Chất điện phân là gì, đặc điểm và ứng dụng của nó
Đây là tên một thiết bị phục vụ quá trình điện hóa cùng tên, cần nguồn điện bên ngoài. Về mặt cấu tạo, thiết bị này là một bể chứa đầy chất điện phân, trong đó hai hoặc nhiều điện cực được đặt.
Đặc điểm chính của các thiết bị như vậy là hiệu suất, thông số này thường được chỉ ra trong tên của kiểu máy, ví dụ, trong các nhà máy điện phân tĩnh SEU-10, SEU-20, SEU-40, MBE-125 (máy điện phân khối màng), v.v. . Trong những trường hợp này, các số liệu chỉ ra sản lượng hydro (m3 / h).
Nhà máy điện phân tĩnh công nghiệp sản xuất 40 m3 hydro mỗi giờ (SEU-40)
Đối với các đặc tính còn lại, chúng phụ thuộc vào loại thiết bị và phạm vi ứng dụng cụ thể, ví dụ, khi tiến hành điện phân nước, các thông số sau ảnh hưởng đến hiệu quả của việc lắp đặt:
- Mức điện áp (thế điện cực tối thiểu), phải từ 1,8 đến 2 vôn, giá trị nhỏ hơn "sẽ không bắt đầu" quá trình và giá trị lớn hơn dẫn đến tiêu thụ quá nhiều năng lượng để làm nóng chất điện phân. Nếu nguồn điện được sử dụng làm nguồn, ví dụ, ở 14 vôn, thì nên chia công suất bể chứa các tấm thành 7 ô, phù hợp với Hình 2. Hình 2. Vị trí của các tấm trong bể điện phân
Do đó, bằng cách áp dụng 14 volt cho các đầu ra, chúng ta sẽ nhận được 2 volt trên mỗi ô, trong khi các tấm ở mỗi bên sẽ có điện thế khác nhau. Máy điện phân sử dụng một hệ thống kết nối tấm tương tự được gọi là máy điện phân khô.
- Khoảng cách giữa các tấm (giữa không gian catốt và anốt) càng nhỏ thì điện trở càng ít và do đó, dòng điện chạy qua dung dịch điện phân sẽ nhiều hơn, dẫn đến tăng sinh khí.
- Kích thước của tấm (có nghĩa là diện tích của các điện cực) tỷ lệ thuận với dòng điện chạy qua chất điện phân, có nghĩa là chúng cũng ảnh hưởng đến hiệu suất.
- Nồng độ chất điện li và cân bằng nhiệt của nó.
- Đặc điểm của vật liệu làm điện cực (vàng là vật liệu lý tưởng, nhưng quá đắt nên thép không gỉ được dùng trong các mạch điện tự chế).
- Ứng dụng của chất xúc tác quá trình, v.v.
Như đã đề cập ở trên, các nhà máy kiểu này có thể được sử dụng như một máy phát hydro, để sản xuất clo, nhôm hoặc các chất khác. Chúng cũng được sử dụng làm thiết bị làm sạch và khử trùng nước (UPEV, VGE), cũng như thực hiện phân tích so sánh chất lượng của nước (Tesp 001).
A) Lắp đặt điện phân nước trực tiếp (UPEV); B) Máy phân tích chất lượng nước Tesp 001
Chúng tôi chủ yếu quan tâm đến các thiết bị tạo ra khí Brown (hydro với oxy), vì hỗn hợp này có tất cả các triển vọng để sử dụng như một chất mang năng lượng thay thế hoặc phụ gia nhiên liệu. Chúng ta sẽ xem xét chúng sau một chút, nhưng bây giờ chúng ta hãy chuyển sang thiết kế và nguyên lý hoạt động của máy điện phân đơn giản nhất có thể tách nước thành hydro và oxy.
Các điểm sử dụng được chọn
Trước hết, tôi muốn lưu ý rằng phương pháp đốt khí tự nhiên hoặc propan truyền thống không phù hợp trong trường hợp của chúng ta, vì nhiệt độ cháy của HHO vượt quá nhiệt độ đốt cháy của các hydrocacbon hơn ba lần. Như bạn đã hiểu, kết cấu thép sẽ không chịu được nhiệt độ như vậy trong một thời gian dài. Chính Stanley Meyer đã khuyến nghị sử dụng một đầu đốt có thiết kế khác thường, sơ đồ mà chúng tôi trình bày dưới đây.
