Ūdens, nevis benzīns: elektrolīze ir nākotnes tehnoloģija

Elektrolizators

Elektrolīze ir ķīmiski fizikāla parādība vielu sadalīšanai elementos, izmantojot elektrisko strāvu, ko visur izmanto rūpnieciskiem mērķiem. Pamatojoties uz šo reakciju, tiek izgatavoti pildvielas, lai iegūtu, piemēram, hloru vai krāsainos metālus.

Elektrolīzes iekārta, kas sastāv no plāksnēm

Pastāvīgais energoresursu cenu pieaugums ir radījis pieprasījumu pēc jonu iekārtām mājas lietošanai. Kādas ir šādas struktūras un kā tās padarīt mājās?

Vispārīga informācija par elektrolizatoru

Elektrolīzes iekārta ir ierīce elektrolīzei, kurai nepieciešams ārējs enerģijas avots, kas strukturāli sastāv no vairākiem elektrodiem, kas ievietoti traukā, kas piepildīts ar elektrolītu. Arī šo instalāciju var saukt par ūdens sadalīšanas ierīci.

Līdzīgās vienībās produktivitāte tiek uzskatīta par galveno tehnisko parametru, kas nozīmē saražotā ūdeņraža daudzumu stundā un ko mēra m3 / h. Stacionārām vienībām ir šāds parametrs modeļa nosaukumā, piemēram, membrānas vienība SEU-40 veido 40 kubikmetrus stundā. m ūdeņraža.

stacionārās rūpniecības vienības SEU-40 ārējais skats

Citas šādu ierīču īpašības ir pilnībā atkarīgas no paredzētā mērķa un uzstādīšanas veida. Piemēram, veicot ūdens elektrolīzi, ierīces efektivitāte ir atkarīga no šādiem rādītājiem:

1. Zemākā elektroda potenciāla (sprieguma) līmenis. Lai iekārta labi darbotos, šai raksturlielumam jābūt diapazonā no 1,8-2 V uz vienu plāksni. Ja barošanas avotam ir 14 V spriegums, tad elektrolītiskās šūnas jaudai ar elektrolīta šķīdumu ir jēga sadalīt loksnes 7 šūnās. Līdzīgu instalāciju sauc par sausu šūnu. Mazāka vērtība nesāks elektrolīzi, un lielāka vērtība ievērojami palielinās enerģijas patēriņu;

Plākšņu izvietojums elektrolīzes rūpnīcas vannā

1. Jo mazāks attālums starp plāksnes elementiem, jo ​​mazāka būs pretestība, kas, izejot lielai strāvai, palielina gāzveida vielu ražošanu;
2. Plākšņu virsmas laukums tieši ietekmē produktivitāti;
3. Siltuma bilance un elektrolītu koncentrācijas pakāpe;
4. Elektrodu komponentu materiāls. Zelts tiek uzskatīts par dārgu, bet brīnišķīgu materiālu izmantošanai elektrolītiskajās šūnās. Augsto izmaksu dēļ dažreiz tiek izmantots nerūsējošais tērauds.

Galvenais! Dažāda veida konstrukcijās vērtībām būs atšķirīgi parametri.

Ūdens elektrolīzes iekārtas var izmantot arī tādiem mērķiem kā attīrīšana, attīrīšana un ūdens kvalitātes novērtēšana.

Ūdeņraža ražošana, veicot ūdens elektrolīzi.

Iepriekšējais16Nākamais

Ūdens elektrolīze ir viena no vispazīstamākajām un pētītākajām ūdeņraža ražošanas metodēm. Tas nodrošina tīru produktu (99,6-99,9%H2) vienā tehnoloģiskā posmā. Ūdeņraža ražošanas ražošanas izmaksās elektroenerģijas izmaksas ir aptuveni 85%.

Ūdens elektrolīze ir viena no vispazīstamākajām un izpētītākajām ūdeņraža ražošanas metodēm [433]. Tas nodrošina tīru produktu (99,6-99,9% H2) vienā procesa posmā. Procesa ekonomika galvenokārt ir atkarīga no elektrības izmaksām. Ūdeņraža ražošanas ražošanas izmaksās elektroenerģijas izmaksas ir aptuveni 85%.

Šī metode ir piemērota vairākās valstīs, kurās ir ievērojami lētas hidroenerģijas resursi.Lielākie elektroķīmiskie kompleksi atrodas Kanādā, Indijā, Ēģiptē, Norvēģijā, taču daudzās pasaules valstīs ir izveidotas un darbojas tūkstošiem mazāku iekārtu. Šī metode ir svarīga arī tāpēc, ka tā ir vispusīgākā attiecībā uz primāro enerģijas avotu izmantošanu. Saistībā ar kodolenerģijas attīstību ir iespējama jauna ūdens elektrolīzes uzplaukšana, pamatojoties uz lētu elektrību no atomelektrostacijām. Mūsdienu elektroenerģijas nozares resursi nav pietiekami, lai iegūtu ūdeņradi kā produktu turpmākai enerģijas izmantošanai. Ja elektrību iegūst no lētākās atoma enerģijas, tad ar elektroenerģijas ražošanas procesa efektivitāti, kas vienāda ar 40% (ātrās selekcijas reaktoru gadījumā), un ūdeņraža ražošanas ar elektrolīzi procesa efektivitāti pat 80%, kopējā elektrolīzes procesa efektivitāte būs 0,8-0,4 = 0,32 vai 32%. Turklāt, ja pieņemam, ka elektrība veido 25% no kopējās enerģijas ražošanas un 40% elektroenerģijas tiek patērēta elektrolīzei, tad šī avota ieguldījums kopējā enerģijas piegādē labākajā gadījumā būs 0,25XX 0,4-0,32 = 0,032, vai 3, 2%. Līdz ar to ūdens elektrolīzi kā ūdeņraža ražošanas metodi enerģijas piegādei var uzskatīt par stingri ierobežotu. Tomēr kā ūdeņraža ražošanas metode ķīmijas un metalurģijas nozarē tā būtu jābruņo tehnoloģiski, jo noteiktos ekonomiskajos apstākļos to var izmantot liela mēroga rūpnieciskā mērogā.

Elektrolīzi var veiksmīgi izmantot hidroelektrostacijās vai gadījumos, kad termoelektrostacijām un atomelektrostacijām ir pārmērīga jauda, ​​un ūdeņraža ražošana ir līdzeklis enerģijas izmantošanai, uzglabāšanai un uzkrāšanai. Šim nolūkam var izmantot jaudīgus elektrolizatorus ar jaudu līdz 1 miljonam m3 ūdeņraža dienā. Lielā ūdens elektrolīzes rūpnīcā, kuras jauda ir 450 tonnas / dienā vai vairāk, enerģijas patēriņu uz 1 m3 ūdeņraža var palielināt līdz 4–4,5 kWh. Ar šādu enerģijas patēriņu vairākās enerģijas situācijās ūdens elektrolīze pat mūsdienu apstākļos var kļūt par konkurētspējīgu ūdeņraža ražošanas metodi [435].

Elektroķīmiskajai ūdeņraža iegūšanas metodei no ūdens ir šādas pozitīvas īpašības: 1) saražotā ūdeņraža augsta tīrība - līdz 99,99% un augstāka; 2) tehnoloģiskā procesa vienkāršība, tā nepārtrauktība, vispilnīgākās automatizācijas iespēja, kustīgu daļu neesamība elektrolītiskajā šūnā; 3) iespēja iegūt vērtīgākos blakusproduktus - smago ūdeni un skābekli; 4) vispārpieejama un neizsmeļama izejviela - ūdens; 5) procesa elastība un iespēja ūdeņradi ražot tieši zem spiediena; 6) ūdeņraža un skābekļa fiziska atdalīšana pašā elektrolīzes procesā.

