Ūdeņradis no alumīnija un ūdens. Kā ražot ūdeņradi no ūdens Ūdeņraža iegūšana no alumīnija ar elektrolīzes palīdzību

"Ūdeņradis tiek ģenerēts tikai tad, kad tas ir nepieciešams, tāpēc jūs varat saražot tikai tik daudz, cik jums nepieciešams," Vudalls paskaidroja universitātes simpozijā, aprakstot atklājuma detaļas. Tehnoloģiju, piemēram, var izmantot kopā ar maziem iekšdedzes dzinējiem dažādos lietojumos, piemēram, pārnēsājamos avārijas ģeneratoros, zāles pļāvējos un zāģos. Teorētiski to var izmantot vieglajām un kravas automašīnām.

Ūdeņradis izdalās spontāni, pievienojot ūdeni lodītēm, kas izgatavotas no alumīnija un gallija sakausējuma. "Šajā gadījumā alumīnijs karbīdā reaģē ar ūdeni, atdalot skābekli no tā molekulām," komentē Vudalls. Attiecīgi atlikušais ūdeņradis tiek izlaists apkārtējā telpā.

Gallija klātbūtne ir būtiska reakcijas norisei, jo tas novērš oksīda plēves veidošanos uz alumīnija virsmas tā oksidēšanas laikā. Šī plēve parasti novērš turpmāku alumīnija oksidēšanos, darbojoties kā barjera. Ja tā veidošanās tiek traucēta, reakcija turpināsies, līdz tiek patērēts viss alumīnijs.

Vudalls atklāja procesu ar šķidru alumīnija-gallija sakausējumu 1967. gadā, strādājot pusvadītāju rūpniecībā. "Es tīrīju tīģeli, kurā bija gallija un alumīnija sakausējums," viņš stāsta. "Kad pievienoju ūdeni, atskanēja skaļš blīkšķis. Pēc tam es aizgāju uz laboratoriju un pavadīju vairākas stundas, pētot, kas īsti notika.

“Gallijs ir nepieciešama sastāvdaļa, jo tas kūst zemā temperatūrā un izšķīdina alumīniju, kas ļauj tam reaģēt ar ūdeni. Vudalls skaidro. "Tas bija negaidīts atklājums, jo ir labi zināms, ka cietais alumīnijs nereaģē ar ūdeni."

Reakcijas galaprodukti ir gallijs un alumīnija oksīds. Ūdeņraža sadegšana noved pie ūdens veidošanās. "Tādā veidā netiek radītas toksiskas emisijas," saka Vudalls. "Ir arī svarīgi atzīmēt, ka gallijs nepiedalās reakcijā, tāpēc to var pārstrādāt un izmantot vēlreiz. Tas ir svarīgi, jo šis metāls tagad ir daudz dārgāks nekā alumīnijs. Tomēr, ja šo procesu sāks plaši izmantot, ieguves rūpniecība varēs ražot lētāku, zemas kvalitātes galliju. Salīdzinājumam, viss mūsdienās izmantotais gallijs ir ļoti attīrīts un galvenokārt tiek izmantots pusvadītāju rūpniecībā.

Woodall saka, ka, tā kā iekšdedzes dzinējos benzīna vietā var izmantot ūdeņradi, šo paņēmienu varētu izmantot automobiļu lietojumos. Tomēr, lai tehnoloģija konkurētu ar benzīna tehnoloģiju, ir jāsamazina alumīnija oksīda atgūšanas izmaksas. "Šobrīd alumīnija mārciņas cena pārsniedz 1 ASV dolāru, tāpēc jūs nevarat iegūt tādu pašu ūdeņraža daudzumu kā benzīns par 3 ASV dolāriem par galonu," skaidro Vudalls.

Tomēr alumīnija izmaksas var samazināt, ja to iegūst no oksīda, izmantojot elektrolīzi, un elektrība tam nāks no vai. Šajā gadījumā alumīniju var ražot uz vietas un nav nepieciešama elektriskā pārvade, samazinot kopējās izmaksas. Turklāt šādas sistēmas var atrasties attālos apgabalos, kas ir īpaši svarīgi, būvējot atomelektrostacijas. Šī pieeja, pēc Vudala domām, samazinās benzīna izmantošanu, mazinās piesārņojumu un atkarību no naftas importa.

