หนึ่งในกระบวนการทางเคมีฟิสิกส์จำนวนมากที่พบว่ามีการใช้งานอย่างกว้างขวางทั้งในอุตสาหกรรมและในชีวิตประจำวันคืออิเล็กโทรลิซิส - การเลือกบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับแหล่งกระแสที่วางอยู่ในสารละลายหรือหลอมส่วนประกอบ (โลหะบริสุทธิ์ - อลูมิเนียม ทองแดงก๊าซ ฯลฯ ) การติดตั้งหลักภายในกระบวนการนี้คืออิเล็กโทรไลเซอร์
อิเล็กโทรไลเซอร์
อิเล็กโทรไลเซอร์คืออะไร
อิเล็กโทรไลเซอร์คือการติดตั้งพิเศษที่ใช้เพื่อแยกองค์ประกอบออกจากสารละลายหรือละลาย
ลักษณะสำคัญของอิเล็กโทรไลเซอร์คือ:
- แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานสำหรับหนึ่งอิเล็กโทรดอยู่ระหว่าง 1.8 ถึง 2.0 V;
- ความแรงในปัจจุบัน - สำหรับกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสปกติกระแสจะถูกจ่ายให้กับอิเล็กโทรดโดยมีค่าลักษณะนี้ตั้งแต่ 5 ถึง 10 A
- จำนวนอิเล็กโทรด - จำนวนอิเล็กโทรดต่ำสุดคือ 2 สูงสุดถูก จำกัด ด้วยขนาดของการติดตั้งและวัตถุประสงค์
- ขนาดของอิเล็กโทรด - ไม่ใช่แท่งคาร์บอนที่ใช้เป็นอิเล็กโทรด แต่เป็นแผ่นโลหะซึ่งขนาดจะถูกกำหนดโดยวัตถุประสงค์ของการติดตั้งลักษณะแรงดันไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับจาน
- ระยะห่างระหว่างพื้นผิวอิเล็กโทรดที่มีประจุตรงข้าม - ระยะห่างต่ำสุดระหว่างแผ่นอิเล็กโทรดต้องมีอย่างน้อย 1.5 มม.
- วัสดุอิเล็กโทรด - ในอิเล็กโทรไลเซอร์สมัยใหม่ใช้แผ่นสแตนเลสที่มีนิกเกิลเป็นวัสดุสำหรับขั้วบวกและแคโทด
ลักษณะที่สำคัญอีกอย่างของพืชอิเล็กโทรลิซิสคือการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา
การติดตั้งดังกล่าวใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:
- การได้รับก๊าซ oxyhydrogen ซึ่งประกอบด้วยส่วนผสมของไฮโดรเจนและออกซิเจน (ก๊าซของ Brown)
- การแยกอลูมิเนียมบริสุทธิ์แมกนีเซียมสังกะสีออกจากเกลือละลาย
- การทำให้น้ำบริสุทธิ์จากเกลือและสิ่งสกปรกที่ละลายอยู่ในนั้น
- การใช้นิกเกิลสังกะสีบาง ๆ ที่ป้องกันการกัดกร่อนบนพื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะ
- การฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์อาหาร
- การทำให้น้ำเสียบริสุทธิ์จากเกลือที่ละลายของโลหะหนักและสารอันตรายอื่น ๆ
สิ่งสำคัญ! อิเล็กโทรดแพลทินัมที่ทำจากเหล็กธรรมดามักใช้ในการติดตั้งอิเล็กโทรลิซิสน้อยกว่าสแตนเลสเนื่องจากออกซิไดซ์เร็วกว่าและใช้ไม่ได้
อิเล็กโทรไลเซอร์ทำเอง
ใคร ๆ ก็ทำอิเล็กโทรไลเซอร์ด้วยมือของตัวเองได้ สำหรับขั้นตอนการประกอบของการออกแบบทั่วไปจำเป็นต้องใช้วัสดุต่อไปนี้:
- แผ่นสแตนเลส (ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือ AISI 316L จากต่างประเทศหรือของเรา 03X16H15M3)
- สลักเกลียวМ6х150;
- เครื่องซักผ้าและถั่ว
- หลอดโปร่งใส - คุณสามารถใช้ระดับวิญญาณซึ่งใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการก่อสร้าง
- อุปกรณ์ก้างปลาหลายชิ้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 8 มม.
