- Što je stanica, njezine karakteristike i primjena
- Uređaj i detaljni princip rada
- Vrste elektrolizera
- Elektrolizer za proizvodnju vodika: crteži, sheme
- Electrolyzer za auto DIY
- Elektrolizer za kućnu grijanje
- Pregled proizvođača elektrolizera
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Elektroliza se široko koristi u proizvodnom sektoru, na primjer, za proizvodnju aluminija (aparati s anonimnim spaljivanjem, RA-300, RA-400, RA-550, itd.) Ili klor (industrijska postrojenja Asahi Kasei). U svakodnevnom životu ovaj je elektrokemijski proces korišten mnogo rjeđe, primjerice, bazen Intellichlor ili aparat za plazma zavarivanje Star 7000. Povećanje cijene tarife za gorivo, plin i grijanje radikalno je promijenilo situaciju, pa je ideja elektrolize vode kod kuće postala popularna. Razmotrite što su uređaji za cijepanje vode (elektrolizeri), a što je njihov dizajn, kao i kako napraviti jednostavan aparat vlastitim rukama.
Što je stanica, njezine karakteristike i primjena
Takozvani uređaj za isti elektrokemijski proces, koji zahtijeva vanjski izvor energije. Strukturno, ovaj uređaj je kupka napunjena elektrolitom u koju su smještene dvije ili više elektroda.
Glavna karakteristika takvih uređaja su performanse, često se ovaj parametar navodi u nazivu modela, primjerice u stacionarnim elektroliznim jedinicama SEU-10, SEU-20, SEU-40, MBE-125 (membranski blok-elektrolajzeri) itd. U tim slučajevima broj označava proizvodnju vodika (m 3 / h).
Što se tiče ostalih karakteristika, one ovise o specifičnom tipu uređaja i opsegu primjene, na primjer, kada se voda elektrolizira, na učinkovitost instalacije utječu sljedeći parametri:
- Nivo napona (minimalni potencijal elektrode), trebao bi biti od 1, 8 do 2 volta, manja vrijednost "neće pokrenuti" proces, a veći će dovesti do pretjeranog trošenja energije koja ide na zagrijavanje elektrolita. Ako se napajanje koristi kao izvor, na primjer, ima smisla podijeliti kapacitet kupke na 7 ćelija za 14 volti, u skladu sa slikom 2.
Tako, primjenjujući 14 volti na izlaze, dobivamo 2 volta na svakoj ćeliji, s različitim potencijalima na pločama na svakoj strani. Elektrolizatori, u kojima se koristi sličan sustav spojnih ploča, nazivaju se suhim.
- Razmak između ploča (između katodnih i anodnih prostora), što je manji, to će biti manje otpora i, prema tome, više struje će protjecati kroz otopinu elektrolita, što će dovesti do povećanja proizvodnje plina.
- Dimenzije ploče (što znači područje elektroda) su izravno proporcionalne struji koja protječe kroz elektrolit i stoga također utječe na performanse.
- Koncentracija elektrolita i toplinska ravnoteža.
- Karakteristike materijala koji se koristi za izradu elektroda (zlato je idealan materijal, ali je preskupo, pa se nehrđajući čelik koristi u domaćim shemama).
- Korištenje procesnih katalizatora, itd.
Kao što je gore spomenuto, ovaj tip postrojenja može se koristiti kao generator vodika za proizvodnju klora, aluminija ili drugih tvari. Također se koriste kao uređaji pomoću kojih se voda čisti i dezinficira (UPEV, VGE), te se provodi komparativna analiza kvalitete (Tesp 001).
Prvenstveno nas zanimaju uređaji za proizvodnju smeđeg plina (vodik s kisikom), jer upravo ta mješavina ima sve izglede da se koristi kao alternativni nosač energije ili aditiv za gorivo. Pogledat ćemo ih malo kasnije, ali za sada pređimo na dizajn i načelo rada najjednostavnijeg elektrolita koji razdvaja vodu na vodik i kisik.