Visos ūdeņraža ražošanas procesos ūdens sadalīšanās rezultātā radīsies ievērojams skābekļa daudzums kā blakusprodukts. Tas nodrošinās jaunus stimulus tā piemērošanai. Tas atradīs savu vietu ne tikai kā tehnoloģisko procesu paātrinātājs, bet arī kā neaizstājams rezervuāru un rūpniecisko notekūdeņu attīrītājs un veselīgāks. Šo skābekļa izmantošanas jomu var attiecināt arī uz atmosfēru, augsni, ūdeni. Pieaugošā sadzīves atkritumu daudzuma sadedzināšana skābeklī varētu atrisināt cieto atkritumu problēmu lielajās pilsētās.

Vēl vērtīgāks ūdens elektrolīzes blakusprodukts ir smagais ūdens, labs neitronu moderators kodolreaktoros. Turklāt smagais ūdens tiek izmantots kā izejviela deitērija ražošanai, kas savukārt ir izejviela kodolenerģētikai.

Ūdens elektrolītiskā sadalīšanās.

2 H2O = 2 H2 + O2

Tīrs ūdens praktiski nevada strāvu, tāpēc tam pievieno elektrolītus (parasti KOH). Elektrolīzes laikā pie katoda izdalās ūdeņradis.Pie anoda izdalās ekvivalents skābekļa daudzums, kas tāpēc ir šīs metodes blakusprodukts.

Elektrolīzes ceļā iegūtais ūdeņradis ir ļoti tīrs, izņemot nelielu skābekļa daudzumu piejaukumu, kuru var viegli noņemt, gāzi novadot uz piemērotiem katalizatoriem, piemēram, ar nedaudz uzkarsētu palādiju uz azbesta. Tāpēc to izmanto gan tauku hidrogenēšanai, gan citiem katalītiskiem hidrogenēšanas procesiem. Ar šo metodi iegūtais ūdeņradis ir diezgan dārgs.

Iepriekšējais16Nākamais

Pievienošanas datums: 2016-10-26; skatījumi: 13219; PASŪTĪT RAKSTU DARBU

Līdzīgi raksti:

Elektrolizatora darbības princips un veidi

Ļoti vienkāršai ierīcei ir elektrolizatori, kas ūdeni sadala skābeklī un ūdeņradī. Tie sastāv no trauka ar elektrolītu, kurā ievietoti elektrodi, kas savienoti ar enerģijas avotu.

Vienkāršākās elektrolīzes rūpnīcas dizains

Elektrolīzes rūpnīcas darbības princips ir tāds, ka elektriskajai strāvai, kas iet caur elektrolītu, ir pietiekams spriegums, lai ūdens sadalītos molekulās. Procesa rezultāts ir tāds, ka anods atbrīvo vienu skābekļa daļu, un katods rada divas ūdeņraža daļas.

Ūdens dezinfekcija ar tiešu elektrolīzi

Kas ir tiešā ūdens elektrolīze?

Elektriskās strāvas pāreju caur apstrādāto ūdeni pavada virkne elektroķīmisko reakciju, kā rezultātā ūdenī veidojas jaunas vielas, un mainās starpmolekulāro mijiedarbību struktūra. Tiešā ūdens elektrolīzes laikā tiek sintezēti oksidanti - skābeklis, ozons, ūdeņraža peroksīds utt. Turklāt tiešās elektrolīzes laikā ūdenī pat ar ļoti zemu hlorīda saturu veidojas hlora atlikumi, kas ir ļoti svarīgi ilgstošai ūdens dezinfekcijas iedarbībai .

Ūdens elektrolīzes procesa teorija

Vienkāršotā veidā tieša ūdens elektrolīze sastāv no vairākiem procesiem.

1) elektroķīmiskais process.

Ūdenī (H2O) paralēli atrodas divas plāksnes (elektrodi): anods un katods. Elektrodiem pieliktais līdzstrāvas spriegums noved pie ūdens elektrolīzes.

Anods ražo skābeklis: 2H2O → O2 + 4H + + 4e− (ūdens ir paskābināts).

Pie katoda veidojas ūdeņradis: 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− (ūdens tiek sārmains).

Radītā ūdeņraža daudzums ir nenozīmīgs un nav liela problēma.

Īpašu elektrodu izmantošana ļauj no ūdens ražot ozonu un ūdeņraža peroksīdu.

Anods ražo ozons: 3H2O → O3 + 6e− + 6H + (ūdens ir paskābināts).

Pie katoda - ūdeņraža peroksīds: O2 + 2H2O + 2e− → H2O2 + 2OH− (ūdens ir sārmains).

Dabīgais svaigais (nedestilētais) ūdens vienmēr satur minerālsāļus - sulfātus, karbonātus, hlorīdus. Lai iegūtu hloru ilgstošai ūdens dezinfekcijas iedarbībai, interesē tikai hlorīdi. Ūdenī tos galvenokārt attēlo nātrija hlorīds (NaCl), kalcija hlorīds (CaCl) un kālija hlorīds (KCl).

Izmantojot nātrija hlorīda piemēru, hlora veidošanās reakcija ar elektrolīzi būs šāda.

Sāls, kas izšķīdināts ūdenī: 2NaCl + H2O → 2Na + + 2Cl– + 2H2O

Elektrolīzes laikā pie anoda veidojas hlors: 2Cl– → Cl2+ 2e– (ūdens ir paskābināts).

Pie katoda veidojas nātrija hidroksīds: Na + + OH– → NaOH (ūdens tiek sārmains).

Šī reakcija ir īslaicīga, jo jebkurš anodā iegūtais hlors tiek ātri patērēts, lai izveidotos nātrija hipohlorīts: Cl2 + 2NaOH → H2 + 2NaOCl.

Līdzīgas elektrolīzes reakcijas notiek ar kalcija un kālija hlorīdiem.

Tādējādi saldūdens elektrolīzes rezultātā rodas spēcīgu oksidantu maisījums: skābeklis + ozons + ūdeņraža peroksīds + nātrija hipohlorīts.

2) Elektromagnētiskais process.

Ūdens molekula ir mazs dipols, kas stabos satur pozitīvus (no ūdeņraža puses) un negatīvus (no skābekļa puses) lādiņus.Elektromagnētiskajā laukā ūdens molekulas ūdeņraža daļa tiek piesaistīta katodam, bet skābekļa daļa - anodam. Tas noved pie ūdeņraža saišu pavājināšanās un pat pārrāvuma ūdens molekulā. Ūdeņraža saišu pavājināšanās veicina atomu skābekļa veidošanos. Atomiskā skābekļa klātbūtne ūdenī palīdz samazināt ūdens cietību. Kalcijs vienmēr atrodas parastajā ūdenī. Ca + jonus oksidē atomu skābeklis: Ca + + O → CaO. Kalcija oksīds, apvienojoties ar ūdeni, veido kalcija oksīda hidrātu: CaO + H2O → Ca (OH) 2. Kalcija oksīda hidrāts ir spēcīga bāze, viegli šķīst ūdenī. Līdzīgi procesi notiek arī ar citiem ūdens cietības elementiem.

3) Kavitācijas procesi.

Elektroķīmiskā un elektromagnētiskā procesa rezultātā veidojas mikroskopiski skābekļa un ūdeņraža gāzes burbuļi. Elektrodu virsmas tuvumā parādās bālgans mākonis, kas sastāv no jauniem burbuļiem. Ūdens plūsmas aiznesti, burbuļi pārvietojas uz reģionu, kur plūsmas ātrums ir mazāks un spiediens ir lielāks, un tie sabrūk lielā ātrumā.

Momentāls burbuļa sabrukums atbrīvo milzīgu enerģiju, kas iznīcina burbuļa ūdens sienu, t.i. ūdens molekulas. Ūdens molekulas iznīcināšanas sekas ir ūdeņraža un skābekļa jonu, ūdeņraža un skābekļa atomu daļiņu, ūdeņraža un skābekļa molekulu, hidroksilu un citu vielu veidošanās.

Uzskaitītie procesi veicina galvenā oksidētāja - atomu skābekļa - veidošanos.

Kāda ir tiešās ūdens elektrolīzes unikalitāte?