"Mēs to saucam uz alumīnija bāzes ūdeņraža jaudu," saka Woodall, "un nebūs grūti pārveidot iekšdedzes dzinējus, lai tie darbotos ar ūdeņradi. Viss, kas jums jādara, ir nomainīt viņu degvielas sprauslu pret ūdeņraža sprauslu.

Sistēmu var izmantot arī degvielas elementu darbināšanai. Šajā gadījumā tas jau var konkurēt ar benzīna dzinējiem – pat ar mūsdienu augstajām alumīnija izmaksām. "Degvielas šūnu sistēmas ir 75% efektīvas, salīdzinot ar 25% iekšdedzes dzinējiem," saka Woodall. "Tātad, tiklīdz tehnoloģija būs plaši pieejama, mūsu ūdeņraža ekstrakcijas tehnika būs ekonomiski dzīvotspējīga."

Zinātnieki uzsver alumīnija vērtību enerģijas ražošanā. "Lielākā daļa cilvēku neapzinās, cik daudz enerģijas tajā ir," skaidro Vudalls. "Katra mārciņa (450 grami) metāla var saražot 2 kWh, sadedzinot atbrīvoto ūdeņradi, un tikpat daudz enerģijas siltuma veidā. Tādējādi vidējais auto ar bāku, kas piepildīts ar alumīnija sakausējuma bumbiņām (apmēram 150 kg), varēs nobraukt aptuveni 600 km, un tas maksās 60 dolārus (ar pieņēmumu, ka alumīnija oksīds pēc tam tiks pārstrādāts). Salīdzinājumam, ja es piepildīšu tvertni ar benzīnu, es saņemšu 6 kWh par mārciņu, kas ir 2,5 reizes vairāk enerģijas no mārciņas alumīnija. Citiem vārdiem sakot, man būtu nepieciešams 2,5 reizes vairāk alumīnija, lai iegūtu tādu pašu enerģijas daudzumu. Tomēr svarīgi ir tas, ka es pilnībā izslēdzu benzīnu un tā vietā izmantoju lētu vielu, kas pieejama ASV.

Bet kā no zinātniskā viedokļa no šādiem atkritumiem var iegūt enerģiju? Viens autors nolēma šo eksperimentu atkārtot, un tas izrādījās diezgan labi. Kas aiz tā visa slēpjas? Viss patiesībā ir ļoti vienkārši, enerģiju iegūsim no alumīnija, iegūstot no tā ūdeņradi. To var izdarīt dažādos veidos; alumīnijs ir diezgan nestabils metāls, ja tā oksīda plēve tiek iznīcināta. Tajā pašā laikā tas sāk atbrīvot ūdeņradi, vienkārši saskaroties ar gaisu. Skābes un citas vielas var izmantot, lai iznīcinātu oksīda plēvi. Piemēram, jūs varat vienkārši noskrāpēt alumīniju ar adatu zem dzīvsudraba piliena, un šajā vietā oksīda plēve tiks iznīcināta.

Kāpēc eksperimenta laikā būs nepieciešama Coca-Cola, uzzināsi no raksta;)

Izmantotie materiāli un instrumenti

Materiālu saraksts:
- šļūtenes;
- dēļi;
- plastmasas pudeles;
- divtaktu dzinējs;
- Līdzstrāvas motors 12V;
- 12V akumulators;
- (neobligāti);
- plastmasas tvertne;
- manometrs;
- metāla skavas;
- metāla caurules gabals;
- aukstā metināšana;
- Aktivētā ogle;
- ūdens;
- plāns lokšņu tērauds;
- pašvītņojošas skrūves.

Ķīmiskajai reakcijai: alumīnijs, Coca-Cola, nātrija hidroksīds.

Rīku saraksts:
- šķēres;
- skrūvgriezis;
- metāla zāģis;
- ;
- atslēgas, skrūvgrieži un citi sīkumi.

