Како безбедно доћи до водоника код куће?

Методе за производњу водоника у индустријским условима

Екстракција конверзијом метана

... Вода у парном стању, загрејана на 1000 степени Целзијуса, меша се са метаном под притиском и у присуству катализатора. Ова метода је занимљива и доказана, такође треба напоменути да се непрестано побољшава: у току је потрага за новим катализаторима, јефтинијим и ефикаснијим.

Размотрите најстарији метод за производњу водоника - гасификација угља

... Под условом да нема приступа ваздуху и температуре од 1300 степени Целзијуса, угаљ и водена пара се загревају. Дакле, водоник се премешта из воде и добија се угљен-диоксид (водоник ће бити на врху, угљен-диоксид, такође добијен као резултат реакције, на дну). Ово ће бити одвајање мешавине гаса, све је врло једноставно.

Добијање водоника помоћу електролиза воде

се сматра најједноставнијом опцијом. За његову примену потребно је сипати раствор соде у контејнер, а такође тамо поставити два електрична елемента. Једна ће бити напуњена позитивно (анода), а друга негативно (катода). Када се примени струја, водоник ће ићи на катоду, а кисеоник на аноду.

Добијање водоника методом делимична оксидација

... За ово се користи легура алуминијума и галијума. Ставља се у воду, што доводи до стварања водоника и глинице током реакције. Галијум је неопходан да би се реакција одвијала у потпуности (овај елемент спречиће превремену оксидацију алуминијума).

Недавно стечена релевантност метод коришћења биотехнологије

: под условом недостатка кисеоника и сумпора, кламидомонас почиње интензивно да ослобађа водоник. Веома занимљив ефекат који се сада активно проучава.

Не заборавите још један стари, доказани метод производње водоника, који се састоји у коришћењу различитих алкални елементи

и воде. У принципу, ова техника је изводљива у лабораторијским условима са неопходним мерама безбедности. Тако се у току реакције (наставља се загревањем и катализаторима) формирају метални оксид и водоник. Остаје само да се сакупи.

Набавите водоник интеракција воде и угљен-моноксида

могуће само у индустријском окружењу. Стварају се угљен-диоксид и водоник, принцип њиховог раздвајања је горе описан.

Опсег генератора водоника

Х2 је савремени носач енергије који се активно користи у многим индустријским областима. Ево само неколико:

• производња водоник-хлорида (ХЦ) л;
• производња горива за ракетне бацаче;
• производња амонијака;
• обрада метала и сечење на њему;
• развој ђубрива за летње викендице;
• синтеза азотне киселине;
• стварање метилног алкохола;
• прехрамбена индустрија;
• производња хлороводоничне киселине;
• стварање система топлог пода.

Поред тога, ХХО је постао веома користан у свакодневном животу, мада са резервом. Пре свега, користи се за аутономне системе грејања. Поред тога, Браунов гас се додаје у бензин у покушају да превари мотор и уштеди на гориву.

Оба случаја имају своје особености. Дакле, приликом организовања грејања домова, потребно је узети у обзир да је температура сагоревања ХХО за ред величине виша од температуре метана. С тим у вези, неопходно је купити посебан, скупи котао са млазницом отпорном на топлоту. У супротном, власник и његов дом биће у знатној опасности.

ИЗУМ ИМА СЛЕДЕЋЕ ПРЕДНОСТИ

Топлота добијена оксидацијом гасова може се користити директно на локацији, а водоник и кисеоник добијају се одлагањем отпадне паре и процесне воде.

Мала потрошња воде при производњи електричне енергије и топлоте.

Једноставност пута.

Значајне уштеде енергије као троши се само на загревање стартера до успостављеног термичког режима.

Висока продуктивност процеса, јер дисоцијација молекула воде траје десетинке секунде.

Експлозија и пожарна сигурност методе, јер у његовој примени нису потребни контејнери за сакупљање водоника и кисеоника.

Током рада инсталације, вода се више пута пречишћава, претварајући се у дестиловану воду. Ово елиминише талог и каменац, што повећава животни век инсталације.

Инсталација је израђена од обичног челика; осим котлова од топлотно отпорних челика са облогом и оклопом њихових зидова. То јест, нису потребни посебни скупи материјали.

