Obvod elektrolyzéru: pravidla pro výrobu zařízení vlastníma rukama

Elektrolyzér je zařízení, které se používá v průmyslové oblasti například k získávání určitých látek. V důsledku zdražení paliva a zvýšení tarifů za plyn se však situace u nás dramaticky změnila a elektrolýza je nyní široce používána doma.

Příkladem může být okruh bazénových článků nebo plazmová svářečka.

Vlastnosti zařízení

Jak víte ze školního kurzu chemie, elektrolýza je proces, při kterém se na elektrodách uvolňují jednotlivé složky rozpuštěných látek. Pro zdárný průběh takového procesu je nutný zdroj proudu a elektrolyzér je přesně navržen tak, aby s jeho pomocí provedl právě tento proces.

Elektrolyzér je nádoba naplněná speciální látkou - elektrolytem. V této nádobě jsou také umístěny alespoň dvě elektrody.

Hlavní charakteristikou zařízení je výkon. Je to ona, kdo je označen čísly, která jsou použita v názvech modelů. Pokud například porovnáte dva modely – „SEU 20“ a „SEU 40“, pak už jen z názvu bude jasné, že ten druhý je výkonnější. Čísla v tomto případě představují výrobu vodíku. Číslo „20“ znamená, že zařízení je schopno vyrobit 20 metrů krychlových. metrů vodíku za hodinu.

Elektrolyzéry mají také další vlastnosti, které obvykle závisí na typu zařízení a také na oblasti jeho použití.

Například při provádění elektrolýzy vody je účinnost ovlivněna:

• napětí v elektrodách;
• vzdálenost mezi elektrodami;
• rozměry těchto elektrod;
• koncentrace elektrolytu;
• chemické a fyzikální vlastnosti materiálu použitého pro výrobu elektrod;
• přítomnost nebo nepřítomnost prvků urychlujících proces.

Princip činnosti

Elektrolyzér funguje následovně: na zdroj stejnosměrného proudu jsou připojeny elektrody, které jsou spuštěny do nádoby s vodným roztokem elektrolytu. Procházející proud musí mít napětí, které přesahuje bod rozkladu tříatomových molekul vody.

Po chvíli se na jedné z elektrod tvoří kyslík, na druhé vodík. Vzhledem k tomu, že počet molekul vodíku ve vodě je přesně o 2,5 větší než počet molekul kyslíku, uvolňuje se 2krát více vodíku. Takto funguje nejjednodušší elektrolyzér.

Odrůdy zařízení

Elektrolyzéry najdou uplatnění nejen v průmyslové oblasti, ale i v domácnosti. Vodík, který generují, lze přeměnit na palivo a použít k obohacení směsi plynu a vzduchu, čímž se zvýší výkon motoru automobilu.

Existuje několik typů elektrolyzérů, které se od sebe liší konstrukčními prvky.

Suchá zařízení

Pomocí nich můžete změnit počet buněk. Připojte zařízení ke zdroji proudu, jehož napětí přesahuje nejnižší potenciál elektrody.

Průtokové elektrolyzéry

Tato konstrukce se skládá z nádoby s elektrodami, která je až po vrch naplněna roztokem. Dalším velkým prvkem takového zařízení je nádrž, která také obsahuje roztok, ale nahoře je ještě prázdný prostor. Oba kontejnery jsou vzájemně propojeny dvojicí trubek.

Průtoková cela funguje následovně: v nádobě, kde není volný prostor, dochází vlivem elektrického proudu v elektrodách k elektrochemické reakci. Vzniklý plyn spolu s elektrolytem prochází jednou z trubek do druhé nádoby. Tam se oddělí od roztoku elektrolytu a vystupuje přes speciální ventil umístěný v horní části nádrže. Elektrolyt zbavený plynu se vrací druhým potrubím do lázně s elektrodami.

Tento proces se mnohokrát opakuje, dokud není získán požadovaný objem plynu: dokud není zařízení odpojeno od sítě.

Membránová zařízení

Patří mezi běžné typy elektrolyzérů. Jejich práce je založena na použití membrány: tedy nikoli tekutého elektrolytu, ale pevného.