Sāksim montēt ierīci:

Pirmais solis. Teorija
Lieta ir šāda: paņemiet Coca-Cola un pievienojiet tai nātrija hidroksīdu. Coca-Cola satur fosforskābi, un, reaģējot ar nātrija hidroksīdu, rodas viela nātrija ortofosfāts, kā arī ūdens. Tātad, ja nātrija ortofosfātam pievienojat alumīniju, rodas spēcīga reakcija ar ūdeņraža izdalīšanos, kas mums ir nepieciešams.

Mums atliek tikai pielāgot tvertnes reakcijai, kā arī uzstādīt filtrus un ūdeņraža patērētāju, kas ir iekšdedzes dzinējs.

Dzinējam jābūt gatavam darbam ar gāzi. Šim nolūkam mums ir nepieciešama neliela plastmasas pudele. Mēs izgriezām caurumus vāciņā skrūvēm un izveidojam ienākošo caurumu karburatoram. Mēs pievienojam karburatoram vāku. Nogrieziet pudeles dibenu un tā vietā uzlieciet sūkli vai kaut ko līdzīgu, kas kalpos kā filtrs.

Pudelē izveidojiet caurumu pie ieejas karburatorā un uzstādiet gāzes padeves šļūteni.

Ģenerators un dzinēja vārpstas ir savienotas, izmantojot gumijas šļūtenes gabalu. Lai būtu drošībā, varat ievietot plānāku šļūteni biezākā. Mēs visu šo lietu salabojam ar metāla skavām.

Pēc tam varat mēģināt iedarbināt dzinēju. Izsmidziniet gaisa filtru ar palaišanas šķidrumu un pieslēdziet dzinējam spriegumu, lai pagrieztu dzinēju. Neaizmirstiet par aizdedzi un griešanās virzienu.

Reakcija izdala tik daudz siltuma, ka ūdens sāk vārīties. Lai no tā izvairītos, autors kannu pārlej ar aukstu ūdeni.

Kamēr visa pasaule attīsta kurināmā elementus un runā par nākotnes ūdeņraža enerģiju, skeptiķi nepagurst atkārtot, ka cilvēcei joprojām nav lēta ūdeņraža ražošanas veida. Mūsdienu ražošanas metode ir ūdens elektrolīze, taču, lai to īstenotu globālā mērogā, būs nepieciešams daudz elektroenerģijas.

Cilvēce savas galvenās cerības liek uz kodolsintēzes projektu, kam vajadzētu pavērt cilvēkiem neizsmeļamu enerģijas avotu, taču neviens vēl nav uzņēmies prognozēt datumu, kad pirmais tokamaks tiks nodots ekspluatācijā. Turklāt zinātnieki mēģina pielāgot baktērijas, lai ražotu ūdeņradi no pārtikas un rūpniecības atkritumiem, kā arī cenšas imitēt fotosintēzes procesu, kas augos sadala ūdeni ūdeņradī un skābeklī. Visas šīs metodes joprojām ir ļoti tālu no rūpnieciskas ieviešanas.

Šķiet, ka amerikāņu zinātnieki ir iemācījušies ražot ūdeņradi lielos daudzumos, alumīnijam reaģējot ar ūdeni.

Purdue universitātes izstrādātāji ir radījuši jaunu metāla sakausējumu, kas bagātināts ar alumīniju, kas varētu būt ļoti efektīvs ūdeņraža ražošanas procesā. Šī sakausējuma izmantošana cita starpā ir ekonomiski pamatota, un šī metode drīzumā var konkurēt ar modernajiem degvielas veidiem, ko izmanto transporta un enerģētikas nozarēs.

Kā runā Džerijs Vudalls, universitātes profesors un darba iniciators, viņa inovācija varētu atrast pielietojumu visās jomās - no mobilajām enerģijas ražošanas ierīcēm līdz lielām rūpnieciskām iekārtām.