- ภาชนะพลาสติกที่มีปริมาตร 1.5 ลิตร
- ตัวกรองขนาดเล็กกรองน้ำประปาตัวอย่างเช่นตัวกรองสำหรับเครื่องซักผ้า
- วาล์วน้ำแบบไม่ไหลกลับ
กระบวนการประกอบ
รวบรวมอิเล็กโทรไลเซอร์ด้วยมือของคุณเองตามคำแนะนำต่อไปนี้:
- ก่อนอื่นคุณต้องทำเครื่องหมายและเลื่อยแผ่นสแตนเลสให้เป็นสี่เหลี่ยมเหมือนกัน การเลื่อยทำได้ด้วยเครื่องเจียรไฟฟ้า (เครื่องเจียรไฟฟ้า) มุมใดมุมหนึ่งในสี่เหลี่ยมดังกล่าวจะต้องถูกตัดเป็นมุมเพื่อยึดแผ่นอย่างถูกต้อง
- ถัดไปคุณต้องทำรูสำหรับสลักเกลียวที่ด้านข้างของแผ่นตรงข้ามกับเลื่อยตัดมุม
- การเชื่อมต่อของเพลตควรทำในทางกลับกัน: หนึ่งแผ่นบน "+" ถัดไปบน "-" และอื่น ๆ ;
- ระหว่างแผ่นที่มีประจุไฟฟ้าต่างกันควรมีฉนวนซึ่งทำหน้าที่เป็นท่อจากระดับวิญญาณควรตัดเป็นวงแหวนซึ่งควรตัดตามยาวเพื่อให้ได้แถบที่มีความหนา 1 มม. ระยะห่างระหว่างแผ่นเปลือกโลกนี้เพียงพอสำหรับการวิวัฒนาการของก๊าซที่ดีในระหว่างการอิเล็กโทรลิซิส
- แผ่นยึดเข้าด้วยกันโดยใช้แหวนรองดังนี้เครื่องซักผ้าวางอยู่บนสลักเกลียวจากนั้นจึงใส่จานจากนั้นแหวนรองสามตัวหลังจากจานและอื่น ๆ แผ่นที่มีประจุบวกจะอยู่ในภาพสะท้อนของแผ่นงานที่มีประจุลบ ทำให้สามารถป้องกันไม่ให้ขอบเลื่อยสัมผัสกับอิเล็กโทรด
แผ่นของโรงงานอิเล็กโทรลิซิสประกอบเข้าด้วยกัน
- เมื่อประกอบแผ่นคุณควรแยกออกพร้อมกันและขันน็อตให้แน่น
- นอกจากนี้แต่ละแผ่นจะต้องดังขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีไฟฟ้าลัดวงจร
- นอกจากนี้ชุดประกอบทั้งหมดจะต้องอยู่ในกล่องพลาสติก
- หลังจากนั้นควรเน้นสถานที่ที่สลักเกลียวสัมผัสกับผนังของภาชนะซึ่งคุณเจาะสองรู หากสลักเกลียวไม่พอดีกับภาชนะก็จำเป็นต้องตัดด้วยเลื่อย
- จากนั้นสลักเกลียวให้แน่นด้วยถั่วและแหวนรองเพื่อความแน่นของโครงสร้าง
แผ่นวางในภาชนะพลาสติก
- หลังจากทำตามขั้นตอนแล้วคุณจะต้องเจาะรูที่ฝาภาชนะและใส่อุปกรณ์เข้าไป การซึมผ่านในกรณีนี้สามารถมั่นใจได้โดยการปิดผนึกรอยต่อด้วยสารเคลือบหลุมร่องฟันที่ทำจากซิลิโคน
- วาล์วนิรภัยและตัวกรองในโครงสร้างตั้งอยู่ที่ช่องจ่ายแก๊สและทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการควบคุมการสะสมของก๊าซที่มากเกินไปซึ่งอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่ดี
- มีการประกอบหน่วยอิเล็กโทรลิซิส
ขั้นตอนสุดท้ายคือการทดสอบซึ่งดำเนินการในลักษณะเดียวกัน:
- เติมน้ำลงในภาชนะจนถึงเครื่องหมายของสลักเกลียวสำหรับรัด
- กำลังเชื่อมต่อกับอุปกรณ์
- การเชื่อมต่อกับข้อต่อของท่อซึ่งปลายอีกด้านหนึ่งจะลดลงไปในน้ำ
หากใช้กระแสไฟอ่อนในการติดตั้งการปล่อยก๊าซผ่านท่อจะแทบมองไม่เห็น แต่จะเป็นไปได้ที่จะดูจากภายในอิเล็กโทรไลเซอร์ การเพิ่มกระแสสลับการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาอัลคาไลน์ลงในน้ำจะทำให้ผลผลิตก๊าซเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
ตามกฎแล้วอิเล็กโทรไลเซอร์ที่สร้างขึ้นเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์หลายอย่างเช่นเตาไฮโดรเจน
การปรากฏตัวของเตาไฮโดรเจนซึ่งเป็นพื้นฐานของอิเล็กโทรไลเซอร์ที่ทำเอง
เมื่อทราบถึงประเภทลักษณะสำคัญอุปกรณ์และหลักการทำงานของการติดตั้งไอออนิกคุณสามารถประกอบโครงสร้างที่ทำเองที่บ้านได้อย่างถูกต้องซึ่งเป็นผู้ช่วยที่ยอดเยี่ยมในสถานการณ์ต่างๆในชีวิตประจำวันตั้งแต่การเชื่อมและการประหยัดการใช้เชื้อเพลิงของยานยนต์ไปจนถึง การทำงานของระบบทำความร้อน