Проналазак може наћи примену у

индустрије заменом угљоводоника и нуклеарног горива у електранама јефтином, широко распрострањеном и еколошки прихватљивом водом, задржавајући истовремено снагу ових постројења.

Водоник код куће: има ли користи

Напоменимо одмах: непрофитабилно је користити генератор водоника за грејање куће. Потрошићете више електричне енергије производећи чисти Х2 него што ћете добити након што га сагорете. Дакле, за 1 кВ топлоте троши се 2 кВ електричне енергије, односно нема користи. Лакше је инсталирати било који од електричних котлова код куће.

Да бисте заменили 1 литар бензина за аутомобил, биће вам потребно 4766 литара чистог водоника или 7150 литара гаса са оксиводоником, од чега је 1/3 кисеоник. До сада чак ни најбољи умови на свету нису развили јединицу која је способна да пружи такве перформансе.

ПОТРАЖИВАЊЕ

Метода за производњу водоника и кисеоника из водене паре

, укључујући пропуштање ове паре кроз електрично поље, назначено тиме што користе прегрејану водену пару са температуром
500 - 550 о Ц.
, прошао кроз високонапонско електрично поље једносмерне струје да би раздвојио пару и раздвојио је на атоме водоника и кисеоника.

Одавно желим да учиним сличну ствар. Али даљи експерименти са батеријом и паром електрода нису стигли. Желео сам да направим пуноправни апарат за производњу водоника, у количинама за надувавање балона. Пре него што направим пуноправни апарат за електролизу воде код куће, одлучио сам да проверим све на моделу.

Општа шема електролизера изгледа овако.

Овај модел није погодан за свакодневну употребу у потпуности. Али успели смо да тестирамо идеју.

Зато сам одлучио да користим графит за електроде. Одличан извор графита за електроде је колектор тролејбуса. Доста их је лежало на крајњим станицама. Мора се запамтити да ће се једна од електрода срушити.

Видели смо и модификовали датотеку. Интензитет електролизе зависи од јачине струје и површине електрода.

Жице су причвршћене на електроде. Жице морају бити пажљиво изоловане.

Пластичне боце су сасвим погодне за случај модела електролизера. У поклопцу за цеви и жице направљене су рупе.

Све је темељно премазано заптивачем.

Одрезани грлови боца погодни су за повезивање два контејнера.

Треба их спојити и шав се мора растопити.

Орашасти плодови се праве од поклопаца боца.

Рупе су направљене у две боце на дну. Све је повезано и пажљиво испуњено заптивачем.

Као извор напона користићемо мрежу за домаћинство од 220 В. Желим да вас упозорим да је ово прилично опасна играчка. Дакле, ако немате довољно вештина или постоје сумње, онда је боље да не понављате.У мрежи домаћинства имамо наизменичну струју, за електролизу мора бити исправљена. Диодни мост је савршен за ово. Она са фотографије није била довољно моћна и брзо је изгорела. Најбоља опција је био кинески диодни мост МБ156 у алуминијумском кућишту.

Диодни мост се јако загрева. Биће потребно активно хлађење. Хладњак за рачунарски процесор је савршен. За кућиште се може користити разводна кутија одговарајуће величине. Продаје се у електричној роби.

Неколико слојева картона мора бити постављено испод диодног моста.

Потребне рупе су направљене на поклопцу разводне кутије.

Овако изгледа склопљена јединица. Електролизатор се напаја из мреже, а вентилатор напаја универзални извор напајања. Као електролит користи се раствор соде бикарбоне. Овде се мора запамтити да што је већа концентрација раствора, већа је брзина реакције. Али истовремено је и грејање веће. Штавише, реакција распадања натријума на катоди ће допринети загревању. Ова реакција је егзотермна. Као резултат, формираће се водоник и натријум хидроксид.

Уређај на горњој фотографији био је веома врућ. Повремено је требало искључити и сачекати док се не охлади. Проблем загревања делимично је решен хлађењем електролита. За ово сам користио столну пумпу за чесму. Дугачка цев пролази од једне боце до друге кроз пумпу и канту хладне воде.