Jaunais sakausējums sastāv no 95% alumīnija, bet atlikušie 5% no kompleksa gallija, indija un alvas sakausējuma. Lai gan gallijs ir ļoti rets un dārgs elements, tā daudzums sakausējumā ir tik mazs, ka sakausējuma izmaksas un jo īpaši tā darbības izmaksas var būt komerciāli izdevīgas.
Kad šo sakausējumu pievieno ūdenim, alumīnijs nonāk oksidācijas reakcijā, kā rezultātā izdalās ūdeņradis un siltumenerģija, un alumīnijs pārvēršas oksīda formā.
2Al + 3H 2 O --> 3H 2 + Al 2 O 3 + Q

No skolas ķīmijas kursa ikvienam būtu jāzina, ka alumīnijs ir ārkārtīgi aktīvs metāls un viegli reaģē ar ūdeni, izdalot ūdeņradi sava oksidēšanās laikā. Tomēr alumīnija izmantošana ikdienas dzīvē un jo īpaši kā ēdiena gatavošanas piederumi ir absolūti droša, jo uz alumīnija virsmas vienmēr ir plāna, bet ļoti izturīga un inerta oksīda plēve Al 2 O 3, kas izraisa alumīnija reakciju. ar ūdeni nav tik vienkārši.

Indija-gallija-alvas sakausējums ir būtiska Woodall tehnoloģijas sastāvdaļa: tas novērš šīs oksīda plēves veidošanos un ļauj alumīnijam kvantitatīvi reaģēt ar ūdeni.

Papildus ūdeņradim vērtīgs reakcijas produkts ir arī siltumenerģija, ko arī var izmantot. Alumīnija oksīdu un inertāku gallija, indija un alvas sakausējumu pēc tam var samazināt zināmā rūpnieciskā procesā, tāpēc slēgts cikls var samazināt enerģijas ražošanas izmaksas iekšzemes izteiksmē līdz mazāk nekā 2 rubļiem uz kilovatstundu.

Ķīmiķu-tehnologu nopelns ir tas, ka viņi ne tikai spēja veikt titānisku darbu, izvēloties alumīnija sakausējuma ķīmisko sastāvu, bet arī iemācījās kontrolēt tā mikrostruktūru, kas ir materiāla funkcionalizācijas atslēga.

Fakts ir tāds, ka metālu maisījums sacietējot neveido viendabīgu cietu šķīdumu metālu kristālisko režģu struktūras atšķirību dēļ, turklāt iegūtajam sakausējumam ir diezgan zema kušanas temperatūra. Rezultātā gala sakausējums veidojas, atdzesējot no kausējuma divu neatkarīgu fāžu maisījuma veidā - alumīnija un gallija, indija un alvas sakausējuma veidā, kas iestrādāts materiāla biezumā mikroskopisku kristalītu veidā.

Tas ir šis divfāžu sastāvs, kas nosaka alumīnija spēju noteiktā sakausējumā reaģēt ar ūdeni normālos apstākļos, un tāpēc tas ir ļoti svarīgs visai tehnoloģijai.

Turklāt, kā izrādās, šo materiālu var iegūt divās dažādās formās atkarībā no izkausētā metālu maisījuma dzesēšanas metodes. Acīmredzot ātras dzesēšanas (rūdīšanas) laikā šķīduma kristāliskajai struktūrai nav laika pārkārtoties, kā rezultātā paraugs pie izejas izrādās gandrīz vienfāzes. Woodall sakausējums šajā formā nereaģē ar ūdeni, kamēr tas nav samitrināts ar izkausētu gallija, indija un alvas maisījumu.

Tomēr, atklājot šāda samitrināta materiāla spēju normālos apstākļos reaģēt ar ūdeni, zinātnieki bija diezgan iedvesmoti un pēc kāda laika atklāja ar alumīniju bagātināta kausējuma spēju kristalizēties pēc lēnas dzesēšanas divfāzu formā. Šāds materiāls spēj reaģēt ar ūdeni, nepiedaloties šķidram gallija, indija un alvas sakausējumam. Zinātnieki uzskata, ka noteicošais faktors, kas novērš oksīda plēves veidošanos uz materiāla virsmas, ir materiālu mikrostruktūra saskarnē starp divām fāzēm, kas veido materiālu.

Šobrīd zinātniekus satrauc tehnoloģiskais uzdevums briketēt to sakausējumu, lai uzlabotu lietošanas ērtumu. Tādējādi alumīnija sakausējuma bloku var ievietot reaktorā, kura izmērus nosaka nepieciešamais ūdeņraža daudzums, un ražot tieši tik daudz ūdeņraža, cik nepieciešams tajā vietā un laikā, kad tas ir nepieciešams. Šāda tehnoloģija, nonākot līdz loģiskam secinājumam, atrisinās vēl divas aktuālas ūdeņraža enerģijas problēmas (papildus faktiskajai ūdeņraža ražošanai no ūdens), proti, ūdeņraža uzglabāšanu un transportēšanu.
Indija, gallija un alvas sakausējums ir inerta sastāvdaļa un nepiedalās reakcijā, tāpēc pēc reakcijas beigām to var izmantot atkārtoti, praktiski bez zudumiem.

