1 Общая информация об электролизере

Электролизная установка – устройство для электролиза, требующее наружный энергоисточник, конструктивно состоящее из нескольких электродов, которые помещены в заполненную электролитом емкость. Также такая установка может называться устройством для расщепления воды.

В схожих агрегатах главным техническим параметром является производительность, которая значит объем вырабатываемого водорода за час и измеряется в м³/ч. Стационарные агрегаты несут этот параметр в наименовании модели, к примеру, мембранная установка СЭУ-40 производит за час 40 куб. м водорода.

Общая схема электролизера смотрится так.

Эта модель не подходит для настоящей каждодневной эксплуатации. Но проверить идею удалось.

Итак для электродов я решил применить графит. Красивый источник графита для электродов это токосъемник троллейбуса. Их много валяется на конечных остановках. Необходимо держать в голове, что один из электродов будет разрушаться.

Пилим и дорабатываем ратфилем. Интенсивность электролиза находится в зависимости от силы тока и площади электродов.

К электродам прикрепляются провода. Провода должны быть кропотливо изолированы.

Для корпуса модели электролизера полностью подходят пластмассовые бутылки. В крышке делаются дырки для трубок и проводов.

Все кропотливо промазывается герметиком.

Для соединения 2-ух ёмкостей подходят отрезанные горлышки бутылок.

Их нужно соединить вкупе и оплавить шов.

к меню ↑

9 Методы получения водорода

Водород – газообразный элемент без цвета и аромата с плотностью 1/14 по отношению к воздуху. В свободном состоянии он встречается изредка. Обычно водород соединен с другими хим элементами: кислородом, углеродом.

Получение водорода для промышленных нужд и энергетики проводится несколькими способами. Самыми пользующимися популярностью числятся:

• электролиз воды;
• способ концентрирования;
• низкотемпературная конденсация;
• адсорбция.

Выделить водород можно не только лишь из газовых либо аква соединений. Добыча водорода делается при воздействии на дерево и уголь высочайшими температурами, также при переработке биоотходов.

Атомный водород для энергетики получают, используя методику тепловой диссоциации молекулярного вещества на проволоке из платины, вольфрама или палладия. Ее нагревают в водородной среде под давлением наименее 1,33 Па. Также для получения водорода употребляются радиоактивные элементы.

к меню ↑

9.1 Электролизный способ

Принцип деяния электролизного генератора водорода

• доступность сырья;
• получение элемента под давлением;
• возможность автоматизации процесса из-за отсутствия передвигающихся частей.

Процедура расщепления воды электролизом обратен горению водорода. Его сущность в том, что под воздействием неизменного тока на электродах, опущенных в аква раствор электролита, выделяются кислород и водород.

Дополнительным преимуществом считается получение побочных товаров, владеющих промышленной ценностью. Так, кислород в большенном объеме нужен для катализации технологических процессов в энергетике, чистки земли и водоемов, утилизации бытовых отходов. Томная вода, получаемая при электролизе, в энергетике употребляется в атомных реакторах.

Этот метод основан на выделении элемента из содержащих его газовых консистенций. Так, большая часть производимого в промышленных объемах вещества, извлекается при помощи паровой конверсии метана. Добытый в этом процессе, водород употребляют в энергетике, в нефтеочистительной, ракетостроительной промышленности, также для производства азотных удобрений. Процесс получения H2 производят различными методами:

• короткоцикловым;
• криогенным;
• мембранным.

Последний метод считается более действенным и наименее накладным.

Эта методика получения H2 заключается в сильном охлаждении газовых соединений под давлением. В итоге они трансформируются в двухфазную систему, которая потом делится сепаратором на жидкое составляющее и газ. Для остывания используют водянистые среды:

• воду;
• сжиженный этан либо пропан;
• водянистый аммиак.

Эта процедура не так ординарна, как кажется. Чисто поделить углеводородные газы за раз не получится. Часть компонент уйдет с газом, забираемым из сепарационного отсека, что не экономно. Решить делему можно глубочайшим остыванием сырья перед сепарацией. Но это просит огромных энергозатрат.

В современных системах низкотемпературных конденсаторов дополнительно предусмотрены колонны деметанизации или деэтанизации. Газовую фазу выводят с последней сепарационной ступени, а жидкость направляется в ректификационную колонну с потоком сырого газа после термообмена.