Uređaj i detaljni princip rada
Naprave za proizvodnju detonirajućeg plina, iz sigurnosnih razloga, ne podrazumijevaju njegovu akumulaciju, tj. Plinsku mješavinu spalimo odmah nakon primitka. To donekle pojednostavljuje dizajn. U prethodnom poglavlju pregledali smo glavne kriterije koji utječu na performanse uređaja i postavili određene zahtjeve za izvršenje.
Princip rada uređaja prikazan je na slici 4, izvor stalnog napona je spojen na elektrode uronjene u otopinu elektrolita. Kao rezultat toga, struja počinje prolaziti kroz nju, čiji je napon veći od točke raspadanja molekula vode.
Kao rezultat ovog elektrokemijskog procesa, katoda oslobađa vodik, a anoda proizvodi kisik u omjeru od 2 do 1.
Vrste elektrolizera
Ukratko pregledajte značajke dizajna glavnih vrsta uređaja za cijepanje vode.
suho
Konstrukcija uređaja ove vrste prikazana je na slici 2, a njegova značajka je da se manipuliranjem broja ćelija može napajati uređaj iz izvora čiji je napon značajno veći od minimalnog elektrodnog potencijala.
Protok kroz
Pojednostavljeni uređaj ove vrste uređaja nalazi se na slici 5. Kao što možete vidjeti, dizajn uključuje kupku s elektrodama "A", potpuno napunjenu otopinom i spremnikom "D".
Princip rada uređaja je sljedeći:
- ulaz elektrokemijskog procesnog plina zajedno s elektrolitom se stisne u spremnik "D" kroz cijev "B";
- u spremniku "D" plin se odvoji od otopine elektrolita, koja se ispušta kroz izlazni ventil "C";
- elektrolit se vraća u kupelj hidrolize kroz cijev "E".
membrana
Glavna značajka ove vrste uređaja je uporaba čvrstog elektrolita (membrane) na polimernoj bazi. Konstrukcija uređaja ove vrste može se naći na slici 6.
Glavna značajka takvih uređaja je dvostruka svrha membrane, ona ne samo da nosi protone i ione, već i na fizičkoj razini odvaja elektrode i proizvode elektrokemijskog procesa.
dijafragma
U slučajevima kada difuzija produkata elektrolize između komora elektroda nije dopuštena, koristi se porozna dijafragma (koja je dala naziv takvim uređajima). Materijal za to može biti keramika, azbest ili staklo. U nekim slučajevima, za stvaranje takve dijafragme, možete koristiti polimerna vlakna ili staklenu vunu. Na slici 7 prikazana je najjednostavnija inačica dijafragme za elektrokemijske procese.
Objašnjenje:
- Izlaz kisika.
- Tikvica u obliku slova U.
- Izlaz za vodik.
- Anoda.
- Katoda.
- Aperture.
alkalni
Elektrokemijski proces je nemoguć u destiliranoj vodi, kao katalizator se koristi koncentrirana otopina lužine (upotreba soli je nepoželjna, jer se razvija klor). Na temelju toga, alkalna se može nazvati većina elektrokemijskih uređaja za cijepanje vode.
Na tematskim forumima preporučuje se uporaba natrijevog hidroksida (NaOH), koji, za razliku od sode bikarbone (NaHCO 3 ), ne nagriza elektrodu. Napominjemo da potonje ima dvije značajne prednosti:
- Možete koristiti željezne elektrode.
- Ne ispuštaju se štetne tvari.
No, jedan veliki nedostatak negira sve prednosti sode bikarbone kao katalizatora. Njegova koncentracija u vodi nije veća od 80 grama po litri. Time se smanjuje otpornost elektrolita na mraz i njegova struja. Ako je još uvijek moguće staviti prvu u toplu sezonu, onda druga zahtijeva povećanje površine ploča elektroda, što zauzvrat povećava veličinu konstrukcije.
Elektrolizer za proizvodnju vodika: crteži, sheme
Razmislite kako možete napraviti snažan plinski plamenik koji radi iz smjese vodika i kisika. Shema takvog uređaja može se vidjeti na slici 8.
Objašnjenje:
- Mlaznica plamenika
- Gumena cijev.
- Drugi vodeni pečat.
- Prvi vodeni pečat.