Alumīnija oksīds ir arī ļoti ērta viela, lai veiktu elektroķīmisko reducēšanu saskaņā ar Hall-Heroult procesu, ko šobrīd plaši izmanto alumīnija rūpniecībā:
2Al 2O 3 + 3C = 4Al + 3CO 2
Pēc zinātnieku domām, alumīnija atgūšana no oksīda, kas iegūta ūdeņraža ražošanā, ir pat lētāka nekā tā standarta ražošana no boksīta, lai gan pilns cikls no alumīnija uz alumīniju, protams, ir dārgs - zinātnieki nedomāja izveidot mūžīgu. kustības mašīna.

Principā, lai ieviestu Woodall tehnoloģiju, kas vēl nav aprakstīta zinātniskās publikācijās, nav nepieciešami jauni jauninājumi - nepieciešams tikai izveidot infrastruktūru sakausējuma nogādāšanai galalietotājam un organizēt tā atgūšanas procesu, izmantojot urbumus. izstrādāja rūpnieciskas metodes alumīnija metāla ražošanai.

Alumīnijs ir visizplatītākais metāls uz Zemes. Turklāt boksīta rūdu, alumīniju saturošu minerālu, izstrādes blakusprodukts ir gallijs, vērtīgākā Vudala sakausējuma sastāvdaļa.

Pats zinātnieks, kuram iepriekš tika piešķirts augstākais apbalvojums tehnoloģiju jomā Amerikas Savienotajās Valstīs, līdzās tīri ekonomiska rakstura problēmām atzīmē nepieciešamību veikt papildu eksperimentus par kompozīcijas ietekmi un jo īpaši. , mikrostruktūra fāžu saskarnē jaunā materiālā pēc tā īpašībām. Šāds darbs nākotnē var ļaut pāriet uz lētāku un pieejamāku metālu izmantošanu nekā gallijs.

Enerģijas cenu kāpums rosina meklēt efektīvākus, tostarp mājsaimniecību līmenī. Visvairāk amatniekus un entuziastus piesaista ūdeņradis, kura siltumspēja ir trīs reizes lielāka nekā metānam (38,8 kW pret 13,8 uz 1 kg vielas). Šķiet, ka ir zināma ekstrakcijas metode mājās - ūdens sadalīšana ar elektrolīzi. Patiesībā problēma ir daudz sarežģītāka. Mūsu rakstam ir 2 mērķi:

• analizēt jautājumu par to, kā izgatavot ūdeņraža ģeneratoru ar minimālām izmaksām;
• Apsveriet iespēju izmantot ūdeņraža ģeneratoru privātmājas apkurei, automašīnas uzpildei un kā metināšanas iekārtu.

Īsa teorētiskā daļa

Ūdeņradis, pazīstams arī kā ūdeņradis, periodiskās tabulas pirmais elements, ir vieglākā gāzveida viela ar augstu ķīmisko aktivitāti. Oksidācijas (tas ir, sadegšanas) laikā tas izdala milzīgu daudzumu siltuma, veidojot parastu ūdeni. Raksturosim elementa īpašības, formatējot tās tēžu veidā:

Uzziņai. Zinātnieki, kas pirmo reizi atdalīja ūdens molekulu ūdeņradī un skābeklī, sauca maisījumu par sprādzienbīstamu gāzi, jo tai ir tendence eksplodēt. Pēc tam tas saņēma nosaukumu Brauna gāze (pēc izgudrotāja vārda) un tika apzīmēts ar hipotētisku formulu NHO.