Sơ đồ lò đốt hydro do S. Meyer thiết kế
Toàn bộ thủ thuật của thiết bị này nằm ở chỗ HHO (được biểu thị bằng số 72 trong sơ đồ) đi vào buồng đốt thông qua van 35.Hỗn hợp hydro cháy bốc lên qua kênh 63 và đồng thời thực hiện quá trình phóng, kéo theo không khí bên ngoài qua các lỗ điều chỉnh 13 và 70. Một lượng sản phẩm cháy (hơi nước) được giữ lại dưới nắp 40, đi vào cột đốt qua kênh 45 và hòa trộn với khí cháy. Điều này cho phép bạn giảm nhiệt độ đốt cháy nhiều lần.
Điểm thứ hai mà tôi muốn thu hút sự chú ý của bạn là chất lỏng nên được đổ vào cài đặt. Tốt nhất là sử dụng nước đã pha chế không chứa muối của kim loại nặng.
Lựa chọn lý tưởng là sản phẩm chưng cất, có thể mua ở bất kỳ cửa hàng ô tô hoặc hiệu thuốc nào. Để hoạt động thành công của máy điện phân, kali hydroxit KOH được thêm vào nước, với tỷ lệ khoảng một muỗng canh bột trên mỗi xô nước.
Và điều thứ ba chúng tôi đặc biệt chú trọng đó là sự an toàn. Hãy nhớ rằng hỗn hợp hydro và oxy không vô tình được gọi là nổ. HHO là một hợp chất hóa học nguy hiểm, nếu xử lý bất cẩn có thể gây nổ. Tuân thủ các quy tắc an toàn và đặc biệt cẩn thận khi thử nghiệm với hydro. Chỉ trong trường hợp này, “viên gạch” mà Vũ trụ của chúng ta bao gồm sẽ mang lại sự ấm áp và thoải mái cho ngôi nhà của bạn.
Chúng tôi hy vọng bài viết sẽ trở thành nguồn cảm hứng cho bạn và bạn, đã xắn tay áo bắt tay vào sản xuất pin nhiên liệu hydro. Tất nhiên, tất cả các tính toán của chúng tôi không phải là sự thật cuối cùng, tuy nhiên, chúng có thể được sử dụng để tạo ra một mô hình hoạt động của máy phát hydro. Nếu bạn muốn chuyển hoàn toàn sang kiểu sưởi ấm này, thì vấn đề sẽ phải được nghiên cứu chi tiết hơn. Có lẽ chính việc lắp đặt của bạn sẽ trở thành nền tảng, nhờ đó việc phân phối lại thị trường năng lượng sẽ chấm dứt, và nhiệt lượng rẻ và thân thiện với môi trường sẽ xâm nhập vào mọi nhà.
Xây dựng lò đốt hydro
Hãy bắt đầu tạo một vòi đốt nước. Theo truyền thống, chúng ta sẽ bắt đầu với việc chuẩn bị các công cụ và vật liệu cần thiết.
Những gì sẽ được yêu cầu trong công việc
- Tấm thép không gỉ.
- Kiểm tra van.
- Hai bu lông 6x150, đai ốc và vòng đệm cho chúng.
- Bộ lọc dòng chảy (từ máy giặt).
- ống trong suốt. Mực nước là lý tưởng cho việc này - tại các cửa hàng vật liệu xây dựng, mực nước được bán ở mức 350 rúp trên 10 m.
- Hộp nhựa kín đựng thực phẩm có dung tích 1.5 lít. Chi phí ước tính là 150 rúp.
- Phụ kiện xương cá ø8 mm (những phụ kiện này rất tốt cho ống mềm).
- Tiếng Bungari để cưa kim loại.
Bây giờ chúng ta hãy tìm ra loại thép không gỉ để sử dụng. Lý tưởng nhất là thép 03X16H1 nên được sử dụng cho việc này. Nhưng mua cả một tấm "thép không gỉ" đôi khi rất đắt, bởi vì một sản phẩm dày 2 mm có giá hơn 5.500 rúp, và bên cạnh đó, nó cần phải được mang theo bằng cách nào đó. Do đó, nếu một mảnh thép nhỏ như vậy nằm xung quanh một nơi nào đó (0,5x0,5 m là đủ), thì bạn có thể sử dụng nó.