Ūdens dezinfekcija ar tiešu elektrolīzi ir ūdens oksidatīvās apstrādes veids, taču tas būtiski atšķiras no parastajām dezinfekcijas metodēm ar to, ka oksidantus ražo no paša ūdens, nevis ievada no ārpuses un, izpildot savu funkciju, nonāk iepriekšējā stāvoklī. Ūdens dezinfekcijas efektivitāte, veicot tiešu elektrolīzi, ir vairākas reizes augstāka, salīdzinot ar ķīmiskajām metodēm. Veicina tieša ūdens elektrolīze krāsas, sērūdeņraža, amonija noņemšana avota ūdens. Tiešai elektrolīzei nav nepieciešami dozēšanas sūkņi vai reaģenti.

Hlors, kas nepieciešams, lai novērstu sekundāru baktēriju piesārņošanu ar sadales tīkliem, tiek aktivizēts no dabīgiem minerālsāļiem ūdenī, kas iet caur elektrolizatoru, un tajā uzreiz izšķīst. Tiešā elektrolīze sadala hloramīnus, pārveidojot tos par slāpekli un sāli.

Avots

Dalīties sociālajos tīklos:

Mēs iesakām arī izlasīt:

Antioksidanti Pārtika ar augstu antioksidantu īpašībām.

Panasonic TK-HS91 un Fujiiryoki FWH-6000 ūdens jonizatoru salīdzinājums

Ūdeņraža ūdens un reaktīvās skābekļa sugas

Jaunākie emuāra raksti

Sārmainā ūdens uzglabāšanas tehnoloģijas FUJIIRYOKI ūdens jonizatora kameras tīrīšana Ir svarīgi zināt tiešo elektrolīzi! Pilnīga izpratne par plāksnēm ūdens jonizatoros

Elektrolizatoru veidi

Ūdens sadalīšanas ierīces ir šāda veida:

Šiem elektrolizatoriem ir primitīvākais dizains (attēls augšā). Viņiem raksturīga iezīme, ka manipulēšana ar šūnu skaitu dos jums iespēju darbināt ierīci no avota ar jebkuru spriegumu.

Plūstošs skats

Šīm iekārtām ir sava dizaina vanna, kas pilnībā piepildīta ar elektrolītu ar elektrodu elementiem un rezervuāru.

Parastā caurplūdes elektrolizatora ierīce, kur A ir vanna ar elektrodiem, D ir tvertne, B, E ir caurules, C ir izplūdes vārsts

Caurplūdes elektrolīzes rūpnīcas darbības princips ir šāds (no attēla iepriekš):

• noplūstot elektrolīzei, elektrolīts tiek izspiests vienlaikus ar gāzi caur cauruli "B" tvertnē "D";
• tvertnē "D" gāzes atdalīšanas process no elektrolīta plūsmām;
• gāze iziet caur vārstu "C";
• elektrolīta šķīdums caur cauruli “E” ieplūst atpakaļ uz vannu “A”.

Interesanti zināt. Šis darbības princips ir noteikts dažās invertora mašīnās - izdalītās gāzes sadedzināšana ļauj metināt detaļas.

Membrānas skats

Membrānas elektrolīzes rūpnīcai ir tāds pats dizains kā citiem elektrolizatoriem, bet elektrolīts ir polimēru bāzes cietviela, ko sauc par membrānas audiem.

Membrānas elektrolizatora dizains

Membrānas audiem šādos agregātos ir divējāds mērķis - jonu un protonu pārnešana, elektrodu un elektrolīzes produktu zonēšana.

Diafragmas skats

Ja viena viela nevar iekļūt un ietekmēt otru, tiek izmantota poraina diafragma, kuru var izgatavot no stikla, polimēra šķiedrām, keramikas vai azbesta materiāla.

Diafragmas elektrolizatora ierīce, kur 1 ir skābekļa izeja, 2 ir kolba, 3 ir ūdeņraža izeja, 4 ir anods, 5 ir katods, 6 ir diafragma

Sārmains

Elektrolīzi nevar veikt destilētā ūdenī. Šādos gadījumos ir nepieciešams izmantot katalizatorus, kas ir sārmaini šķīdumi ar augstu koncentrāciju. Pamatojoties uz to, ievērojamu daļu jonu ierīču var saukt par sārmajām.

Galvenais! Jāatzīmē, ka sāls kā katalizatora izmantošana ir kaitīga, jo reakcijas gaitā izdalās hlora gāze. Parasti nātrija hidroksīds darbojas kā brīnišķīgs katalizators, kas nerūsē metāla elektrodus un neveicina kaitīgu vielu izdalīšanos.

Pašu izgatavots elektrolizators

Ikviens var izgatavot elektrolizatoru ar savām rokām. Visizplatītākā dizaina montāžas procesam būs nepieciešami šādi materiāli:

• nerūsējošā tērauda loksne (labākās iespējas ir ārzemju AISI 316L vai mūsu 03X16H15M3);
• skrūves М6х150;
• paplāksnes un uzgriežņi;
• caurspīdīga caurule - jūs varat izmantot līmeņrādi, kas tiek izmantots būvniecības vajadzībām;
• vairākas siļķu kaula armatūras ar ārējo diametru 8 mm;
• plastmasas trauks ar tilpumu 1,5 litri;
• mazs filtrs, kas filtrē krāna ūdeni, piemēram, veļas mašīnu filtrs;
• pretvārsts ūdens vārsts.

Montāžas process

Savāciet elektrolizatoru ar savām rokām saskaņā ar šādiem norādījumiem:

1. Pirmkārt, jums ir jāmarķē un tam sekojošā nerūsējošā tērauda loksnes zāģēšana identiskos laukumos. Zāģēšanu var veikt ar leņķa slīpmašīnu (leņķa slīpmašīnu). Viens no stūriem šādos laukumos ir jāpārgriež leņķī, lai pareizi nostiprinātu plāksnes;
2. Tālāk jums jāizveido caurums skrūvei plāksnes pusē, kas atrodas pretī stūra zāģa griezumam;
3. Plātņu savienojums jāveic pēc kārtas: viena plāksne uz "+", nākamā uz "-" un tā tālāk;
4. Starp atšķirīgi uzlādētajām plāksnēm jābūt izolatoram, kas no ūdens līmeņa darbojas kā caurule. To vajadzētu sagriezt gredzenos, kurus vajadzētu sagriezt gareniski, lai iegūtu 1 mm biezas sloksnes. Šis attālums starp plāksnēm ir pietiekams, lai elektrolīzes laikā notiktu laba gāzes attīstība;
5. Plāksnes tiek piestiprinātas kopā, izmantojot paplāksnes, šādi: uz skrūves atrodas paplāksne, pēc tam plāksne, pēc tam trīs paplāksnes pēc plāksnes utt. Labvēlīgi uzlādētas plāksnes ievieto negatīvi uzlādētu lokšņu spoguļattēlā. Tas ļauj neļaut zāģētajām malām pieskarties elektrodiem;

Elektrolīzes rūpnīcas plāksnes, kas samontētas kopā

1. Montējot plāksnes, jums tās vienlaikus jāizolē un jāpievelk uzgriežņi;
2. Katrai plāksnei jābūt arī gredzenotai, lai pārliecinātos, ka nav īssavienojuma;
3. Tālāk visa montāža jāievieto plastmasas kastē;
4. Pēc tam ir vērts izcelt vietas, kur skrūves pieskaras konteinera sienām, kur jūs urbjat divas atveres. Ja bultskrūves neietilpst traukā, tad tās jāapgriež ar zāģi;
5. Tad skrūves tiek pievilktas ar uzgriežņiem un paplāksnēm, lai nodrošinātu konstrukcijas blīvumu;

Plāksnes ievietotas plastmasas traukā

1. Pēc veiktajām darbībām konteinera vākā būs jāizveido atveres un tajās jāievieto armatūra. Necaurlaidību šajā gadījumā var nodrošināt, noblīvējot savienojumus ar silikona bāzes hermētiķiem;
2. Drošības vārsts un filtrs konstrukcijā atrodas pie gāzes izplūdes un kalpo kā līdzeklis, lai kontrolētu pārmērīgu gāzes uzkrāšanos, kas var izraisīt sliktus rezultātus;
3. Elektrolīzes mezgls ir samontēts.

