Elektrolyzéry sú zariadenia na výrobu čistých chemických prvkov prechodom elektrického prúdu cez tekutý elektrolyt. V priemysle sa používajú na výrobu kovov elektrochemickým zrážaním. Doma sa elektrolyzéry používajú na výrobu Brownovho plynu, zmesi vodíka a kyslíka rozdelením vody. Na spustenie procesu vyžaduje inštalácia externý zdroj energie.
Princíp činnosti elektrolytickej jednotky
Znalosť zariadenia a princípu fungovania najjednoduchšej inštalácie pre elektrolýzu, mnohí boli ešte v škole na hodinách fyziky. Umiestnením dvoch elektród do soľného roztoku a prechodom jednosmerného prúdu cez neho sa na jednej strane objaví čistý kov a na druhej strane sa začne vyvíjať plyn.
Rastliny určené na výrobu vodíka vyžadujú silné elektrické pole, aby prerušili atómové väzby. Na uľahčenie postupu sa do vody pridá alkalický katalyzátor. Používajú sa hlavne hydroxid sodný alebo hydroxid sodný.
Hydroxid sodný sa nachádza v čistiacich prostriedkoch Mole a Mr. Muscle. A okrem jedlej sódy môžete použiť aj hydroxid sodný.
V dôsledku chemických reakcií zaberá katalyzátor podstatnú časť práce. Hydroxidové ióny sú priťahované k pozitívnej elektróde. Sodík na záporný potenciál a uvoľnené molekuly vodíka voľne vychádzajú z kvapaliny.
Použitie elektrolyzérov
Neustále zvyšovanie cien energie umožnilo nový prístup k elektrolytickým procesom. Boli vyvinuté rôzne druhy rastlín na výrobu:
- hliník;
- atóm chlóru;
- vodík pre plazmové rezacie a zváracie zariadenia.
Tieto zariadenia tiež pracujú ako súčasť jednotiek, ktoré čistia a dezinfikujú pitnú vodu a vodu z bazénov, ako prísada do paliva pre automobily, čo umožňuje plné využitie potenciálu uhľovodíkov. Vodík horí oveľa skôr ako benzín. Benzín už nie je zapaľovaný iskrou, ale plameňom, ktorý zvyšuje silu vyvíjanú na piest motora stroja.
Niektorí remeselníci používajú elektrolýzu vody doma na vykurovanie miestností. Je však potrebné poznamenať, že náklady na vzniknutý horľavý vodík výrazne prevyšujú cenu rovnakého zemného plynu. Okrem toho teplota spaľovania vodíka je pomerne vysoká a nie každý kov je schopný odolávať dlhodobej expozícii bez zničenia. A použitie žiaruvzdorných materiálov nie je ekonomicky opodstatnené.
Druhy jednotiek
Odlišný prístup k problému umožnil vytvorenie mnohých typov elektrolyzérov, medzi ktoré patria:
suché;- mokrá;
- prietok;
- membrána;
- bránice;
- zásadité.
V suchých modeloch sa sada plochých elektród používa na pripojenie vysokonapäťového napájacieho zdroja. A to kvôli skutočnosti, že dodávaná energia pre jednu anódu a katódu nie je viac ako 2 V. V dielni je veľa 12 V batérií, takže domáce zariadenie môže mať 6 elektród. Zostavená štruktúra sa umiestni do hermeticky utesneného kontajnera.
Na rozdiel od suchého typu má mokrý model bunky otvorenú kapacitu. Kvôli tomu, čo je potrebné neustále sledovať hladinu elektrolytu.
Prietokový variant sa vyznačuje tým, že k vývoju vodíka dochádza v samostatnej nádrži. Potom sa roztok vráti do hlavnej nádrže s nainštalovanými elektródovými pármi.
Membránový typ sa vyznačuje tým, že úlohu elektrolytu hrá membrána - tuhý elektrolyt. Membrána má dva účely. Prvým je transport iónov. Druhým je separácia produktov elektrochemickej reakcie na fyzikálnej úrovni.