Vỏ pin niken-hydro
Chúng tôi sẽ sử dụng thép không gỉ, bởi vì thép thông thường, như bạn biết, bắt đầu bị gỉ trong nước. Hơn nữa, trong thiết kế của chúng tôi, chúng tôi dự định sử dụng kiềm thay vì nước, tức là môi trường có tính xâm thực hơn là thép thông thường sẽ không tồn tại lâu dưới tác dụng của dòng điện.
Hướng dẫn sản xuất
Giai đoạn đầu tiên. Đầu tiên, lấy một tấm thép và đặt nó trên một bề mặt phẳng. Từ tấm có kích thước trên (0,5x0,5 m), sẽ thu được 16 hình chữ nhật cho lò đốt hydro trong tương lai, chúng tôi cắt chúng ra bằng máy mài.
Giai đoạn thứ hai. Chúng tôi khoan lỗ cho bu lông ở mặt sau của tấm. Nếu chúng tôi dự định làm một máy điện phân “khô”, thì chúng tôi đã khoan các lỗ từ đáy, nhưng trong trường hợp này thì điều này là không cần thiết. Thực tế là thiết kế "khô" phức tạp hơn nhiều và diện tích hữu ích của \ u200b \ u200bàn trong đó sẽ không được sử dụng 100%.Chúng tôi sẽ tạo ra một chất điện phân “ướt” - các tấm sẽ được ngâm hoàn toàn trong chất điện phân và toàn bộ diện tích của chúng sẽ tham gia vào phản ứng.
Giai đoạn thứ ba. Nguyên tắc hoạt động của đầu đốt được mô tả dựa trên cơ sở sau: dòng điện đi qua các tấm nhúng trong chất điện phân, sẽ làm cho nước (nó phải là một phần của chất điện phân) phân hủy thành oxy (O) và hydro ( H). Vì vậy, chúng ta phải có hai bản cực cùng một lúc - cực âm và cực dương.
Với sự tăng diện tích của các bản này, thể tích của khí tăng lên, vì vậy trong trường hợp này chúng ta sử dụng tám mảnh cho mỗi cực âm và một cực dương, tương ứng.
Mỗi phân tử nước được tạo thành từ hai nguyên tử hydro và một nguyên tử
Giai đoạn thứ tư. Tiếp theo, chúng tôi phải lắp các tấm vào một hộp nhựa để chúng xen kẽ: cộng, trừ, cộng, trừ, v.v. Để cách nhiệt các tấm, chúng tôi sử dụng các miếng ống trong suốt (chúng tôi đã mua nó khoảng 10 m, vì vậy có cung).
Chúng tôi cắt các vòng nhỏ từ ống, cắt chúng và có được các dải dày khoảng 1 mm. Đây là khoảng cách lý tưởng để hydro trong cấu trúc được tạo ra một cách hiệu quả.
Giai đoạn thứ năm. Chúng tôi gắn chặt các tấm vào nhau bằng vòng đệm. Chúng tôi làm như sau: chúng tôi đặt một vòng đệm trên bu lông, sau đó một đĩa, sau nó ba vòng đệm, một đĩa khác, lại ba vòng đệm, v.v. Chúng tôi treo tám miếng trên cực âm, tám miếng trên cực dương.
Tiếp theo, thắt chặt các đai ốc và cách ly các tấm với các dải đã cắt trước đó.
Giai đoạn thứ sáu. Chúng tôi xem xét chính xác vị trí các bu lông nằm trong thùng chứa, chúng tôi khoan lỗ ở nơi đó. Nếu đột nhiên các bu lông không vừa với thùng chứa, thì chúng tôi cắt chúng theo chiều dài yêu cầu. Sau đó, chúng tôi lắp các bu lông vào các lỗ, đặt vòng đệm vào chúng và kẹp chúng bằng đai ốc - để có độ kín tốt hơn.
Tiếp theo, chúng tôi tạo một lỗ trên nắp cho khớp nối, vặn chính khớp nối (tốt nhất là bôi keo silicon vào chỗ nối). Chúng tôi thổi vào ống nối để kiểm tra độ chặt của nắp. Nếu không khí vẫn thoát ra từ bên dưới nó, thì chúng tôi cũng phủ lên phần kết nối này một lớp keo.