- Anoda.
- Katoda.
- Elektroda.
- Elektrolitička kupka.
Na slici 9 prikazan je shematski prikaz napajanja elektrolizera našeg plamenika.
Trebat će nam sljedeći dijelovi za moćni ispravljač:
- Tranzistori: VT1 - MP26B; VT2 - P308.
- Tiristori: VS1 - KU202N.
- Diode: VD1-VD4 - D232; VD5 - D226B; VD6, VD7 - D814B.
- Kondenzatori: 0, 5 mikrofarada.
- Promjenjivi otpornici: R3 -22 kΩ.
- Otpornici: R1 - 30 kΩ; R2 - 15 kΩ; R4 - 800 Ohm; R5 - 2, 7 kΩ; R6 - 3 kΩ; R7 - 10 kΩ.
- PA1 - ampermetar s mjernom skalom od najmanje 20 A.
Kratke upute za detalje elektrolita.
Kupka se može napraviti od stare baterije. Ploče treba rezati 150x150 mm krovnog željeza (debljina lima 0, 5 mm). Za rad s gore opisanom jedinicom napajanja, trebat ćete sastaviti elektrolitičku ćeliju za 81 ćeliju. Crtež na kojem se izvodi instalacija prikazan je na slici 10.
Imajte na umu da održavanje i upravljanje takvim uređajem ne uzrokuje poteškoće.
Electrolyzer za auto DIY
Na internetu možete pronaći mnoge sheme HHO sustava, koji, ako vjerujete autorima, mogu uštedjeti od 30% do 50% goriva. Takve su izjave previše optimistične i, u pravilu, nisu potkrijepljene nikakvim dokazima. Pojednostavljeni dijagram takvog sustava prikazan je na slici 11. \ t
U teoriji, takav uređaj bi trebao smanjiti potrošnju goriva zbog potpunog izgaranja. U tu svrhu u filtar za zrak dovodi se smeđa smjesa. To je vodik s kisikom, dobiven iz elektrolita koji se napaja iz interne mreže automobila, što povećava potrošnju goriva. Začarani krug.
Naravno, može se koristiti strujni regulator, učinkovitiji uređaj za napajanje ili drugi trikovi koji se mogu koristiti za smanjenje potrošnje energije. Ponekad na internetu postoje ponude za kupnju niskonaponske jedinice za napajanje elektrolitarom, što je uopće besmislica, budući da procesne performanse izravno ovise o snazi struje.
To je kao Kuznetsov sustav, čiji je aktivator vode izgubljen, a patent nedostaje, itd. U gore navedenim videozapisima, gdje se govori o neospornim prednostima takvih sustava, praktično nema obrazloženih argumenata. To ne znači da ideja nema pravo postojanja, ali navedene uštede su “malo” pretjerane.
Elektrolizer za kućnu grijanje
Izrada domaćeg elektrolizera za kućno grijanje u ovom trenutku nema smisla, jer je trošak vodika dobiven elektrolizom mnogo skuplji od prirodnog plina ili drugih medija za prijenos topline.
Također treba imati na umu da temperatura gorenja vodika neće izdržati niti jedan metal. Istina je da postoji rješenje koje je patentirao Sten Martin, što omogućuje rješavanje ovog problema. Potrebno je obratiti pozornost na ključnu točku, omogućujući razlikovanje pristojne ideje od očite gluposti. Razlika između njih leži u činjenici da prvi izdaje patent, a drugi pronalazi svoje pristaše na internetu.
To bi mogao biti kraj članka o kućanstvu i industrijskim ćelijama za elektrolizu, ali ima smisla napraviti mali pregled tvrtki koje proizvode te uređaje.
Pregled proizvođača elektrolizera
Mi nabrajamo proizvođače koji proizvode gorivne ćelije na bazi elektrolita, neke tvrtke također proizvode kućanske aparate: NEL Hydrogen (Norveška, na tržištu od 1927.), Hydrogenics (Belgija), Teledyne Inc (SAD), Uralkhimmash (Rusija), RusAl (Rusija, znatno poboljšala Soderbergovu tehnologiju, RutTech (Rusija).