Релевантност овог броја данас је прилично велика због чињенице да је сфера коришћења водоника изузетно обимна и у свом чистом облику практично се не може наћи нигде у природи. Због тога је развијено неколико техника које омогућавају екстракцију овог гаса из других једињења хемијским и физичким реакцијама. О овоме се говори у горњем чланку.

Добијање водоника и провера чистоће

Водоник се може добити реакцијом цинка и хлороводоничне киселине.

Зн + 2ХЦл = ЗнЦл2 + Х2 ↑

Цинк истискује водоник из киселина, као и сви метали који стоје у низу напона лево од водоника.

Да бисте сакупили водоник у епрувети, потребно је да га окренете наопако, јер је водоник лакши од ваздуха и тежи нагоре. Овај метод сакупљања водоника назива се „методом истискивања ваздуха“.

Шипак. 1. Добијање водоника и сакупљање истискивањем ваздуха

Епрувета акумулира водоник, али садржи и ваздух, а самим тим и кисеоник. Водоник и кисеоник су експлозивне смеше. Прикупљени водоник палимо иверјем. Епрувета је мала, а експлозија водоника и кисеоника само је оштар прасак. Што је мање смеше кисеоника, памук је тиши.

Ако је водоник сакупљен у епрувети чист, тада ћемо чути туп скок. Такав водоник се може запалити.

Производња водоника у домаћинству

Избор електролизера

Да бисте добили елемент куће, потребан вам је посебан апарат - електролизатор. На тржишту постоји много опција за такву опрему, уређаје нуде и познате технолошке корпорације и мали произвођачи. Маркиране јединице су скупље, али је квалитет израде већи.

Кућни апарат је мали и лак за употребу. Његови главни детаљи су:

Електролизатор - шта је то

• реформатор;
• систем за чишћење;
• гориве ћелије;
• опрема за компресоре;
• контејнер за складиштење водоника.

Једноставна вода из славине узима се као сировина, а електрична енергија долази из редовног отвора. Јединице на соларни погон штеде на електричној енергији.

Кућни водоник се користи у системима грејања или кувања. Такође обогаћују смешу гориво-ваздух како би повећали снагу мотора аутомобила.

Израда апарата сопственим рукама

Још је јефтиније направити уређај сами код куће.Сува ћелија изгледа као запечаћени контејнер, који се састоји од две плоче електрода у контејнеру са електролитским раствором. Ворлд Виде Веб нуди низ шема монтаже за уређаје различитих модела:

• са два филтера;
• са горњим или доњим распоредом контејнера;
• са два или три вентила;
• са поцинкованом плочом;
• на електродама.

Дијаграм уређаја за електролизу
Једноставан уређај за производњу водоника није тешко створити. Захтеваће:

• лим од нерђајућег челика;
• провидна цев;
• фитинги;
• пластична посуда (1,5 л);
• филтер за воду и неповратни вентил.

Уређај једноставног уређаја за производњу водоника
Поред тога, биће потребан разни хардвер: навртке, подлошке, вијци. Први корак је пресецање листа на 16 квадратних преграда, одсећи угао од сваког од њих. У супротном углу од ње потребно је избушити рупу за завртње плоча. Да би се осигурала константна струја, плоче морају бити повезане према шеми плус - минус - плус - минус. Ови делови су међусобно изоловани цевчицом, а на споју вијком и подлошкама (три комада између плоча). На плус и минус постављено је 8 плоча.

Када су правилно састављени, ребра плоча неће додиривати електроде. Састављени делови се спуштају у пластичну посуду. На месту где се зидови додирују, две причврсне рупе су направљене вијцима. Уградите сигурносни вентил за уклањање вишка плина. Окови су монтирани у поклопац контејнера, а шавови су запечаћени силиконом.

Испитивање апарата

Да бисте тестирали уређај, изведите неколико радњи:

Шема производње водоника

1. Напуните течношћу.
2. Покривајући поклопац, спојите један крај цеви на фитинг.
3. Други је уроњен у воду.
4. Повежите се са извором напајања.

Након укључивања уређаја у утичницу, након неколико секунди биће приметан процес електролизе и падавина.