Giai đoạn thứ bảy. Kết thúc quá trình lắp ráp, chúng tôi chạy thử máy phát điện đã hoàn thành. Để làm điều này, hãy kết nối bất kỳ nguồn nào với nó, đổ đầy nước vào thùng chứa và đóng nắp lại. Tiếp theo, chúng tôi đặt một ống vào ống nối, chúng tôi hạ thấp ống vào một thùng chứa nước (để xem bọt khí). Nếu nguồn không đủ mạnh thì chúng sẽ không ở trong bình, nhưng chắc chắn sẽ xuất hiện trong bình điện phân.
Tiếp theo, chúng ta cần tăng cường độ của khí thoát ra bằng cách tăng hiệu điện thế trong bình điện phân. Điều đáng chú ý ở đây là nước ở dạng tinh khiết không phải là chất dẫn điện - dòng điện đi qua nó do các tạp chất và muối có trong nó. Chúng tôi sẽ pha loãng một ít kiềm trong nước (ví dụ, natri hydroxit rất tốt - nó được bán trong các cửa hàng như một chất làm sạch nốt ruồi).
Một số mẹo hay
Tiếp theo, chúng ta hãy nói về các thành phần khác của đầu đốt hydro - bộ lọc cho máy giặt và van. Cả hai đều để bảo vệ. Van sẽ không cho phép hydro đánh lửa thâm nhập trở lại cấu trúc và làm nổ khí tích tụ dưới nắp bình điện phân (ngay cả khi có một ít). Nếu chúng ta không lắp van, bình chứa sẽ bị hỏng và chất kiềm sẽ bị rò rỉ ra ngoài.
Bộ lọc sẽ được yêu cầu làm kín nước, bộ lọc này sẽ đóng vai trò như một tấm chắn ngăn chặn sự cố cháy nổ. Những người thợ thủ công, những người quen thuộc với thiết kế của một lò đốt hydro sản xuất tại nhà, gọi màn trập này là “máy phun sương”. Thật vậy, về bản chất nó chỉ tạo ra bọt khí trong nước. Đối với đầu đốt, chúng tôi sử dụng cùng một ống trong suốt. Mọi thứ, đầu đốt hydro đã sẵn sàng!
Nó vẫn chỉ để kết nối nó với đầu vào của hệ thống "sàn ấm", niêm phong kết nối và bắt đầu hoạt động trực tiếp.
Cách hoạt động của hệ thống sưởi bằng hydro
Phương pháp sưởi ấm này được phát triển bởi một trong những công ty Ý.Một nồi hơi hydro hoạt động mà không tạo ra bất kỳ chất thải độc hại nào, đó là lý do tại sao nó được coi là cách thân thiện với môi trường và im lặng nhất để sưởi ấm một ngôi nhà. Sự đổi mới của sự phát triển là các nhà khoa học đã cố gắng đạt được quá trình đốt cháy hydro ở nhiệt độ tương đối thấp (khoảng 300ᵒС), và điều này khiến chúng ta có thể sản xuất các lò hơi gia nhiệt như vậy từ các vật liệu truyền thống.
Pin nhiên liệu hydro cho gia đình
Trong quá trình hoạt động, lò hơi chỉ thải ra hơi nước vô hại, và thứ duy nhất đòi hỏi chi phí là điện. Và nếu bạn kết hợp điều này với các tấm pin mặt trời (hệ thống năng lượng mặt trời), thì những chi phí này hoàn toàn có thể giảm xuống bằng không.
Mọi thứ diễn ra như thế nào? Oxy phản ứng với hydro và như chúng ta nhớ từ các bài học hóa học trung học cơ sở, tạo thành các phân tử nước. Phản ứng được kích hoạt bởi các chất xúc tác, do đó, năng lượng nhiệt được giải phóng, làm nóng nước đến khoảng 40ᵒС - nhiệt độ lý tưởng cho một “sàn ấm”.
Điều chỉnh công suất của lò hơi cho phép bạn đạt được một chỉ số nhiệt độ nhất định cần thiết để sưởi ấm một căn phòng có diện tích cụ thể. Cũng cần lưu ý rằng các nồi hơi như vậy được coi là mô-đun, bởi vì chúng bao gồm một số kênh độc lập. Trong mỗi kênh có một chất xúc tác được đề cập ở trên, do đó, chất làm mát đi vào bộ trao đổi nhiệt, bộ trao đổi nhiệt này đã đạt đến chỉ số yêu cầu là 40ᵒС.