к меню ↑

9.2 Метод адсорбции

Во время адсорбции для выделения водорода употребляют адсорбенты – твердые вещества, всасывающие нужные составляющие газовой консистенции. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, силикатный гель, цеолиты. Для воплощения этого процесса используют особые аппараты – циклические адсорберы либо молекулярные сита. При реализации под давлением этот способ позволяет извлекать 85-процентный водород.

Если ассоциировать адсорбцию с низкотемпературной конденсацией, можно отметить наименьшую вещественную и эксплуатационную затратность процесса – в среднем, на 30 процентов. Способом адсорбции создают водород для энергетики и с применением растворителей. Таковой метод допускает извлечение 90 процентов H2 из газовой консистенции и получение конечного продукта с концентрацией водорода до 99,9%.

Одним из бессчетных физико-химических процессов, нашедших обширное применение, как в индустрии, так и в быту, является электролиз – выделение на поверхностях присоединенных к источнику тока электродов, помещенных в раствор либо расплав, их составляющих (незапятнанного металла – алюминия меди, газа и т.д.). Основной установкой, снутри которой протекает данный процесс, является электролизер.

к меню ↑

10 Самостоятельное изготовка электролизера

Водородный генератор для отопления личного дома

Сделать электролизер своими руками может каждый человек. Для процесса сборки самой обычный конструкции потребуются нижеследующие материалы:

• лист нержавейки (безупречные варианты – забугорная AISI 316L либо российская 03Х16Н15М3);
• болты М6×150;
• шайбы и гайки;
• прозрачная трубка – можно использовать водяной уровень, который употребляется в строй целях;
• несколько штуцеров типа «елочка» с наружным поперечником 8 мм;
• контейнер из пластика объемом 1,5 л;
• маленький фильтрующий проточную воду фильтр, к примеру, фильтр для стиральных машин;
• оборотный аква клапан.

к меню ↑

11 Электролизер для получения водорода: чертежи, схема

Разглядим, как можно сделать сильную газовую горелку, работающую от консистенции водорода с кислородом. Схему такового устройства можно поглядеть на рисунке.

к меню ↑

12 Создание опытнейшего эталона

Чтоб вы сообразили, с чем имеете дело, для начала предлагаем собрать простой генератор по производству водорода с наименьшими затратами. Конструкция самодельной установки изображена на схеме.

Из чего состоит простой электролизер:

• реактор – стеклянная или пластмассовая емкость с толстыми стенами;
• железные электроды, погружаемые в реактор с водой и присоединенные к источнику электропитания;
• 2-ой резервуар играет роль водяного затвора;
• трубки для отвода газа HHO.

Механизм работы электролизера последующий:

1. К двум электродам, погруженным в воду, подводится напряжение, лучше от регулируемого источника. Для улучшения реакции в емкость добавляется мало щелочи или кислоты (в домашних критериях – обыкновенной соли).
2. В итоге реакции электролиза со стороны катода, присоединенного к «минусовой» клемме, станет выделяться водород, а около анода – кислород.
3. Смешиваясь, оба газа по трубке поступают в гидрозатвор, выполняющий 2 функции: отделение водяного пара и недопущение вспышки в реакторе.
4. Из 2-ой емкости гремучий газ ННО подается на горелку, где сжигается с образованием воды.

Чтоб своими руками сделать показанную на схеме конструкцию генератора, будет нужно 2 стеклянных бутылки с широкими горлышками и крышками, мед капельница и 2 10-ка шурупов. Полный набор материалов продемонстрирован на фото.

Из особых инструментов будет нужно клеевой пистолет для герметизации пластмассовых крышек. Порядок производства обычный:

1. Плоские древесные палочки скрутите шурупами, располагая их концами в различные стороны. Спаяйте головки саморезов меж собой и подсоедините провода – получите будущие электроды.
2. Проделайте отверстие в крышке, просуньте туда разрезанный корпус капельницы и провода, потом герметизируйте с 2 сторон клеевым пистолетом.
3. Расположите электроды в бутылку и завинтите крышку.
4. Во 2-ой крышке просверлите 2 отверстия, воткните трубки капельниц и накрутите на бутылку, заполненную обыкновенной водой.