Чиста вода нема добру електричну проводљивост. Да бисте побољшали овај индикатор, морате створити електролитски раствор додавањем алкално-натријум хидроксида. Налази се у смешама за чишћење цеви попут Моле.

Методе за производњу водоника

Водоник је гасовити елемент без боје и мириса густине 1/14 у односу на ваздух. У слободној држави то је ретко. Обично се водоник комбинује са другим хемијским елементима: кисеоником, угљеником.

Производња водоника за индустријске потребе и електроенергетику врши се на неколико метода. Најпопуларније су:

• електролиза воде;
• метода концентрације;
• кондензација на ниској температури;
• адсорпција.

Водоник се може изоловати не само из гасовитих или водених једињења. Водоник се производи излагањем дрвета и угља високим температурама, као и прерадом биоотпада.

Атомски водоник за енергетику добија се методом термичке дисоцијације молекуларне супстанце на жици од платине, волфрама или паладијума. Загрева се у атмосфери водоника под притиском мањим од 1,33 Па. А такође се и радиоактивни елементи користе за добијање водоника.

Термичка дисоцијација

Метода електролизе

Најједноставнији и најпопуларнији метод еволуције водоника је електролиза воде. Омогућава производњу практично чистог водоника. Остале предности ове методе су:

Принцип рада генератора електролизе водоника

• доступност сировина;
• пријем елемента под притиском;
• могућност аутоматизације процеса због недостатка покретних делова.

Поступак цепања течности електролизом је обрнут од сагоревања водоника. Његова суштина је у томе што се под утицајем једносмерне струје на електродама умоченим у водени раствор електролита ослобађају кисеоник и водоник.

Додатном предношћу сматра се производња нуспроизвода индустријске вредности.Дакле, потребна је велика количина кисеоника за катализу технолошких процеса у енергетском сектору, чишћење тла и водених тела и одлагање кућног отпада. Тешка вода добијена током електролизе користи се у енергетици у нуклеарним реакторима.

Производња водоника концентрацијом

Ова метода се заснива на одвајању елемента од гасних смеша које га садрже. Дакле, највећи део супстанце произведене у индустријским количинама се екстрахује помоћу парне реформе метана. Водоник екстрахован у овом процесу користи се у енергетици, преради нафте, ракетној индустрији, као и за производњу азотних ђубрива. Процес добијања Х2 одвија се на различите начине:

• кратки циклус;
• криогени;
• мембрана.

Потоња метода се сматра најефикаснијом и јефтинијом.

Нискотемпературна кондензација

Овај метод добијања Х2 састоји се у снажном хлађењу гасовитих једињења под притиском. Као резултат, они се трансформишу у двофазни систем, који се потом сепаратором одваја у течну компоненту и гас. Течни медији се користе за хлађење:

• вода;
• течни етан или пропан;
• течни амонијак.

Овај поступак није тако лак као што звучи. Неће бити могуће одједном чисто одвојити угљоводоничне гасове. Неке компоненте ће отићи са плином који се узима из одељења за одвајање, што није економично. Проблем се може решити дубоким хлађењем сировине пре одвајања. Али ово захтева пуно енергије.

У савременим системима кондензатора са ниском температуром додатно су обезбеђене колоне за деметанизацију или деетанизацију. Гасна фаза се уклања из последње фазе раздвајања, а течност се шаље у ректификациону колону са протоком сировог гаса након размене топлоте.

Метода адсорпције

Током адсорпције, за ослобађање водоника користе се адсорбенти - чврсте материје које апсорбују потребне компоненте мешавине гаса. Као адсорбенти се користе активни угљен, силикатни гел, зеолити. За спровођење овог процеса користе се посебни уређаји - циклични адсорбери или молекуларна сита. Када се примењује под притиском, овај метод може повратити 85% водоника.

Ако упоредимо адсорпцију са кондензацијом на ниским температурама, можемо приметити ниже материјалне и оперативне трошкове процеса - у просеку за 30 процената. Водоник се производи адсорпцијом за енергетику и уз употребу растварача. Ова метода омогућава екстракцију 90 процената Х2 из гасне смеше и добијање коначног производа са концентрацијом водоника до 99,9%.