Phớt nước và cầu chì
Hãy chú ý đến hình số 1 - có hai hộp đựng (tôi chỉ định là A và B), một cây kim từ ống tiêm dùng một lần (C), tất cả những thứ này được nối với nhau bằng ống từ ống nhỏ giọt. Cần phải đổ nước vào thùng thứ nhất (A), đây là thùng khóa nước
Cần sao cho tiếng nổ không lọt vào bình điện (nếu nổ sẽ giống như lựu đạn phân mảnh).
Cần phải đổ nước vào thùng thứ nhất (A), đây là thùng chứa nước. Cần sao cho vụ nổ không chạm tới bình điện phân (nếu nổ sẽ giống như lựu đạn phân mảnh).
Hình số 5 - Khóa nước
Xin lưu ý rằng có hai đầu nối trong nắp bịt kín nước (tôi đã điều chỉnh tất cả điều này từ ống nhỏ giọt y tế), cả hai đầu nối đều được dán kín vào nắp bằng keo epoxy. Một ống dài, xuyên qua nó hydro từ máy phát điện sẽ chảy dưới nước, ục ục, và qua lỗ thứ hai đi qua ống đến cầu chì (B)
Hình # 6 - Cầu chì
Trong bình chứa có cầu chì, bạn có thể đổ cả nước (để có độ tin cậy cao hơn) và cồn (hơi cồn làm tăng nhiệt độ cháy của ngọn lửa).
Bản thân cầu chì được làm như thế này: Bạn cần tạo một lỗ có đường kính 15 mm trên nắp và các lỗ cho các vít.
Hình số 7 - Các lỗ trên nắp trông như thế nào
Bạn cũng sẽ cần hai vòng đệm dày (nếu cần, bạn cần mở rộng đường kính bên trong của vòng đệm bằng giũa tròn), hai miếng đệm nước và lá sô cô la hoặc một quả bóng bay thông thường.
Hình số 8 - Bản phác thảo của van bảo vệ
Nó được lắp ráp khá đơn giản, bạn cần khoan bốn lỗ đồng trục trên vòng đệm sắt của nắp và gioăng. Đầu tiên, bạn cần hàn các bu lông vào máy giặt trên cùng, điều này có thể dễ dàng thực hiện với mỏ hàn mạnh và chất trợ dung hoạt động.
Hình số 9 - Máy giặt có vít
Hình số 10 - Các vít được hàn vào máy giặt
Sau khi hàn các vít, bạn cần đặt một miếng đệm cao su vào máy giặt và trực tiếp van của bạn. Tôi đã sử dụng một sợi dây cao su mỏng từ một quả bong bóng nổ (tiện lợi hơn nhiều so với việc quấn giấy bạc mỏng), mặc dù giấy bạc cũng hoạt động khá tốt, ít nhất là khi tôi kiểm tra độ nổ của ngọn đuốc hiđrô của mình, nó đã nằm trong van.
Hình số 11 - Chúng tôi đặt miếng đệm và cao su bảo vệ
Sau đó, chúng tôi đặt trên miếng đệm thứ hai và bạn có thể chèn miếng bảo vệ vào các lỗ được tạo trên nắp.
Hình số 12 - Van thành phẩm
Hình 13 - Các yếu tố bảo mật
Vòng đệm và đai ốc thứ hai là cần thiết để cố định chặt chẽ và chắc chắn lớp bảo vệ bằng cách siết chặt các đai ốc (xem hình số 6).
Hiểu đúng và lưu ý rằng không thể bỏ qua các quy tắc an toàn, đặc biệt là khi làm việc với khí dễ nổ. Và một thiết bị đơn giản như vậy có thể cứu bạn khỏi những bất ngờ khó chịu. Lớp bảo vệ hoạt động theo nguyên tắc “mỏng đến đâu - vỡ ở đó”, khi nổ nó sẽ bung ra một lớp màng bảo vệ (giấy bạc hoặc dây chun) và lực nổ không đi vào bình điện được ngăn bởi một vòng đệm nước. Nghe lời tôi đi, nếu máy điện nổ, nó sẽ không đủ với bạn:) !!!
Hình # 14 - Vụ nổ
Cần hiểu rằng một tình huống khẩn cấp nhất thiết là không thể tránh khỏi. Thực tế là ngọn lửa cháy ở đầu ra của vòi phun (là một cây kim khá tốt từ ống tiêm dùng một lần) chỉ vì áp suất khí được tạo ra (áp suất được thỏa thuận).
