Elektrolyseur-Schaltung: Regeln für die Herstellung eines Geräts mit eigenen Händen

Ein Elektrolyseur ist ein Gerät, das beispielsweise im industriellen Bereich verwendet wird, um bestimmte Stoffe zu gewinnen. Aufgrund des Anstiegs der Kraftstoffpreise und der Erhöhung der Gastarife hat sich die Situation in unserem Land jedoch dramatisch verändert, und jetzt wird die Elektrolyse zu Hause häufig eingesetzt.

Ein Beispiel wäre eine Poolzellenschaltung oder ein Plasmaschweißgerät.

Geräteeigenschaften

Wie Sie aus dem Chemieunterricht in der Schule kennen, ist die Elektrolyse ein Verfahren, bei dem die Bestandteile gelöster Stoffe an den Elektroden freigesetzt werden. Für den erfolgreichen Ablauf eines solchen Prozesses ist eine Stromquelle erforderlich, und die Elektrolysevorrichtung ist genau darauf ausgelegt, mit ihrer Hilfe genau diesen Prozess durchzuführen.

Das Elektrolysegerät ist ein mit einer speziellen Substanz gefüllter Behälter - Elektrolyt. Außerdem werden in diesem Behälter mindestens zwei Elektroden platziert.

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Das Hauptmerkmal des Geräts ist die Leistung. Sie wird durch die Nummern bezeichnet, die in den Namen der Modelle verwendet werden. Vergleicht man beispielsweise zwei Modelle - "SEU 20" und "SEU 40", dann macht allein der Name deutlich, dass letzteres leistungsstärker ist. Die Zahlen stehen in diesem Fall für die Produktion von Wasserstoff. Die Zahl „20“ bedeutet, dass das Gerät 20 Kubikmeter produzieren kann. Meter Wasserstoff pro Stunde.

Elektrolyseure haben andere Eigenschaften, die in der Regel vom Gerätetyp sowie vom Anwendungsbereich abhängen.

Bei der Elektrolyse von Wasser wird die Effizienz beispielsweise beeinflusst durch:

• Spannung in den Elektroden;
• Abstand zwischen den Elektroden;
• die Abmessungen dieser Elektroden;
• Elektrolytkonzentration;
• chemische und physikalische Eigenschaften des zur Herstellung von Elektroden verwendeten Materials;
• das Vorhandensein oder Fehlen von Elementen, die den Prozess beschleunigen.

Arbeitsprinzip

Der Elektrolyseur funktioniert wie folgt: Elektroden werden an eine Gleichstromquelle angeschlossen, die in einen Behälter mit einer wässrigen Elektrolytlösung abgesenkt werden. Der fließende Strom muss eine Spannung haben, die den Zersetzungspunkt von dreiatomigen Wassermolekülen überschreitet.

Nach einiger Zeit bildet sich an einer der Elektroden Sauerstoff und an der anderen Wasserstoff. Da die Zahl der Wasserstoffmoleküle im Wasser genau 2,5 höher ist als die Zahl der Sauerstoffmoleküle, wird 2-mal mehr Wasserstoff freigesetzt. So funktioniert der einfachste Elektrolyseur.

Verschiedene Geräte

Elektrolyseure können nicht nur im industriellen Bereich, sondern auch im Haushalt eingesetzt werden. Der erzeugte Wasserstoff kann in Kraftstoff umgewandelt und zur Anreicherung des Gas-Luft-Gemischs verwendet werden, wodurch die Leistung des Motors des Autos gesteigert wird.

Es gibt verschiedene Arten von Elektrolyseuren, die sich in Designmerkmalen voneinander unterscheiden.

Trockengeräte

Mit ihnen können Sie die Anzahl der Zellen ändern. Schließen Sie das Gerät an eine Stromquelle an, deren Spannung das niedrigste Elektrodenpotential überschreitet.

Durchflusselektrolyseure

Dieses Design besteht aus einem Behälter mit Elektroden, der mit einer Lösung bis zum Rand gefüllt ist. Ein weiteres großes Element eines solchen Geräts ist ein Tank, der auch eine Lösung enthält, aber oben ist noch ein leerer Raum. Beide Behälter sind durch ein Rohrpaar miteinander verbunden.

Die Durchflusszelle funktioniert wie folgt: In einem Behälter ohne freien Platz findet eine elektrochemische Reaktion unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms in den Elektroden statt. Das entstehende Gas gelangt zusammen mit dem Elektrolyten durch eines der Rohre in den zweiten Behälter. Dort wird es von der Elektrolytlösung getrennt und tritt durch ein spezielles Ventil oben am Tank aus. Der entgaste Elektrolyt gelangt durch das zweite Rohr in das Bad mit Elektroden zurück.

Dieser Vorgang wird viele Male wiederholt, bis die erforderliche Gasmenge erreicht ist: bis das Gerät vom Netz getrennt wird.

Membrangeräte

Sie gehören zu den gängigen Typen von Elektrolyseuren. Ihre Arbeit basiert auf der Verwendung einer Membran, also kein flüssiger Elektrolyt, sondern ein fester.