No iepriekš minētā izriet šāds secinājums: 2 ūdeņraža atomi viegli savienojas ar 1 skābekļa atomu, taču tie šķiras ļoti negribīgi. Ķīmiskā oksidācijas reakcija notiek ar tiešu siltumenerģijas izdalīšanos saskaņā ar formulu:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (enerģija)

Šeit ir svarīgs punkts, kas mums būs noderīgs turpmākajā pārskatā: ūdeņradis spontāni reaģē no sadegšanas, un siltums tiek atbrīvots tieši. Lai sadalītu ūdens molekulu, būs jāiztērē enerģija:

2H2O → 2H2+O2-Q

Šī ir elektrolītiskās reakcijas formula, kas raksturo ūdens sadalīšanas procesu, piegādājot elektroenerģiju. Kā to īstenot praksē un ar savām rokām izgatavot ūdeņraža ģeneratoru, mēs apsvērsim tālāk.

Prototipa izveide

Lai jūs saprastu, ar ko jums ir darīšana, vispirms mēs iesakām salikt vienkāršu ģeneratoru ūdeņraža ražošanai ar minimālām izmaksām. Pašdarinātas instalācijas dizains ir parādīts diagrammā.

No kā sastāv primitīvs elektrolizators:

• reaktors - stikla vai plastmasas trauks ar biezām sienām;
• metāla elektrodi, kas iegremdēti reaktorā ar ūdeni un savienoti ar strāvas avotu;
• otrā tvertne spēlē ūdens blīvējuma lomu;
• caurules HHO gāzes noņemšanai.

Svarīgs punkts. Elektrolītiskā ūdeņraža iekārta darbojas tikai ar līdzstrāvu. Tāpēc kā strāvas avotu izmantojiet maiņstrāvas adapteri, automašīnas lādētāju vai akumulatoru. Maiņstrāvas ģenerators nedarbosies.

Elektrolīzera darbības princips ir šāds:

Lai ar savām rokām izveidotu diagrammā parādīto ģeneratora dizainu, jums būs nepieciešamas 2 stikla pudeles ar platiem kakliņiem un vāciņiem, medicīniskais pilinātājs un 2 desmiti pašvītņojošo skrūvju. Pilns materiālu komplekts ir redzams fotoattēlā.

Lai noslēgtu plastmasas vākus, speciāliem instrumentiem būs nepieciešams līmes pistole. Ražošanas process ir vienkāršs:

Lai iedarbinātu ūdeņraža ģeneratoru, ielejiet reaktorā sālītu ūdeni un ieslēdziet strāvas avotu. Reakcijas sākums tiks atzīmēts ar gāzes burbuļu parādīšanos abos traukos. Noregulējiet spriegumu līdz optimālajai vērtībai un aizdedziet Brown gāzi, kas izplūst no pilinātāja adatas.

Otrs svarīgais punkts. Nav iespējams pielietot pārāk augstu spriegumu - elektrolīts, uzkarsēts līdz 65 ° C vai vairāk, sāks intensīvi iztvaikot. Lielā ūdens tvaiku daudzuma dēļ degli aizdedzināt nebūs iespējams. Sīkāku informāciju par improvizēta ūdeņraža ģeneratora montāžu un palaišanu skatiet videoklipā:

Par Meiera ūdeņraža šūnu

Ja esat izveidojis un pārbaudījis iepriekš aprakstīto konstrukciju, tad droši vien pēc liesmas degšanas adatas galā pamanījāt, ka instalācijas veiktspēja ir ārkārtīgi zema. Lai iegūtu vairāk detonējošākas gāzes, jāizgatavo nopietnāka ierīce, ko par godu izgudrotājam sauc par Stenlija Meiera šūnu.

Arī elementa darbības princips ir balstīts uz elektrolīzi, tikai anods un katods ir izgatavoti cauruļu veidā, kas ievietoti viens otrā. Spriegums tiek piegādāts no impulsu ģeneratora caur divām rezonanses spolēm, kas samazina strāvas patēriņu un palielina ūdeņraža ģeneratora produktivitāti. Ierīces elektroniskā shēma ir parādīta attēlā:

Piezīme. Ķēdes darbība ir detalizēti aprakstīta resursā http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Lai izveidotu Meyer šūnu, jums būs nepieciešams:

• cilindrisks korpuss, kas izgatavots no plastmasas vai organiskā stikla; amatnieki bieži izmanto ūdens filtru ar vāku un caurulēm;
• nerūsējošā tērauda caurules ar diametru 15 un 20 mm, garums 97 mm;
• vadi, izolatori.