Hình 15 - Vòi phun từ ống tiêm, trên bệ
Ví dụ, bạn làm việc với ổ ghi của mình và bây giờ đèn bị tắt, tin tôi đi! Bạn sẽ không có thời gian để bật ra khỏi đầu đốt, ngọn lửa sẽ ngay lập tức đi ngược lại qua ống và tiếng nổ của van bảo vệ sẽ sấm sét (cần phải thổi nó chứ không phải bình điện) - điều này khá bình thường khi đầu đốt bị tự chế - hãy cảnh giác và cẩn thận, tránh xa lò đốt hydro và mang thiết bị bảo hộ cá nhân!
Cá nhân tôi không hứng thú lắm với đầu đốt hydro, và tôi đã cố gắng chế tạo nó chỉ vì tôi đã có một máy điện phân làm sẵn. Thứ nhất, nó rất nguy hiểm, và thứ hai, nó không hiệu quả lắm (tôi đang nói về đầu đốt hydro của tôi chứ không phải về đầu đốt nói chung) nó không thể làm tan chảy những gì tôi muốn với nó. Và do đó, nếu bạn nảy ra ý tưởng chế tạo loại đầu đốt này, hãy tự hỏi bản thân một câu hỏi hoàn toàn hợp lý “nó có đáng không”, vì lắp ráp một máy điện phân từ đầu là một công việc khá rắc rối và bạn cũng cần một nguồn cung cấp điện đủ mạnh để phù hợp với áp suất hydro và đường kính vòi phun đầu ra. Do đó, "giá như nó là" tôi không khuyên bạn nên làm điều đó, nhưng chỉ khi bạn thực sự cần nó.
Cảm ơn bạn đã ghé thăm bip-mip.com
Các loại máy điện phân
Chúng ta hãy cùng tìm hiểu sơ lược về các đặc điểm thiết kế của các loại thiết bị tách nước chính.
Khô
Thiết kế của một thiết bị loại này được thể hiện trong Hình 2, đặc điểm của nó là bằng cách thao tác với số lượng tế bào, có thể cấp nguồn cho thiết bị từ nguồn có điện áp lớn hơn đáng kể thế điện cực tối thiểu.
Chảy
Có thể tìm thấy sự sắp xếp đơn giản của các thiết bị kiểu này trong Hình 5. Như bạn có thể thấy, thiết kế bao gồm một bể với các điện cực "A", hoàn toàn chứa đầy dung dịch và một bể "D".
Hình 5. Cấu tạo của ô lưu lượng
Nguyên lý hoạt động của thiết bị như sau:
- ở lối vào của quá trình điện hóa, khí cùng với chất điện phân được ép ra vào bình chứa "D" qua đường ống "B";
- trong bình “D” có sự tách ra khỏi dung dịch điện ly của khí, được xả qua van đầu ra “C”;
- chất điện phân quay trở lại bể thủy phân qua đường ống "E".
Màng
Đặc điểm chính của các thiết bị kiểu này là sử dụng chất điện phân rắn (màng) dựa trên polyme. Thiết kế của các thiết bị loại này có thể được tìm thấy trong Hình 6.
Hình 6. Máy điện phân kiểu màng
Tính năng chính của các thiết bị như vậy là mục đích kép của màng; nó không chỉ vận chuyển proton và ion mà còn phân tách cả điện cực và các sản phẩm của quá trình điện hóa ở cấp độ vật lý.
Cơ hoành
Trong những trường hợp không cho phép sự khuếch tán của các sản phẩm điện phân giữa các buồng điện cực, người ta sử dụng màng ngăn xốp (đã đặt tên cho các thiết bị như vậy). Vật liệu cho nó có thể là gốm, amiăng hoặc thủy tinh. Trong một số trường hợp, sợi polyme hoặc bông thủy tinh có thể được sử dụng để tạo màng ngăn như vậy.Hình 7 cho thấy phiên bản đơn giản nhất của thiết bị màng ngăn cho các quá trình điện hóa.
Thiết kế tế bào màng
Giải trình:
- đầu ra cho oxy.
- Bình hình chữ U.
- Đầu ra cho hydro.
- Cực dương.
- Cực âm.