Для пуска генератора водорода налейте в реактор подсоленную воду и включите источник питания. Начало реакции ознаменуется возникновением пузырьков газа в обеих емкостях. Отрегулируйте напряжение до рационального значения и подожгите газ Брауна, выходящий из иглы капельницы.

к меню ↑

13 Самодельный водородный генератор: пошаговая аннотация

Изготовка водородного генератора можно произведет в домашних критериях, но для этого будут необходимы чертежи и пошаговая аннотация всего процесса. Схема электролизера очень ординарна (ее можно глядеть в вебе), потому каких-то специфичных материалов фактически не пригодится.

Для сотворения самодельного генератора водорода нам пригодятся некие инструменты и материалы: пластмассовый контейнер либо полиэтиленовая канистра с крышкой, прозрачная трубка длиной 1м, с поперечником 8 мм, болты, гайки, силиконовый герметик, лист нержавейки, 3 штуцера, оборотный клапан, фильтр, ножовка по металлу, гаечные ключи и ножик.

Собрав все это, можно приступать к его изготовлению. Сборка осуществляется по чертежам, которые можно отыскать в вебе либо же заказать у спеца.

Аннотация производства:

• Из листа нержавейки вырезаем 16 схожих пластинок.
• Сверлим отверстие в одном из углов. Угол должен быть схожим у всех 16.
• Обратный угол непременно спиливаем.
• Устанавливаем пластинки попеременно на приготовленные болты, изолируя их шайбами и полиэтиленовыми трубками. Они не должны контактировать меж собой.
• Стягиваем всю конструкцию гайками, выходит батарея.
• Крепим данную конструкцию в пластиковую емкость, отверстия смазать герметиком.
• Просверливаем отверстия в крышке, обрабатываем их так же силиконом, потом вставляем штуцера.

Самодельный кислородный гидролизер готов. Сейчас его только необходимо проверить на работоспособность. Для этого необходимо заполнить емкость водой до болтов крепления и закрыть ее крышкой. Одеваем на один из 3-х штуцеров шланг из целофана, а 2-ой его жеребцов опускаем в отдельную емкость, заполненную так же водой. К болтам необходимо подключить электричество, если на поверхности появились пузырьки, означает, генератор работает и выделяет водород. После такового подключения и проверки, воду сливаем, а потом заливаем в емкость готовый щелочной электролит, чтоб получить больше выделяемого газа.

к меню ↑

16 Будьте аккуратны

к меню ↑

17 Модели промышленных электролизеров

У углеродных анодов (а графит — это аллотоп углерода) — есть значимый недочет — при проведении реакции они выбрасывают в атмосферу углекислый газ, тем загрязняя ее. В текущее время в особенности животрепещуща разработка инертного анода, на данный момент данную технологию тестирует узнаваемый производитель алюминия. Сущность ее в том, что для употребляется не вступающий в реакции безуглеродный анод, и как побочный продукт в атмосферу выделяется не углекислый газ, а незапятнанный кислород.

Данная разработка значительно увеличивает экологичность производства, но пока она находится на шаге тестирования.

Невзирая на огромное обилие электролитов, электродов, электролизеров, имеются общие задачи технического электролиза. К ним следует отнести перенос зарядов, тепла, массы, рассредотачивание электронных полей. Для ускорения процесса переноса целенаправлено наращивать скорости всех потоков и использовать принудительную конвекцию. Электродные процессы могут контролироваться методом измерения предельных токов.

к меню ↑

18 Главные моменты технологии «ПОМ» (PEM)

Электролизёр на протонобменной мембране предназначен для преодоления недочетов, обусловленных:

• частичной нагрузкой,
• низким потенциалом тока,
• плотностью водорода,
• работой при низком давлении.

Все эти задачи свойственны для работы щелочных электролизёров. Разработка электролиза с применением протонобменной мембраны видится весомым процессом в производстве водорода, предназначенного под внедрение в качестве энергоэлемента.

Электролиз протонобменной мембраной предлагает ускоренное динамическое время отклика, расширенный рабочий спектр, высочайший процент рабочей эффективности и чистоту газа на выходе (99,999%).