Pēdējais posms ir tests, kas tiek veikts līdzīgi:

• tvertnes piepildīšana ar ūdeni līdz stiprinājumu skrūvju atzīmei;
• strāvas savienošana ar ierīci;
• savienojums ar caurules stiprinājumu, kura pretējais gals ir nolaists ūdenī.

Ja instalācijai tiek izmantota vāja strāva, tad gāzes izdalīšanās caur cauruli būs gandrīz nemanāma, taču to būs iespējams vērot no elektrolizatora iekšpuses. Palielinot maiņstrāvu, ūdenim pievienojot sārmainu katalizatoru, var ievērojami palielināt gāzveida vielas iznākumu.

Izgatavotais elektrolizators, kā likums, ir svarīga daudzu ierīču sastāvdaļa, piemēram, ūdeņraža deglis.

ūdeņraža degļa izskats, kura pamats tiek uzskatīts par pašu izgatavotu elektrolizatoru

Zinot jonu instalāciju veidus, galvenos raksturlielumus, ierīci un darbības principu, jūs varat pareizi izgatavot pašu izgatavotu konstrukciju, kas ir lielisks palīgs dažādās ikdienas situācijās: sākot no metināšanas un automobiļu degvielas patēriņa taupīšanas līdz pat apkures sistēmu darbību.

Veiciet elektrolizatoru ar savām rokām

Protams, jūs esat iepazinies ar elektrolīzes procesu no pamatskolas mācību programmas. Tas ir tad, kad 2 polāros elektrodus ievieto ūdenī zem strāvas, lai iegūtu tīrā veidā metālus vai nemetālus. Elektrolizators ir nepieciešams ūdens molekulu sadalīšanai skābeklī un ūdeņradī. Elektrolizators kā daļa no zinātniskiem mehānismiem sadala molekulas jonos.

Ir divi šīs ierīces veidi:

• Sauss elektrolizators (tas ir pilnīgi slēgts elements);
• Mitrs elektrolizators (tās ir divas metāla plāksnes, kas ievietotas ūdens traukā).

Šī ierīce ir vienkārša ierīces ziņā, kas to padara iespējamu izmantot pat mājās... Elektrolizatori sadala molekulu atomu elektrolīzes lādiņus lādētos atomos.

Mūsu gadījumā tas sadala ūdeni pozitīvā ūdeņradī un negatīvajā skābeklī. Lai to izdarītu, nepieciešams liels enerģijas daudzums, un, lai iegūtu mazāk no nepieciešamā enerģijas daudzuma, tiek izmantots katalizators.

Ūdens, nevis benzīns: elektrolīze ir nākotnes tehnoloģija

Demonstrācijas ir veikuši profesors Maikls Laughtons, Londonas Karalienes Mērijas koledžas inženieris dekāns, bijušais Lielbritānijas flotes komandieris admirālis sers Entonijs Grifins un angļu pētniecības ķīmiķis doktors Kīts Hindlijs. Mayer šūna, kuru izgudrotājs izgatavoja mājās Grove City, Ohio, radīja daudz vairāk ūdeņraža un skābekļa maisījuma, nekā varētu sagaidīt no vienkāršas elektrolīzes.

Lai gan parastajai ūdens elektrolīzei nepieciešama strāva, ko mēra ampēros, Mayer šūna rada tādu pašu efektu arī miliamperos. Turklāt, lai palielinātu vadītspēju, parastajam krāna ūdenim nepieciešams pievienot elektrolītu, piemēram, sērskābi, Majera šūna ar milzīgu jaudu darbojas ar tīru ūdeni.

Pēc aculiecinieku domām, Mayer būra visspilgtākais aspekts bija tas, ka tas palika auksts pat pēc stundām ilgas gāzes ražošanas.

Majera eksperimenti, kurus viņš uzskatīja par iespējamiem iesniegt patentēšanai, izpelnījās virkni ASV patentu, kas parādīti saskaņā ar 101. sadaļu. Patenta iesniegšana saskaņā ar šo sadaļu ir atkarīga no izgudrojuma veiksmīgas demonstrēšanas Patentu izskatīšanas komitejā.

Majera šūnai ir daudz kopīga ar elektrolītisko šūnu, izņemot to, ka tā darbojas labāk ar lielu potenciālu un zemu strāvu nekā citas metodes. Konstrukcija ir vienkārša.Elektrodi - atsaucoties uz Mayer interesēm - ir izgatavoti no paralēlām nerūsējošā tērauda plāksnēm, veidojot vai nu plakanu, vai koncentrisku dizainu. Gāzes izeja ir apgriezti proporcionāla attālumam starp tiem, patenta piedāvātais 1,5 mm attālums dod labu rezultātu.

Būtiskas atšķirības ir šūnas uzturā. Lai izveidotu paralēlo rezonanses ķēdi, Majers izmanto ārēju induktivitāti, kas svārstās ar šūnas kapacitāti - tīra ūdens dielektriskā konstante ir aptuveni 5.

To uzbudina jaudīgs impulsu ģenerators, kas kopā ar elementu kapacitāti un taisngrieža diode veido sūknēšanas ķēdi. Augsta impulsa frekvence rada pakāpeniski pieaugošu potenciālu pie šūnu elektrodiem, līdz tiek sasniegts punkts, kurā ūdens molekula sadalās un rodas īss strāvas impulss. Barošanas strāvas mērīšanas shēma nosaka šo pārspriegumu un izslēdz impulsa avotu vairākiem cikliem, ļaujot ūdenim atgūties.

Pētnieku ķīmiķis Kīts Hindlijs piedāvā šādu Mayer šūnu demonstrācijas aprakstu: “Pēc dienas ilgas prezentācijas Grifina komiteja bija liecinieks vairākām svarīgām WFC īpašībām (ūdens degvielas šūna, kā to sauca izgudrotājs).

Aculiecinieku grupa no neatkarīgiem zinātniskiem novērotājiem Lielbritānijā liecināja, ka amerikāņu izgudrotājs Stenlijs Mejers ar augstsprieguma impulsu kombināciju parasto krāna ūdeni veiksmīgi noārda tā sastāvā esošajos elementos ar vidējo strāvas patēriņu tikai miliamperos. Fiksētā gāzes jauda bija pietiekama, lai parādītu ūdeņraža un skābekļa liesmu, kas acumirklī uzreiz izkausēja.

Aculiecinieki, salīdzinot ar parasto augstas strāvas elektrolīzi, paziņoja, ka šūna nav sasilusi. Majers atteicās komentēt detaļas, kas ļautu zinātniekiem pavairot un novērtēt viņa "ūdens šūnu". Tomēr viņš iesniedza pietiekami detalizētu aprakstu ASV Patentu birojam, lai pārliecinātu viņus, ka viņš varētu pamatot savu izgudrojuma pieteikumu.

Viena demonstrācijas kamera bija aprīkota ar diviem paralēliem ierosmes elektrodiem. Pēc piepildīšanas ar krāna ūdeni elektrodi radīja gāzi ļoti zemā strāvas līmenī - ne vairāk kā desmitdaļās ampēros un pat miliamperos, kā apgalvo Majers - gāzes jauda palielinājās, elektrodiem tuvojoties un samazinoties, attālinoties. Pulsa potenciāls sasniedza desmitiem tūkstošu voltu.

Otrajā kamerā bija 9 divcauruļu nerūsējošā tērauda šūnas un tā ražoja daudz vairāk gāzes. Tika uzņemta fotogrāfiju sērija, kurā redzama gāzes ražošana miliamperos. Kad spriegums tika nospiests līdz robežai, gāze iznāca ļoti iespaidīgā daudzumā.