- Cơ hoành.
kiềm
Quá trình điện hóa không thực hiện được trong nước cất; dung dịch kiềm đậm đặc được sử dụng làm chất xúc tác (việc sử dụng muối là không mong muốn, vì clo được giải phóng trong trường hợp này). Dựa trên điều này, hầu hết các thiết bị điện hóa để tách nước có thể được gọi là kiềm.
Trên các diễn đàn chuyên đề, người ta khuyên dùng natri hiđroxit (NaOH), không giống như muối nở (NaHCO3), không ăn mòn điện cực. Lưu ý rằng cái sau có hai ưu điểm đáng kể:
- Bạn có thể sử dụng điện cực sắt.
- Không thải ra chất độc hại.
Tuy nhiên, một nhược điểm đáng kể đã phủ nhận tất cả những ưu điểm của baking soda như một chất xúc tác. Nồng độ của nó trong nước không quá 80 gam / lít. Điều này làm giảm điện trở băng giá của chất điện phân và độ dẫn dòng điện của nó. Nếu cái trước vẫn có thể chịu đựng được vào mùa ấm thì cái sau đòi hỏi phải tăng diện tích các tấm điện cực, do đó làm tăng kích thước của cấu trúc.
Những gì cần thiết để tạo ra một pin nhiên liệu tại nhà
Bắt tay vào chế tạo pin nhiên liệu hydro, cần nghiên cứu lý thuyết về quá trình hình thành khí nổ. Điều này sẽ cung cấp cho bạn sự hiểu biết về những gì đang xảy ra trong máy phát điện, sẽ giúp thiết lập và vận hành thiết bị. Ngoài ra, bạn sẽ phải dự trữ các nguyên liệu cần thiết, hầu hết chúng sẽ không khó tìm thấy trong mạng lưới phân phối. Về phần hình vẽ và hướng dẫn, chúng tôi sẽ cố gắng trình bày đầy đủ các vấn đề này.
Thiết kế máy phát hydro: sơ đồ và bản vẽ
Một công trình tự chế tạo để sản xuất khí Brown bao gồm một lò phản ứng với các điện cực được lắp đặt, một máy phát PWM để cung cấp năng lượng cho chúng, một vòng đệm nước và các dây nối và ống mềm. Hiện nay, có một số chương trình điện phân sử dụng tấm hoặc ống làm điện cực. Ngoài ra, cài đặt của cái gọi là điện phân khô cũng có thể được tìm thấy trên Web. Không giống như thiết kế truyền thống, trong một thiết bị như vậy, không phải các tấm được lắp vào một thùng chứa có nước, mà chất lỏng được đưa vào khoảng trống giữa các điện cực phẳng. Việc loại bỏ sơ đồ truyền thống giúp giảm đáng kể kích thước của pin nhiên liệu.
Trong công việc, bạn có thể sử dụng các bản vẽ và sơ đồ làm việc của máy điện phân, có thể điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của bản thân.
Lựa chọn vật liệu để chế tạo máy phát hydro
Hầu như không cần vật liệu cụ thể nào để sản xuất pin nhiên liệu. Điều duy nhất có thể khó khăn là các điện cực. Vì vậy, bạn cần chuẩn bị những gì trước khi bắt tay vào công việc.
- Nếu thiết kế bạn chọn là máy phát điện kiểu "ướt", thì bạn sẽ cần một bình chứa nước kín, cũng sẽ đóng vai trò là bình áp suất của lò phản ứng. Bạn có thể lấy bất kỳ bình chứa nào phù hợp, yêu cầu chính là đủ độ bền và độ kín khí. Tất nhiên, khi sử dụng các tấm kim loại làm điện cực, tốt hơn là nên sử dụng cấu trúc hình chữ nhật, ví dụ, một hộp được niêm phong cẩn thận từ pin xe ô tô kiểu cũ (màu đen). Nếu các ống được sử dụng để lấy HHO, thì một thùng chứa dung tích lớn từ bộ lọc nước gia đình cũng sẽ làm được. Lựa chọn tốt nhất là sản xuất vỏ máy phát điện từ thép không gỉ, ví dụ, nhãn hiệu 304 SSL.
Lắp ráp điện cực cho máy tạo hydro kiểu ướt
Khi chọn pin nhiên liệu “khô”, bạn sẽ cần một tấm plexiglass hoặc nhựa trong suốt khác dày tới 10 mm và các vòng chữ o bằng silicon kỹ thuật.