Nerūsējošā tērauda caurules ir piestiprinātas pie dielektriskās pamatnes, un pie tām tiek pielodēti vadi, kas savienoti ar ģeneratoru. Šūna sastāv no 9 vai 11 caurulēm, kas ievietotas plastmasas vai organiskā stikla korpusā, kā parādīts fotoattēlā.

Elementi ir savienoti pēc internetā labi zināmas shēmas, kas ietver elektronisko bloku, Meyer šūnu un ūdens blīvējumu (tehniskais nosaukums - burbulis). Drošības apsvērumu dēļ sistēma ir aprīkota ar kritiskā spiediena un ūdens līmeņa sensoriem. Saskaņā ar mājas amatnieku atsauksmēm šāda ūdeņraža iekārta patērē apmēram 1 ampēru strāvu pie 12 V sprieguma un tai ir pietiekama veiktspēja, lai gan precīzi skaitļi nav pieejami.

Plākšņu reaktors

Augstas veiktspējas ūdeņraža ģenerators, kas spēj nodrošināt gāzes degļa darbību, ir izgatavots no nerūsējošā tērauda plāksnēm ar izmēriem 15 x 10 cm, daudzums - no 30 līdz 70 gab. Tajos tiek izurbti caurumi savilkšanas tapām, un stūrī izgriezts spaile vada savienošanai.

Papildus 316. klases nerūsējošā tērauda loksnēm jums būs jāiegādājas:

• gumija 4 mm bieza, izturīga pret sārmiem;
• gala plāksnes no organiskā stikla vai PCB;
• stieņi M10-14;
• pretvārsts gāzes metināšanas iekārtai;
• ūdens filtrs ūdens blīvēšanai;
• savienojošās caurules no gofrētā nerūsējošā tērauda;
• kālija hidroksīds pulvera veidā.

Plāksnes jāsamontē vienā blokā, izolētas viena no otras ar gumijas starplikām ar izgrieztu vidu, kā parādīts zīmējumā. Cieši piesieniet iegūto reaktoru ar tapām un pievienojiet to caurulēm ar elektrolītu. Pēdējais nāk no atsevišķa konteinera, kas aprīkots ar vāku un slēgvārstiem.

Piezīme. Mēs pastāstām, kā izgatavot caurplūdes (sausā) tipa elektrolizatoru. Vienkāršāk ir ražot reaktoru ar iegremdējamām plāksnēm - nav nepieciešams uzstādīt gumijas blīves, un samontētais bloks tiek nolaists noslēgtā traukā ar elektrolītu.

Turpmākā ģeneratora, kas ražo ūdeņradi, montāža tiek veikta saskaņā ar to pašu shēmu, bet ar atšķirībām:

1. Ierīces korpusam ir pievienots rezervuārs elektrolīta sagatavošanai. Pēdējais ir 7-15% kālija hidroksīda šķīdums ūdenī.
2. Ūdens vietā “burbuļotājā” ielej tā saukto deoksidētāju - acetonu vai neorganisko šķīdinātāju.
3. Degļa priekšā ir jāuzstāda pretvārsts, pretējā gadījumā, vienmērīgi izslēdzot ūdeņraža degli, pretdarbība pārraus šļūtenes un burbuli.

Reaktora barošanai vienkāršākais veids ir izmantot metināšanas invertoru, nav nepieciešams montēt elektroniskās shēmas. Kā darbojas mājās gatavots Brown gāzes ģenerators, mājas amatnieks paskaidro savā video:

Vai ir izdevīgi ražot ūdeņradi mājās?

Atbilde uz šo jautājumu ir atkarīga no skābekļa un ūdeņraža maisījuma piemērošanas jomas. Visi rasējumi un diagrammas, kas publicētas dažādos interneta resursos, ir paredzētas HHO gāzes izlaišanai šādiem mērķiem:

• izmantot ūdeņradi kā degvielu automašīnām;
• bezdūmu ūdeņraža sadedzināšana apkures katlos un krāsnīs;
• izmanto gāzes metināšanas darbiem.