"Mēs pamanījām, ka ūdens kameras augšdaļā lēnām sāka pārvērsties no gaiši krēmkrāsas līdz tumši brūnai, mēs esam gandrīz pārliecināti par ļoti hlorētā krāna ūdenī esošā hlora ietekmi uz nerūsējošā tērauda caurulēm, ko izmanto ierosināšanai."

Viņš demonstrēja gāzes ražošanu miliamperos un kilovoltos.

“Visievērojamākais novērojums ir tas, ka WFC un visas tā metāla caurules pat pēc vairāk nekā 20 minūšu ekspluatācijas palika pilnīgi aukstas. Molekulu sadalīšanas mehānisms rada ārkārtīgi maz siltuma, salīdzinot ar elektrolīzi, kur elektrolīts ātri uzsilst. "

Rezultāts ļauj apsvērt efektīvu un kontrolējamu gāzes ražošanu, kas rodas ātri un ir droši lietojama. Mēs esam skaidri redzējuši, kā jaudas palielināšanās un samazināšanās tiek izmantota gāzes ražošanas veicināšanai. Mēs redzējām, kā attiecīgi apstājās un atkal sākās gāzes plūsma, kad ieejas spriegums tika izslēgts un atkal ieslēgts. "

“Pēc vairāku stundu ilgas diskusijas savā starpā mēs secinājām, ka Stīvs Mejers ir izgudrojis pilnīgi jaunu ūdens sadalīšanas metodi, kas parādīja dažas klasiskās elektrolīzes pazīmes. To apstiprina fakts, ka viņa ierīces, kas faktiski darbojas un ņemtas no viņa kolekcijas, ir sertificētas ar ASV patentiem dažādām WFC sistēmas daļām. Tā kā tie tika iesniegti saskaņā ar ASV Patentu valdes 101. sadaļu, patentos iekļauto aparātu eksperimentāli pārbaudīja eksperti no ASV Patentu iestādes, viņu otrie eksperti un visi pieteikumi tika izveidoti. "

“Galvenā WFC tika izmēģināta trīs gadus. Tas piešķirtos patentus paaugstināja līdz neatkarīgu, kritisku, zinātnisku un inženiertehnisku pierādījumu līmenim, ka ierīces patiešām darbojas, kā aprakstīts. "

Mayer šūnas praktiskā demonstrēšana ir ievērojami pārliecinošāka nekā pseidozinātniskais žargons, kas tiek izmantots tās izskaidrošanai. Izgudrotājs personīgi runāja par ūdens molekulas sagrozīšanu un polarizāciju, kā rezultātā elektriskā lauka gradienta, molekulas iekšējās rezonanses ietekmē notiek neatkarīga saites pārtraukšana, kas pastiprina efektu.

Papildus bagātīgajai skābekļa un ūdeņraža attīstībai un minimālajai šūnas uzkarsēšanai aculiecinieki arī ziņo, ka ūdens šūnas iekšienē ātri pazūd, aerosola veidā nokļūstot tā sastāvdaļās no milzīga skaita sīku burbuļu, kas klāj virsmu. šūna.

Majers paziņoja, ka pēdējos 4 gadus viņš ir darbinājis ūdeņraža un skābekļa pārveidotāju, izmantojot 6 cilindrisku šūnu ķēdi.

Mēs izveidojam ierīci ar savām rokām

Ierīci šim procesam var izdarīt ar rokām.

Tam jums būs nepieciešams:

• Nerūsējošā tērauda loksne;
• Skrūves M6 x 150;
• Paplāksnes;
• Rieksti;
• Caurspīdīga caurule;
• Savienojošie elementi ar vītni abās pusēs;
• Pusotra litra plastmasas trauks;
• Ūdens filtrs;
• Pretvārsts ūdenim.

Lieliska iespēja nerūsējošajam tēraudam ir ārvalstu ražotāja AISI 316L vai mūsu valsts ražotāja 03X16H15M3. Nerūsējošais tērauds nav absolūti nepieciešams, jūs varat ņemt veco. Jums pietiek ar 50 līdz 50 centimetriem.

"Kāpēc ņemt pašu nerūsējošo tēraudu?" - tu jautā. Tā kā visbiežāk sastopamais metāls korozēs. Nerūsējošais tērauds labāk panes sārmus. Vajadzētu izklāstiet lapu tā, lai to sadalītu 16 līdzīgos kvadrātos... Jūs to varat sagriezt ar leņķa slīpmašīnu. Katrā laukumā sagrieziet vienu no stūriem.

Otrā pusē un pretējā stūrī, no sazāģētā stūra, urbjiet atveri skrūvei, kas palīdzēs plātnes turēt kopā. Elektrolizators nebeidz darboties šādi:t plāksnes elektrība plūst uz plāksni - un ūdens sadalās skābeklī un ūdeņradī. Pateicoties tam, mums ir nepieciešama laba un negatīva plāksne.

Plātnēm jābūt savienotām pārmaiņus: plus-mīnus-plus-mīnus, izmantojot līdzīgu metodi, būs spēcīga strāva. Lai izolētu plāksnes viena no otras, tiek izmantota caurule. No līmeņa tiek sagriezts gredzens. Nogriežot to, mēs iegūstam sloksni ar milimetru biezumu. Šis attālums ir pareizāks gāzes pagatavošanai.

Plātnes ir savstarpēji savienotas ar paplāksnēm: mēs uz skrūves uzliekam paplāksni, pēc tam plāksni un trīs paplāksnes, tad atkal plāksni utt. Uz plus un mīnus jāstāda astoņas plāksnes. Ja viss ir izdarīts pareizi, tad plākšņu griezumi neskar elektrodus.

Tad jums jāpievelk uzgriežņi un jāizolē plāksnes. Tad mēs ievietojam struktūru plastmasas traukā.

Mājsaimniecības ūdeņraža ražošana

Augstas temperatūras ūdeņraža ražošanas metodes mājās nav piemērojamas. Šeit visbiežāk tiek izmantota ūdens elektrolīze.

Elektrolizatora izvēle

Lai iegūtu mājas elementu, jums ir nepieciešams īpašs aparāts - elektrolizators.Šādām iekārtām tirgū ir daudz iespēju, ierīces piedāvā gan labi pazīstamas tehnoloģiju korporācijas, gan mazie ražotāji. Firmas vienības ir dārgākas, bet uzbūves kvalitāte ir augstāka.

Sadzīves tehnika ir maza un ērti lietojama. Tās galvenās detaļas ir:

Elektrolizators - kas tas ir

• reformators;
• tīrīšanas sistēma;
• degvielas šūnas;
• kompresoru aprīkojums;
• konteiners ūdeņraža uzglabāšanai.

Vienkāršs krāna ūdens tiek ņemts par izejvielu, un elektrība nāk no regulāras kontaktligzdas. Ar saules enerģiju darbināmas ierīces ļauj ietaupīt elektroenerģiju.

Mājas ūdeņradi izmanto apkures vai vārīšanas sistēmās. Viņi arī bagātina degvielas un gaisa maisījumu, lai palielinātu automašīnas dzinēju jaudu.

Aparāta izgatavošana ar savām rokām

Vēl lētāk ir pašam izgatavot ierīci mājās. Sausā šūna izskatās kā noslēgta tvertne, kas sastāv no divām elektrodu plāksnēm traukā ar elektrolītisko šķīdumu. Globālais tīmeklis piedāvā dažādas montāžas shēmas dažādu modeļu ierīcēm:

• ar diviem filtriem;
• ar konteinera augšējo vai apakšējo izvietojumu;
• ar diviem vai trim vārstiem;
• ar cinkotu dēli;
• uz elektrodiem.

Elektrolīzes ierīces diagramma

Nav grūti izveidot vienkāršu ierīci ūdeņraža ražošanai. Tam būs nepieciešami:

• nerūsējošā tērauda loksne;
• caurspīdīga caurule;
• armatūra;
• plastmasas trauks (1,5 l);
• ūdens filtrs un pretvārsts.

