помпи и други механични възли;
• рентабилност. Разходите за получаване на натриев хипохлорит чрез електролиза включват разходите за електричество, сол, вода в инсталацията. Включва и разходите за превантивна поддръжка на оборудването. Не се изисква специална обработка на водата, например нейната декарбонизация.Заедно с хипохлорита, той се връща във водата, подложена на обработка. Това позволява изобщо да не се вземат предвид разходите за вода. Тъй като в процеса се използва обикновена и нерафинирана сол, това също не струва почти нищо;
• ефективността означава най-ниските разходи за получаване на крайния резултат. Тази инсталация ви позволява да получите натриев хипохлорит с концентрация 5 g активен хлор в 1 литър през първите 2 часа;
• прозрачност. Прозрачната пластмаса позволява да се наблюдава процесът на синтез и състоянието на електродния пакет. За производството на важни хидравлични комуникации се използват и материали с висока прозрачност.