Galvenā problēma, kas noliedz visas ūdeņraža degvielas priekšrocības: elektroenerģijas izmaksas, lai atbrīvotu tīru vielu, pārsniedz enerģijas daudzumu, kas iegūts tās sadegšanā. Lai ko arī apgalvotu utopisko teoriju piekritēji, elektrolīzera maksimālā efektivitāte sasniedz 50%. Tas nozīmē, ka par 1 kW saņemto siltumenerģiju tiek patērēti 2 kW elektroenerģijas. Ieguvums ir nulle, pat negatīvs.

Atcerēsimies, ko rakstījām pirmajā sadaļā. Ūdeņradis ir ļoti aktīvs elements un pats reaģē ar skābekli, izdalot daudz siltuma. Mēģinot sadalīt stabilu ūdens molekulu, mēs nevaram pielietot enerģiju tieši atomiem. Sadalīšana tiek veikta, izmantojot elektrību, no kuras puse tiek izkliedēta, lai sildītu elektrodus, ūdeni, transformatora tinumus utt.

Svarīga pamatinformācija. Ūdeņraža īpatnējais sadegšanas siltums ir trīs reizes lielāks nekā metānam, bet pēc masas. Ja salīdzinām tos pēc tilpuma, tad, sadedzinot 1 m³ ūdeņraža, izdalīsies tikai 3,6 kW siltumenerģijas pretstatā 11 kW metānam. Galu galā ūdeņradis ir vieglākais ķīmiskais elements.

Tagad par degvielu iepriekšminētajām vajadzībām apsvērsim detonējošu gāzi, kas iegūta elektrolīzē paštaisītā ūdeņraža ģeneratorā:

Uzziņai. Lai apkures katlā sadedzinātu ūdeņradi, jums būs rūpīgi jāpārveido dizains, jo ūdeņraža deglis var izkausēt jebkuru tēraudu.

Secinājums

NHO gāzē esošais ūdeņradis, kas iegūts no paštaisīta ūdeņraža ģeneratora, ir noderīgs diviem mērķiem: eksperimentiem un gāzes metināšanai. Pat ja neņemam vērā elektrolizatora zemo efektivitāti un tā montāžas izmaksas kopā ar patērēto elektroenerģiju, vienkārši nepietiek produktivitātes, lai ēku apsildītu. Tas attiecas arī uz vieglās automašīnas benzīna dzinēju.

Ūdeņraža iegūšana no ūdens saskaņā ar formulu H2O + C +e = -H2CO3 un +H, proti, ūdens ogles enerģija, piemēram, lāzera zibens enerģija vai elektrība. Lēti katalizatori ūdeņraža izdalīšanai no ūdens un 50 hercu maiņstrāvas sprieguma izmantošanai, var pat teikt, ka tas ir mans atklājums. Esmu atklājis vienkāršu veidu, kā iegūt ūdeņradi no ūdens, izmantojot vienkāršu katalizatoru, grafītu vai kokogli.
Kā atdalīt ūdeņradi no ūdens, izmantojot kokogli, jūs uzzināsiet manā vietnē http://xn--c1atbkq7d.xn--p1ai/ Nyurgun.RF, kas ir galvenais pareizās ogles sagatavošanas noslēpums.
Ogles nepieciešams sadedzināt ar lielu gaisu, un, uzkarsējot ogles virs tūkstoš divsimt grādiem, tikai tad tās kļūst par ūdeņraža katalizatoru, un ūdens molekula uzkarsīs līdz tūkstoš grādiem.

Grafīta sagatavošana ūdeņraža iegūšanai no ūdens, sadedzinot ogles zem ūdens. Publicēts: 25. aprīlī 2015. gads
Unikāla oglekļa savienojumu kombinācija atomu ūdeņraža ekstrakcijai no saldūdens bez jebkādām piedevām.

Ātra un lēna ūdeņraža(-u) sadegšana, kas liecina par ūdeņraža izdalīšanos no ūdens, izmantojot kokogli. Publicēts: 2015. gada 12. maijā
Noguruma mazināšanai medicīnā lietoju ūdeņradi.
Patērētājam nav nozīmes tam, kā tiek uzsildīts karstais ūdens, dedzinot ogļūdeņražus vai izmantojot īpaši efektīvas jaunas tehnoloģijas.