Membránový prístroj sa používa, keď nie je povolená difúzia prvkov. Na výrobu poréznej membrány s použitím:
- keramika;
- azbest;
- sklo;
- polymérová tkanina;
- sklenená vlna.
Výhodné je zariadenie pracujúce na alkalickom roztoku, pretože chlór, ktorý sa považuje za toxickú látku, sa počas reakcie uvoľňuje zo soľných roztokov.
V dôsledku nemožnosti uskutočnenia postupu v destilovanej vode sa zavádza zásaditá prísada. K rozkladu nedochádza kvôli neprítomnosti rozdielne nabitých iónov.
DIY elektrolyzér
Je celkom možné urobiť elektrolyzér na výrobu vodíka vlastnými rukami. Pred začatím výroby zariadenia je potrebný obvod elektrolyzéra. Na internete ich je veľa a výber správneho nie je zložitý. Na základe zvolenej schémy si kresby elektrolyzéra urobíte sami.
Potom musíte vybrať materiály na výrobu prvkov. Najlepšia voľba pre výrobu dosiek je z nehrdzavejúcej ocele triedy 03X16H15M3. označenie podľa zahraničných noriem AISI 316 L. Je odolný proti korózii pôsobením vody a alkálií.
Je potrebné vyrábať diely v množstve 16 kusov. Môžu byť umiestnené na oceľovom štvorci s rozmermi 500 × 500 mm. Po označení môžu byť rezané nožnicami na kov, ak to hrúbka kovu umožňuje, alebo brúskou.
Na každom prvku je potrebné vyrezať jeden roh a na opačnej strane vyvŕtať otvor, ktorého priemer sa musí zhodovať s priemerom spojovacej skrutky.
Zostavenie balenia doštičiek sa vykonáva v nasledujúcom poradí: pozitívny - negatívny - pozitívny - negatívny atď. Táto sekvencia poskytuje vysokú prúdovú hustotu.
Izolácia dosiek medzi sebou je uskutočnená nevodivou PVC alebo silikónovou trubicou. Rezá sa pozdĺžne a jeho hrúbka je 1 mm. Potom sú z nej odrezané štvorce a vyvŕtané diery. Na intenzívnu výrobu plynu stačí jeden milimeter.
Zostavená štruktúra sa umiestni do plastovej nádoby s požadovaným objemom s hermeticky utesneným vekom. Ak dlhé skrutky neumožňujú hladkú inštaláciu, mali by byť odrezané a matice pevne dotiahnuté. Otvory sa vŕtajú do veka, v ktorom sú pripevnené kovania. Na zabezpečenie tesnosti sa používa silikónový tmel.
Pred pripojením zdroja energie je potrebné vypočítať dodávané napätie. Jeho hodnota je úmerná ploche a počtu dosiek. Počas skúšobnej prevádzky s nedostatočným výkonom je badateľný pohyb tekutiny. V budúcnosti by ste mali postupne zvyšovať spotrebu energie, aby ste prešli do prevádzkových režimov.
Ak nemáte zdroj jednosmerného prúdu, môžete nezávisle vytvoriť silný usmerňovací obvod. Na to budete potrebovať :
- rezistory, kOhm - 2, 7, 3, 10, 15, 30;
- diódy - D232, D226B, D814B;
- tranzistory - MP26B, P308;
- kondenzátor, mikrofarad - 0, 5;
- tyristor - KU202N;
- variabilný odpor, kOhm - 3 … 22;
- ampérmeter.
Na záver je potrebné poznamenať, že elektrolýza v domácnosti je dostupným spôsobom, ako získať vodíkové palivové prísady do domácnosti a do auta. Pripojenie domácej inštalácie nespôsobuje problémy. Môže pracovať od jednosmerného a striedavého prúdu, ale cez usmerňovač.