Darüber hinaus erfüllt die Membran zwei Funktionen gleichzeitig:

1. Es trägt Mikropartikel.
2. Trennt Elektroden und elektrochemische Reaktionsprodukte.

Die einfachste Diaphragmaelektrolyse

Falls eine Diffusion zwischen den Elektrodenkammern nicht möglich ist, wird ein poröses Diaphragma verwendet, das aus Glas, Asbest oder Keramik bestehen kann. Manchmal können Glaswolle oder Polymerfasern verwendet werden. Dementsprechend werden mit diesem Element ausgestattete Geräte als Membrangeräte bezeichnet.

Besteht aus sechs Hauptelementen:

• zwei Rohre (eines davon für den Sauerstoffauslass und das andere für den Wasserstoffauslass);
• Kathode;
• Anode;
• U-förmiger Behälter;
• das Diaphragma selbst, das sich am Boden des Gefäßes befindet.

Alkalische Typen

Eine Vielzahl von Elektrolyseuren, auf die die meisten dieser Geräte zurückzuführen sind. Bei fast allen wirkt eine konzentrierte Alkalilösung als Katalysator.

Die Verwendung von Salz wird nicht empfohlen, da Chlor freigesetzt wird. Am besten wird Natriumhydroxid verwendet, da es die Elektrode nicht korrodiert.

DIY-Prozess

Bevor Sie einen Elektrolyseur mit Ihren eigenen Händen herstellen, müssen Sie die erforderlichen Materialien und Werkzeuge vorbereiten und das zukünftige Gerät auf das Diagramm zeichnen.

Dies erfordert:

• ein Stück Stahlblech (Stahl muss rostfrei sein);
• transparente Röhre;
• kunststoffbehälter mit einem Volumen von 1,5 Litern;
• Ventil für Wasser;
• Filter zum Reinigen;
• Armaturen;
• Unterlegscheiben;
• Schrauben;
• Nüsse.

Die Arbeit beginnt mit der Vermessung der Fläche des Stahlblechs. Danach muss es mit einer Mühle in 16 Quadrate gleicher Fläche geteilt werden. In jedem der resultierenden Quadrate müssen Sie eine der Ecken schneiden. Machen Sie in der anderen Ecke, die sich gegenüber der gesägten befindet, ein Loch, in das eine Schraube eingeführt wird, um sie an anderen Platten zu befestigen.

Da während des Betriebs des fertigen Geräts der Strom von einer Platte zur anderen fließen muss, müssen Sie sicherstellen, dass sich auf einer Platte eine negative Ladung und auf der anderen eine positive Ladung ansammelt. Sie müssen der Reihe nach verbunden werden: positiv, negativ, positiv, negativ und so weiter. Dadurch wird die Stromstärke erhöht.

Die Platten werden mit Schrauben und Unterlegscheiben verbunden. 8 Platten sollten positiv geladen sein und 8 negativ. Wenn die Arbeit richtig ausgeführt wird, sollten die Schnitte der Platten die Elektroden nicht berühren. Um sicherzustellen, dass sich die Platten nicht berühren, ist es notwendig, ein Rohr zu verwenden.

Die fertige Struktur aus 16 Platten wird in einen Kunststoffbehälter gelegt, um zu bestimmen, wo die Löcher angebracht werden sollen. Wenn sich herausstellt, dass die Schrauben nicht in den Behälter passen, sollten sie gekürzt und mit Muttern festgezogen werden, um einen festen Sitz zu erreichen.

Als nächstes können Sie ein Loch in den Deckel bohren und dort mehrere Beschläge einsetzen. Die entstehenden Nähte müssen mit Silikondichtstoff abgedichtet werden.

Es wird empfohlen, die Platten wie folgt zu verbinden: die extremen - an das Minus und die in der Mitte - an das Plus. Das Volumen des entwickelten Gases wird direkt aus dem Bereich der Platten sowie aus der Stromstärke gekräuselt. Damit sich nicht viel Gas im Gerät ansammelt, wird ein Sicherheitsventil benötigt.

Nachdem das Gerät komplett montiert ist, muss es überprüft werden. Dazu wird er an eine Stromquelle angeschlossen. In seinen Behälter wird Wasser bis zu dem Niveau gegossen, auf dem sich die Schrauben befinden. Dann müssen Sie den Deckel schließen, ein Rohr an der Armatur befestigen und ins Wasser absenken. Wenn der Strom schwach ist, macht sich das sofort bemerkbar.

Um die Effizienz des Geräts zu erhöhen, muss anstelle von Wasser eine Alkalilösung in den Behälter gegossen werden. Reines Wasser an sich ist kein sehr guter Stromleiter, da es es gibt keine Salze und Verunreinigungen, aber wenn Sie dem Wasser Alkali hinzufügen, kann es sofort Strom leiten wird sich verbessern. Um einen hochwertigen Elektrolyten bestehend aus Wasser und Alkali zu erhalten, können Sie Natriumhydroxid einnehmen. Diese Substanz wird häufig in Pfeifenreinigern gefunden.

Trotz der Tatsache, dass der einfachste Elektrolyseur aus einer kleinen Anzahl von Elementen besteht, können Sie versuchen, viele Arten solcher Geräte herzustellen. Dazu ist es nicht erforderlich, professionelle Hilfe in Anspruch zu nehmen.