Kromě toho membrána plní dvě funkce najednou:

1. Nese mikročástice.
2. Odděluje elektrody a produkty elektrochemické reakce.

Nejjednodušší membránová elektrolýza

V případě, kdy není možné umožnit difúzi mezi elektrodovými komorami, je použita porézní membrána, kterou může být sklo, azbest nebo keramika. Někdy lze použít skelnou vatu nebo polymerová vlákna. V souladu s tím se zařízení vybavená tímto prvkem nazývají membránová zařízení.

Skládá se ze šesti hlavních prvků:

• dvě trubky (z nichž jedna je pro výstup kyslíku a druhá pro výstup vodíku);
• katoda;
• anoda;
• nádoba ve tvaru U;
• samotná membrána, která se nachází na dně nádoby.

Alkalické typy

Různé elektrolyzéry, kterým lze připsat většinu těchto zařízení. Téměř ve všech z nich působí jako katalyzátor koncentrovaný alkalický roztok.

Použití soli se nedoporučuje, protože se uvolňuje chlór. Nejlépe se používá hydroxid sodný, protože nekoroduje elektrodu.

DIY proces

Před výrobou elektrolyzéru vlastníma rukama musíte připravit potřebné materiály a nástroje a nakreslit budoucí zařízení na schématu.

To bude vyžadovat:

• kus ocelového plechu (ocel musí být nerez);
• průhledná trubice;
• plastová nádoba o objemu 1,5 litru;
• ventil na vodu;
• filtr pro jeho čištění;
• armatury;
• podložky;
• šrouby;
• ořechy.

Práce začíná měřením plochy ocelového plechu. Poté je nutné pomocí mlýnku rozdělit na 16 čtverců stejné plochy. V každém z výsledných čtverců musíte odříznout jeden z rohů. V druhém rohu, který se nachází naproti řezanému, vytvořte otvor, do kterého se zasune šroub pro upevnění s dalšími deskami.

Protože během provozu hotového zařízení musí proud jít z jedné desky na druhou, musíte se ujistit, že se na jedné desce hromadí záporný náboj a na druhé kladný náboj. Musí být propojeny postupně: pozitivní, negativní, pozitivní, negativní a tak dále. Tím se zvyšuje síla proudu.

Desky jsou spojeny pomocí šroubů a podložek. 8 destiček by mělo být nabitých kladně a 8 záporně. Pokud je práce provedena správně, pak by se řezy desek neměly dotýkat elektrod. Aby se zajistilo, že desky nepřijdou do vzájemného kontaktu, je nutné použít trubku.

Hotová struktura 16 desek je umístěna v plastové nádobě, aby bylo možné určit, kde mají být vytvořeny otvory. Pokud se ukáže, že šrouby nezapadají do nádoby, měly by být zkráceny a utaženy maticemi, aby se dosáhlo těsnosti.

Dále můžete ve víku vytvořit otvor a vložit tam několik armatur. Výsledné švy musí být utěsněny silikonovým tmelem.

Doporučuje se připojit desky následovně: extrémní - do mínusu a uprostřed do plusu. Objem uvolňovaného plynu je přímo stočen z oblasti desek, stejně jako z aktuální síly. Aby se v zařízení nehromadilo mnoho plynu, je potřeba pojistný ventil.

Po úplném sestavení zařízení je nutné jej zkontrolovat. K tomu je připojen ke zdroji proudu. Voda se nalije do jeho nádoby na úroveň, ve které jsou umístěny šrouby. Poté musíte zavřít víko, připojit trubku k armatuře a spustit ji do vody. Pokud je proud slabý, bude to okamžitě patrné.

Pro zvýšení účinnosti zařízení je nutné místo vody nalít do nádoby alkalický roztok. Obyčejná voda sama o sobě není příliš dobrým vodičem elektřiny, protože obsahuje nejsou tam žádné soli a nečistoty, ale pokud do vody přidáte zásadu, její schopnost okamžitě vést proud vylepší. Chcete-li získat vysoce kvalitní elektrolyt skládající se z vody a alkálie, můžete si vzít hydroxid sodný. Tato látka se běžně vyskytuje v čističích potrubí.

Navzdory skutečnosti, že nejjednodušší elektrolyzér se skládá z malého počtu prvků, můžete se pokusit vyrobit mnoho druhů takových zařízení. K tomu není třeba hledat odbornou pomoc.