Ierīces vienkārša ierīce ūdeņraža ražošanai

Turklāt būs nepieciešama dažāda aparatūra: uzgriežņi, paplāksnes, skrūves. Pirmais solis ir sagriezt lapu 16 kvadrātveida nodalījumos, no katra nogriežot stūri. Pretējā stūrī no tā jums jāizurbj caurums plākšņu skrūvēšanai. Lai nodrošinātu pastāvīgu strāvu, plāksnēm jābūt savienotām saskaņā ar shēmu plus - mīnus - plus - mīnus. Šīs daļas ir izolētas viena no otras ar cauruli un savienojumā ar skrūvi un paplāksnēm (trīs gabali starp plāksnēm). 8 plāksnes ir novietotas uz plus un mīnus.

Pareizi samontējot, plākšņu ribas nepieskartos elektrodiem. Samontētās detaļas tiek nolaistas plastmasas traukā. Vietā, kur sienas saskaras, ar skrūvēm tiek izveidotas divas montāžas atveres. Lai noņemtu lieko gāzi, uzstādiet drošības vārstu. Armatūra tiek uzstādīta konteinera vākā, un šuves ir noslēgtas ar silikonu.

Aparāta pārbaude

Lai pārbaudītu ierīci, veiciet vairākas darbības:

Ūdeņraža ražošanas shēma

1. Piepildiet ar šķidrumu.
2. Pārklājot ar vāku, savienojiet vienu caurules galu ar stiprinājumu.
3. Otrais ir iegremdēts ūdenī.
4. Pievienojiet strāvas avotam.

Pēc ierīces pievienošanas kontaktligzdai pēc dažām sekundēm būs pamanāms elektrolīzes process un nokrišņi.

Tīram ūdenim nav laba elektrovadītspēja. Lai uzlabotu šo rādītāju, jums jāizveido elektrolītiskais šķīdums, pievienojot sārmu - nātrija hidroksīdu. Tas ir atrodams cauruļu tīrīšanas savienojumos, piemēram, mols.

Atkļūdošana un ierīces pārbaude

Tad ir jānosaka, kur skrūves pieskaras kastes sienām, un šajās vietās urbj divas atveres. Ja bez redzama iemesla izrādās, ka skrūves neietilpst traukā, tad tām vajadzētu sagrieziet un pievelciet cieši ar uzgriežņiem... Tagad jums ir jāizurbj vāks un jāievieto vītņotie savienotāji no abām pusēm. Lai nodrošinātu necaurlaidību, savienojums jānoslēdz ar hermētiķi uz silikona bāzes.

Pēc sava elektrolizatora salikšanas ar savām rokām jums tas jāpārbauda. Lai to izdarītu, pievienojiet ierīci strāvas avotam, piepildiet to ar ūdeni līdz skrūvēm, ielieciet vāku, savienojot cauruli ar savienotājelementu un nolaižot caurules pretējo galu ūdenī. Ja strāva ir vāja, strāva būs redzama no elektrolizatora iekšpuses.

Pakāpeniski palieliniet pašmāju ierīces strāvu. Destilēts ūdens slikti vada elektrību, jo tajā nav sāļu vai piemaisījumu.Lai sagatavotu elektrolītu, nepieciešams ūdenī pievienot sārmu. Lai to izdarītu, jums jālieto nātrija hidroksīds (satur līdzekļus cauruļu tīrīšanai, piemēram, "Mole"). Drošības vārsts ir nepieciešams, lai novērstu pienācīgu gāzes daudzumu uzkrāšanos.

• Kā katalizatoru labāk izmantot destilētu ūdeni un soda.
• Jums vajadzētu sajaukt daļu cepamā soda ar četrdesmit daļām ūdens. Sienas no sāniem vislabāk ir izgatavotas no akrila stikla.
• Elektrodi vislabāk ir izgatavoti no nerūsējošā tērauda. Plātnēm ir jēga izmantot zeltu.
• Pamatnei izmantojiet caurspīdīgu PVC. To izmērs var būt 200 līdz 160 milimetri.
• Pārtikas pagatavošanai, pilnīgai benzīna sadedzināšanai automašīnās un vairumā gadījumu varat izmantot savu pašu izgatavotu elektrolizatoru.

Sausos elektrolizatorus galvenokārt izmanto mašīnām. Ģenerators palielina iekšdedzes dzinēja jaudu. Ūdeņradis aizdegas daudz ātrāk nekā šķidrā degviela, palielinot virzuļa spēku. Papildus Mole varat lietot Mister Muscle, kaustisko soda, cepamo soda.

Ģenerators nedarbojas ar dzeramo ūdeni. Labāk ir pieslēgt elektrību šādi: pirmā un pēdējā plāksne - mīnus, un uz plāksnes vidū - plus. Jo lielāks ir plākšņu laukums un jo spēcīgāka ir strāva, jo vairāk izdalās gāze.

Pašmāju mājas elektrolīze

Kad es biju maza, es vienmēr gribēju kaut ko darīt pats, ar savām rokām. Bet vecāki (un citi tuvi cilvēki) vairumā gadījumu to neatļāva. Un es toreiz neredzēju (un līdz šim neredzu) neko sliktu, kad mazi bērni vēlas mācīties ??

Protams, es nerakstīju šo rakstu, lai atsauktu atmiņā bērnības vēlmi sākt pašizglītību. Tikai nejauši, kad es klejoju vietnē otvet.mail.ru, es saskāros ar šāda veida jautājumu. Kāds mazs bumbvedējs uzdeva jautājumus par elektrolīzes veikšanu mājās. Tiesa, es viņam neatbildēju, jo šis zēns gribēja sāpīgi aizdomīgo maisījumu elektrolizēt ?? Es nolēmu, ka grēka dēļ vairs neteikšu, ļaujiet viņam pašam meklēt grāmatās. Bet ne tik sen, atkal klīstot pa forumiem, es redzēju līdzīgu jautājumu no ķīmijas skolas pasniedzēja. Spriežot pēc apraksta, viņa skola ir tik nabadzīga, ka tā nevar (nevēlas) nopirkt elektrolizatoru par 300 rubļiem. Skolotājs (kāda problēma!) Nevarēja atrast izeju no radušās situācijas. Tāpēc es viņam palīdzēju. Tiem, kuriem ir interese par šāda veida pašmāju izstrādājumiem, es ievietoju šo rakstu vietnē.

Patiesībā mūsu pašpiedziņas pistoles ražošanas process un izmantošana ir ļoti primitīva. Bet vispirms es jums pastāstīšu par drošību, bet otrajā - par ražošanu. Un būtība ir tāda, ka mēs runājam par demonstrācijas elektrolizatoru, nevis par rūpnīcu. Pateicoties tam, drošības labad būs labi to darbināt nevis no tīkla, bet gan no AA baterijām vai no akumulatora. Protams, jo lielāks spriegums, jo ātrāk notiks elektrolīzes process. Tomēr vizuālai gāzes burbuļu novērošanai tas ir diezgan pietiekami 6 V, bet 220 jau ir pārmērīgs. ar šādu spriegumu, piemēram, ūdens vārīsies visstraujāk, un tas nav ļoti droši ... Nu, es domāju, ka jūs izdomājāt spriedzi?