อุปกรณ์และหลักการทำงาน
แคโทดและขั้วบวก
พืชอิเล็กโทรลิซิสที่ง่ายที่สุดประกอบด้วย "เซลล์" หลายเซลล์ซึ่งแต่ละเซลล์ประกอบด้วย:
- อิเล็กโทรด 2 แผ่น - แคโทด (ลบ) และขั้วบวก (บวก);
- ปะเก็นยางรอบปริมณฑลของขั้วไฟฟ้าที่แตกต่างกันสองขั้วที่อยู่ติดกัน
เซลล์ภายนอกมีท่อพิเศษซึ่งปล่อยก๊าซที่วิวัฒนาการแล้วออกมา
"เซลล์" ที่เชื่อมต่อกันหลายเซลล์ของพืชอิเล็กโทรลิซิส
อิเล็กโทรไลเซอร์สามารถมี "เซลล์" ดังกล่าวได้ตั้งแต่ 1 ถึง 30-40 แผ่นขึ้นไปแผ่นที่มีชื่อเดียวกันเชื่อมต่อกันเป็นชุด
สิ่งสำคัญ! เมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีกระแสสลับจะมีการใช้วงจรเรียงกระแสเพิ่มเติมซึ่งวิธีที่ง่ายที่สุดคือสะพานไดโอด
การติดตั้งดังกล่าวทำงานได้ดังต่อไปนี้:
- น้ำกลั่นที่มีอัลคาไลละลายอยู่หรือเบกกิ้งโซดาธรรมดาเทลงในช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรด
- แรงดันไฟฟ้า 1.8-2.0 V จ่ายจากแหล่งจ่ายไฟไปยังอิเล็กโทรดของเซลล์ทั้งหมดของการติดตั้ง
- อันเป็นผลมาจากกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสแอนไอออน (ไอออนที่มีประจุบวก) ของสารที่ละลายในน้ำจะถูกดึงดูดไปยังแคโทดที่มีประจุลบซึ่งเป็นผลมาจากฟิล์มโซเดียมบาง ๆ เกิดขึ้น
- บนขั้วบวกที่มีประจุบวกการทำลายโมเลกุลของน้ำจะเกิดขึ้นโดยแต่ละอะตอมของไฮโดรเจน 2 อะตอมและออกซิเจน 1 อะตอม
- ก๊าซระเบิดที่ปล่อยออกมาผ่านท่อสาขาจะเข้าสู่ภาชนะที่ต้องการ
ความเข้มของกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและความแรงของกระแส - ที่ค่าต่ำของคุณสมบัติเหล่านี้กระบวนการจะไม่ดำเนินการ หากแหล่งจ่ายไฟจ่ายกระแสไฟฟ้าที่มีค่าคุณลักษณะแรงดันกระแสไฟฟ้าสูงเกินไปสารละลายที่เทลงในอิเล็กโทรไลเซอร์จะร้อนมากและเดือดไป
การดีบักและการทดสอบอุปกรณ์
จากนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดตำแหน่งที่สลักเกลียวสัมผัสกับผนังของกล่องและในสถานที่เหล่านั้นให้เจาะสองรู หากไม่มีเหตุผลชัดเจนปรากฎว่าสลักเกลียวไม่พอดีกับภาชนะก็ควร ตัดและขันให้แน่นด้วยถั่ว... ตอนนี้คุณต้องเจาะฝาครอบและใส่ขั้วต่อแบบเกลียวที่นั่นจากทั้งสองด้าน เพื่อให้แน่ใจว่าไม่สามารถซึมผ่านได้ควรปิดรอยต่อด้วยกาวซิลิโคน
หลังจากประกอบอิเล็กโทรไลเซอร์ด้วยมือของคุณเองแล้วคุณควรทดสอบ ในการดำเนินการนี้ให้เชื่อมต่ออุปกรณ์กับแหล่งจ่ายไฟ เติมน้ำลงไปที่สลักเกลียววางบนฝาโดยต่อท่อเข้ากับข้อต่อและลดปลายอีกด้านของท่อลงในน้ำ หากกระแสไฟอ่อนกระแสไฟฟ้าจะมองเห็นได้จากภายในอิเล็กโทรไลเซอร์
ค่อยๆเพิ่มกระแสในเครื่องโฮมเมดของคุณ น้ำกลั่นนำไฟฟ้าได้ไม่ดีเนื่องจากไม่มีเกลือหรือสิ่งเจือปน ในการเตรียมอิเล็กโทรไลต์จำเป็นต้องเติมอัลคาไลลงในน้ำ ในการทำเช่นนี้คุณต้องใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์ (มีอยู่ในวิธีการทำความสะอาดท่อเช่น "โมล") จำเป็นต้องมีวาล์วนิรภัยเพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซสะสมในปริมาณที่เหมาะสม
- ควรใช้น้ำกลั่นและโซดาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะดีกว่า
- คุณควรผสมเบกกิ้งโซดากับน้ำสี่สิบส่วน ผนังด้านข้างทำจากแก้วอะคริลิกอย่างดีที่สุด
- อิเล็กโทรดทำจากสแตนเลสอย่างดีที่สุด การใช้สีทองสำหรับแผ่นจานเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล
- ใช้พีวีซีโปร่งแสงในการสำรอง สามารถมีขนาด 200 x 160 มม.