Ống hoặc đĩa làm bằng "thép không gỉ".Tất nhiên, bạn cũng có thể lấy kim loại “đen” thông thường, tuy nhiên, trong quá trình hoạt động của máy điện phân, sắt cacbon đơn giản sẽ nhanh chóng bị ăn mòn và các điện cực thường phải được thay đổi. Việc sử dụng kim loại cacbon cao hợp kim với crom sẽ cho khả năng hoạt động lâu dài của máy phát điện. Những người thợ thủ công tham gia sản xuất pin nhiên liệu đã chọn vật liệu làm điện cực trong một thời gian dài và cố định trên thép không gỉ 316 L. Mặt còn lại có khoảng cách giữa chúng không quá 1 mm. Đối với những người theo chủ nghĩa hoàn hảo, đây là kích thước chính xác: - đường kính của ống ngoài - 25,317 mm; - đường kính của ống trong phụ thuộc vào độ dày của ống ngoài. Trong mọi trường hợp, nó phải cung cấp khoảng cách giữa các phần tử này bằng 0,67 mm.
Hiệu suất của nó phụ thuộc vào mức độ chính xác của các thông số của các bộ phận của máy tạo hydro được lựa chọn.
Lưu ý rằng các ống được đánh bóng không được khuyến khích. Ngược lại, các chuyên gia khuyên bạn nên chà nhám các bộ phận để có được bề mặt mờ. Trong tương lai, điều này sẽ giúp tăng năng suất của quá trình cài đặt.
Những công cụ cần thiết trong quá trình làm việc
Trước khi bạn bắt đầu chế tạo pin nhiên liệu, hãy chuẩn bị các công cụ sau:
- cưa sắt cho kim loại;
- khoan với một bộ mũi khoan;
- bộ cờ lê;
- tua vít phẳng và có rãnh;
- máy mài góc ("máy mài") với một vòng tròn để cắt kim loại;
- đồng hồ vạn năng và lưu lượng kế;
- cái thước;
- đánh dấu.
Ngoài ra, nếu bạn tự chế tạo một máy phát PWM, bạn sẽ cần một máy hiện sóng và một máy đếm tần số để thiết lập nó. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng tôi sẽ không nêu vấn đề này, vì việc chế tạo và cấu hình bộ nguồn chuyển mạch được các chuyên gia trên các diễn đàn chuyên ngành xem xét tốt nhất.
Máy điện phân tự làm cho ô tô
Trên Internet, bạn có thể tìm thấy nhiều sơ đồ của hệ thống HHO, theo các tác giả, chúng cho phép bạn tiết kiệm từ 30% đến 50% nhiên liệu. Những tuyên bố như vậy là lạc quan quá mức và thường không được chứng minh bởi bất kỳ bằng chứng nào. Sơ đồ đơn giản của một hệ thống như vậy được thể hiện trong Hình 11.
Sơ đồ đơn giản của bộ điện phân cho ô tô
Về lý thuyết, một thiết bị như vậy sẽ giảm tiêu thụ nhiên liệu do cạn kiệt hoàn toàn. Để làm điều này, hỗn hợp của Brown được đưa vào bộ lọc không khí của hệ thống nhiên liệu. Đây là hydro và oxy thu được từ máy điện phân được cung cấp bởi mạng lưới bên trong của ô tô, làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu. Vòng tròn luẩn quẩn.
Tất nhiên, có thể sử dụng mạch điều chỉnh dòng PWM, bộ nguồn chuyển mạch hiệu quả hơn hoặc có thể sử dụng các thủ thuật khác để giảm tiêu thụ năng lượng. Đôi khi trên Internet có những lời đề nghị mua một PSU cường độ dòng điện thấp cho một máy điện phân, điều này nói chung là vô nghĩa, vì hiệu suất của quá trình phụ thuộc trực tiếp vào cường độ hiện tại.
Nó giống như hệ thống Kuznetsov, bộ kích hoạt nước bị mất và không có bằng sáng chế, v.v. Trong các video trên, nơi họ nói về những lợi thế không thể phủ nhận của các hệ thống như vậy, thực tế không có lập luận nào được đưa ra. Điều này không có nghĩa là ý tưởng không có quyền tồn tại, nhưng số tiền tiết kiệm được tuyên bố là "hơi" phóng đại.