Tagad parunāsim par to, kur un kādos apstākļos mēs eksperimentēsim. Pats pirmais, tai vajadzētu būt vai nu brīvai vietai, vai labi vēdināmai telpai. Lai gan es visu izdarīju dzīvoklī ar slēgtiem logiem un neko tamlīdzīgu? Otrkārt, eksperimentu vislabāk var izdarīt uz laba galda. Vārds "labs" nozīmē, ka galdam jābūt stabilam un labākam smagam, stingram un piestiprinātam pie grīdas virsmas. Šajā gadījumā galda pārklājumam jābūt izturīgam pret agresīvām vielām. Starp citu, flīze no flīzes ir ideāli piemērota tam (lai gan ne katrs, diemžēl). Šāds galds noderēs ne tikai šai pieredzei.Tomēr es visu izdarīju uz parasta izkārnījuma ?? Treškārt, eksperimenta laikā jums nav jāpārvieto barošanas avots (manā gadījumā akumulatori). Pateicoties tam, lai nodrošinātu uzticamību, vislabāk ir nekavējoties tos nolikt uz galda un nofiksēt tā, lai tie nepārvietotos. Ticiet man, tas ir ērtāk nekā regulāri turēt ar rokām. Es vienkārši piesēju savas baterijas ar elektrisko lenti pie pirmā cietā priekšmeta, ko redzēju. Ceturtkārt, ēdieni, kuros mēs eksperimentēsim, ļaujiet tiem būt maziem. Vienkāršs stikls der vai nošauts stikls. Starp citu, tas ir optimālākais veids, kā lietot brilles mājās, pretstatā alkohola lietošanai tajos ar turpmāku lietošanu ...

Nu, tagad pārejam tieši uz ierīci. Tas ir paredzēts attēlā, bet pagaidām es īsi paskaidrošu, kas un kas.

Mums jāņem vienkāršs zīmulis un ar parasto nazi no tā jānoņem koks un no zīmuļa jāizņem vesels svins. Tomēr jūs varat paņemt vadību no mehāniskā zīmuļa. Bet vienlaikus ir divas grūtības. Pirmais ir parastais. Mehāniskā zīmuļa svins ir pārāk plāns, mums tas vienkārši nav piemērots vizuālam eksperimentam. Otra grūtība ir kaut kāds nesaprotams pašreizējo šīfera sastāvs. Ir sajūta, ka tie nav izgatavoti no grafīta, bet no kaut kā cita. Kopumā mana pieredze ar šādu "svinu" nemaz nebija veiksmīga, pat ja spriegums bija 24 V. Pateicoties tam, man vajadzēja izvēlēties labu koka vienkāršu zīmuli. Iegūtais grafīta stienis mums kalpos kā elektrods. Kā jūs varat iedomāties, mums ir vajadzīgi divi elektrodi. Pateicoties tam, mēs ejam izvēlēties otro zīmuli vai vienkārši sadalīt esošo stieni divās daļās. Es to tiešām izdarīju.

Ar jebkuru vadu, kas nāk pie rokas, mēs iesaiņojam pirmo svina elektrodu (ar vienu stieples galu), un mēs savienojam šo vadu ar strāvas avota mīnusu (ar otru galu). Tad mēs uzņemamies otro vadību un darām to pašu ar to. Lai to izdarītu, pamatojoties uz to, mums ir nepieciešams otrais vads. Bet šajā gadījumā mēs savienojam šo vadu ar strāvas padeves plus. Ja jums ir problēmas ar trauslā grafīta stieņa piestiprināšanu pie stieples, varat izmantot pieejamos rīkus, piemēram, lenti vai līmlenti. Ja neizdevās ietīt grafīta galu ar pašu vadu, un lente vai izolācijas lente nenodrošināja ciešu kontaktu, tad mēģiniet pielīmēt svinu ar vadošu līmi. Ja jums tas nav, tad vismaz piesieniet vadu pie stieples ar vītni. Nav jābaidās, diegs no šādas spriedzes neizdegs ??

Tiem, kas neko nezina par akumulatoriem un vienkāršiem noteikumiem to pievienošanai, es nedaudz paskaidrošu. Pirkstu tipa akumulators rada 1,5 V spriegumu. Attēlā man ir divas līdzīgas baterijas. Turklāt tie ir savienoti pakāpeniski - viens pēc otra, nevis paralēli. Ar līdzīgu (sērijveida) savienojumu galīgais spriegums tiks summēts no katras akumulatora sprieguma, tas ir, man tas ir 1,5 + 1,5 = 3,0 V. Tas ir mazāks nekā iepriekš norādītie 6 volti. Bet man bija slinkums iet pirkt vēl dažas baterijas. Princips jūs un tāpēc jābūt skaidram ??

Sāksim eksperimentu. Piemēram, mēs aprobežosimies ar ūdens elektrolīzi. Pirmkārt, tas ir ļoti pieejams (es ceru, ka šī raksta lasītājs nedzīvo Sahārā), otrkārt, tas ir nekaitīgs. Turklāt es parādīšu, kā ar to pašu ierīci (elektrolizatoru) ar to pašu vielu (ūdeni) veikt divus dažādi pieredze. Es domāju, ka jums ir pietiekami daudz iztēles, lai izdomātu virkni līdzīgu eksperimentu ar citām vielām ?? Kopumā krāna ūdens mums ir piemērots. Bet es iesaku to pievienot nedaudz vairāk un sālīt. Nedaudz - tas nozīmē nelielu šķipsnu, nevis veselu deserta karoti. Tas ir svarīgi! Labi samaisiet sāli, lai izšķīdinātu. Tātad ūdens, būdams dielektrisks tīrā stāvoklī, lieliski vadīs elektrību.eksperimenta sākumā noslaukiet galdu no iespējamā mitruma un pēc tam uzlieciet strāvas avotu un glāzi ūdens.

Abus elektrodus, kas atrodas zem sprieguma, mēs nolaižam ūdenī. Tajā pašā laikā pārliecinieties, ka ūdenī ir iegremdēts tikai grafīts, un pats vads nedrīkst pieskarties ūdenim. Eksperimenta sākums var kavēties. Laiks ir atkarīgs no daudziem faktoriem: ūdens sastāva, vadu kvalitātes, grafīta kvalitātes un, protams, strāvas avota sprieguma. Manas reakcijas sākums aizkavējās pāris sekundes. Skābeklis sāk attīstīties uz elektroda, kas bija savienots ar bateriju plusu. Ūdeņradis izdalīsies uz elektroda, kas savienots ar mīnusu. Jāatzīmē, ka ūdeņraža burbuļu ir vairāk. Ap grafīta daļu, kas ir iegremdēta ūdenī, pielīp ļoti mazi burbuļi. Tad daži burbuļi sāk peldēt.

Elektrods eksperimenta sākumā. Pagaidām nav gāzes burbuļu. Ūdeņraža burbuļi, kas izveidojušies uz elektroda, kas savienots ar bateriju negatīvo polu

Kādi vēl eksperimenti var būt? Ja jūs jau esat pietiekami daudz spēlējis ar ūdeņradi un skābekli, turpināsim citu eksperimentu. Tas ir interesantāk, it īpaši mājas pētniekiem. Tas ir interesanti ar to, ka ir iespējams to ne tikai redzēt, bet arī saost. Iepriekšējā pieredzē mēs saņēmām skābekli un ūdeņradi, kas, manuprāt, nav īpaši iespaidīgi. Un citā eksperimentā mēs iegūstam divas vielas (starp citu, noderīgas ikdienas dzīvē). eksperimenta sākumā pārtrauciet iepriekšējo eksperimentu un nosusiniet elektrodus. Tagad paņemiet galda sāli (kuru parasti lietojat virtuves telpā) un izšķīdiniet to ūdens masā. Šajā gadījumā ne mazums. Patiesībā pienācīgs sāls daudzums ir vienīgais, kas otro pieredzi padara atšķirīgu no pirmās. Pēc sāls izšķīdināšanas jūs varat nekavējoties atkārtot eksperimentu. Tagad notiek cita reakcija. Uz laba elektroda tagad izdalās nevis skābeklis, bet gan hlors. Un negatīvā gadījumā izdalās arī ūdeņradis. Kas attiecas uz stiklu, kurā atrodas sāls šķīdums, tajā pēc ilgstošas ​​elektrolīzes paliek nātrija hidroksīds. Šī ir pazīstamā kaustiskā soda, sārmi.

Hlors, jūs to varēsiet saost. Bet, lai panāktu vislabāko efektu, es iesaku ņemt vismaz 12 V spriegumu. Pretējā gadījumā jūs, iespējams, nejūtat aromātu. Sārmu klātbūtni (pēc ļoti ilgas elektrolīzes) stiklā var pārbaudīt vairākos veidos. Visvienkāršākais un vardarbīgākais ir iebāzt roku glāzē. Etniskā zīme saka, ka, ja sākas dedzinoša sajūta, glāzē ir sārmi. Gudrāks un atšķirīgāks veids ir lakmusa papīrs. Ja jūsu skola ir tik nabadzīga, ka tā pat nespēj iegūt lakmusu, jums palīdzēs ērti rādītāji. Viens no šiem, kā saka, var kalpot kā biešu sulas piliens ?? Bet ir pilnīgi iespējams šķīdumā vienkārši pilināt nedaudz tauku. Cik es zinu, vajadzētu veikt pārziepošanu.

Ļoti ziņkārīgajiem es aprakstīšu, kas patiesībā notika eksperimentu laikā. Pirmajā eksperimentā elektriskās strāvas ietekmē notika līdzīga reakcija: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 Abas gāzes dabiski peld no ūdens uz virsmu. Starp citu, peldošās gāzes var notvert. Vai spēsi to izdarīt pats?

Citā eksperimentā reakcija bija pilnīgi atšķirīga. To ierosināja arī elektriskā strāva, bet tagad ne tikai ūdens, bet arī sāls darbojās kā reaģenti: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 Paturiet prātā, ka reakcijai jānotiek ūdens pārpalikumā. Lai uzzinātu, kāds sāls daudzums tiek uzskatīts par vislielāko, varat to saskaitīt no iepriekš minētās reakcijas. Varat arī domāt par to, kā uzlabot ierīci vai kādus citus eksperimentus var veikt. Patiešām, iespējams, ka nātrija hipohlorītu var iegūt elektrolīzes ceļā. Laboratorijas apstākļos vairumā gadījumu to iegūst, gāzveida hloru izlaižot caur nātrija hidroksīda šķīdumu.

Ūdens attīrīšana ar tiešas elektrolīzes palīdzību

Kad ūdens iziet cauri elektrolizatoram, elektriskās strāvas iedarbības rezultātā veidojas īpaši savienojumi.Ar viņu palīdzību ūdeni var dezinficēt tā plūsmas laikā. Šī ūdens dezinfekcijas tehnoloģija, neizmantojot reaģentus, šodien ir visdaudzsološākais virziens.

Zinātniskais pamatojums.

Ūdens attīrīšana, veicot tiešu elektrolīzi, izlaižot elektrisko strāvu, izraisa elektroķīmiskās reakcijas. Tādējādi ūdenī veidojas jaunas vielas. Izmaiņas notiek arī starpmolekulāro mijiedarbību struktūrā.

Vides priekšnoteikumi.

Elektrolīzes laikā oksidanti veidojas tieši no ūdens, un to papildu ievadīšana nav nepieciešama.

Ekonomiskie priekšnoteikumi.

Dabisko ūdeni var apstrādāt, veicot tiešu elektrolīzi, izmantojot barošanas bloku un elektrolizatoru. Dozēšanas sūkņi, reaģenti šajā gadījumā nav vajadzīgi. Veicot dabiskā ūdens tiešu elektrolīzi, elektrības patēriņš ir aptuveni 0,2 kW / m³.

Normatīvie priekšnoteikumi.

SNiP 2.04.02-84 iesaka ūdeni dezinficēt ar tiešu elektrolīzi, ja ūdenī ir vismaz 20 mg / l hlorīdu. Turklāt tā cietība tiek izteikta ne vairāk kā 7 mg-ekv./l. Šādu apstrādi var veikt stacijas, kuru jauda ir 5000 m³ dienā.

Ūdens attīrīšana un dezinfekcija, veicot tiešu elektrolīzi

Tiešā elektrolīze ir ideāla ūdens dabīgai attīrīšanai. Šī procesa laikā veidojas vairāki oksidētāji, piemēram, ozons un skābeklis. Jebkurā dabīgā ūdenī ir hlorīdi dažādās pakāpēs, tāpēc tiešās elektrolīzes laikā rodas brīvs hlors.

Elektrolīzes rūpnīcu pamatā ir modularitāte. Elektrolīzes iekārtu jaudu var palielināt, palielinot moduļu skaitu. Moduļi ar ietilpību 5 vai 12 kg aktīvā hlora dienā ir ļoti pieprasīti. Moduļi ar ietilpību no 20 līdz 50 kg aktīvā hlora dienā tiek izmantoti objektos ar lielāku jaudu.

Ūdens elektrolīzi papildina virkne elektroķīmisko reakciju, kā rezultātā oksidētāji tiek sintezēti ūdenī. Ūdens elektrolīzes galvenās reakcijas ir skābekļa O2 un ūdeņraža H2, kā arī hidroksīda jonu OH¯ veidošanās:

pie anoda 2H2O → O2 ↑ + 4H + + 4e− (1)

pie katoda 2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OH¯ (2)

Ūdens elektrolīzes laikā veidojas arī ozons O3 un ūdeņraža peroksīds H2O2:

pie anoda 3H2O → O3 ↑ + 6e− + 6H + (3)

pie katoda 2H2O + O2 + 2e− → H2O2 + 2OH− (4)

Hlorīdu klātbūtnē ūdens elektrolīzes laikā rodas izšķīdis hlors:

pie anoda 2Cl– → Cl2 + 2e– (5)

Izšķīdis hlors Cl2, reaģējot ar ūdeni un hidroksīda jonu, veido hipohlorskābi HClO:

Cl2 + H2O → HClO + H + + Cl¯ (6)

Cl2 + OH¯ → HClO + Cl¯ (7)

Hipohlorskābes HClO sadalīšanās ūdenī izraisa hipohlorīta jonu veidošanos:

HOCl ↔ H + + OCl¯ (8)

No iepriekšminētajām reakcijām izriet, ka ūdens elektrolīzes laikā tiek veidoti vairāki oksidētāji:

skābeklis O2,

ozons O3,

ūdeņraža peroksīds H2O2,

hipohlorīta jons OCl¯.

OH radikāļu, H2O2 un O3 parādīšanās ūdens elektrolīzes laikā noved pie citu spēcīgu oksidantu veidošanās, piemēram, O3¯, O2¯, O¯, HO2, HO3, HO4 utt.

Krasnodara ražo šo aprīkojumu pēc šādiem principiem:

• funkcionalitāte. Visas iekārtas un katra vienība veic galveno uzdevumu iegūt reaģentu;
• vides drošība, izmantojot elektrolīzes iekārtas salīdzinājumā ar gāzveida hloru. Drošs apkalpojošā personāla darbs;
• ērta lietošana, tāpēc ar šo aprīkojumu var strādāt pat personāls ar vidējo izglītību;
• uzticamība. Lielāko daļu plastmasas materiālu izmanto iekārtu ražošanai. Sūkņus un citas mehāniskās vienības neizmanto;
• rentabilitāte. Nātrija hipohlorīta iegūšanas elektrolīzes izmaksas ietver iekārtas elektrības, sāls, ūdens izmaksas. Tajā ietilpst arī aprīkojuma profilaktiskās apkopes izmaksas. Īpaša ūdens attīrīšana, piemēram, tās dekarbonizācija, nav nepieciešama.Kopā ar hipohlorītu tas tiek atgriezts ūdenī, kas tiek ārstēts. Tas ļauj vispār neņemt vērā ūdens izmaksas. Tā kā procesā tiek izmantots parasts un nerafinēts sāls, tas arī gandrīz neko nemaksā;
• efektivitāte nozīmē zemākās izmaksas gala rezultāta iegūšanā. Šī instalācija ļauj pirmajās 2 stundās iegūt nātrija hipohlorītu ar koncentrāciju 5 g aktīvā hlora 1 litrā;
• pārredzamība. Caurspīdīga plastmasa ļauj novērot sintēzes procesu un elektrodu paketes stāvokli. Svarīgu hidraulisko sakaru ražošanai tiek izmantoti arī materiāli ar augstu caurspīdīgumu.