- คุณสามารถใช้อิเล็กโทรไลเซอร์ของคุณเองทำเองปรุงอาหารเพื่อให้น้ำมันเบนซินเผาไหม้สมบูรณ์ในรถยนต์และในกรณีส่วนใหญ่
อิเล็กโทรไลเซอร์แบบแห้งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเครื่องจักร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์สันดาป ไฮโดรเจนติดไฟได้เร็วกว่าเชื้อเพลิงเหลวมากทำให้แรงของลูกสูบเพิ่มขึ้น นอกจากโมลแล้วคุณสามารถทานมิสเตอร์มัสเซิลโซดาไฟเบกกิ้งโซดา
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ทำงานกับน้ำดื่ม จะดีกว่าที่จะเชื่อมต่อไฟฟ้าเช่นนี้: แผ่นแรกและแผ่นสุดท้าย - ลบและบนจานตรงกลาง - บวก ยิ่งพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลกมีขนาดใหญ่และกระแสไฟฟ้าที่แรงขึ้นก๊าซก็จะถูกปล่อยออกมามากขึ้น
ประเภทของอิเล็กโทรไลเซอร์
การเชื่อมจุด DIY สำหรับแบตเตอรี่
พืชอิเล็กโทรลิซิสมี 5 ประเภทขึ้นอยู่กับการออกแบบและหลักการทำงาน
แห้ง
อิเล็กโทรไลเซอร์ดังกล่าวประกอบด้วยอิเล็กโทรดแผ่นคั่นด้วยปะเก็นยางปิดผนึก บ่อยครั้งที่ "เซลล์" ของการติดตั้งจะถูกวางไว้ในกล่องที่ปิดสนิท
ไฮโดรเจนและออกซิเจนที่เกิดจากการอิเล็กโทรลิซิสจะถูกกำจัดออกทางท่อสาขาพิเศษซึ่งอยู่ที่ส่วนท้ายของร่างกายหรือแผ่นส่วนที่รุนแรง
ไหล
การติดตั้งอิเล็กโทรลิซิสประเภทนี้มีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:
- อ่างอิเล็กโทรลิซิส (ร่างกาย) ที่มีหัวฉีดสองหัวโดยหนึ่งในนั้นอิเล็กโทรไลต์จะถูกป้อนเข้าไปในก๊าซที่เกิดจากการระเบิดครั้งที่สองซึ่งเป็นผลมาจากการอิเล็กโทรลิซิสจะถูกปล่อยออกมา
- อิเล็กโทรดแผ่นคั่นด้วยสเปเซอร์
- ถังที่มีอิเล็กโทรไลต์อยู่เหนือตัวเครื่องพร้อมอิเล็กโทรดและเชื่อมต่อด้วยท่อเข้ากับท่อสาขาของอ่างอิเล็กโทรลิซิสของการติดตั้งและมีท่อสาขาที่มีวาล์วแก๊สอยู่ที่ส่วนบน
ในระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวก๊าซที่วิวัฒนาการผ่านท่อสาขาและท่อจะเข้าสู่ถังด้วยอิเล็กโทรไลต์และสร้างแรงดันบางอย่างในนั้นออกจากการติดตั้งผ่านวาล์วบนท่อสาขา
เมมเบรน
เซลล์อิเล็กโทรลิซิสของการติดตั้งดังกล่าวประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองตัวที่คั่นด้วยเมมเบรนบาง ๆ ซึ่งช่วยให้ผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรลิซิสผ่านและแยกอิเล็กโทรดออกจากกัน
โรงงานอิเล็กโทรลิซิสเมมเบรน
กะบังลม
การติดตั้งอิเล็กโทรลิซิสประเภทนี้ประกอบด้วยกระติกน้ำรูปตัว "U" ที่มีขั้วไฟฟ้าสองขั้วสอดเข้าไปและไดอะแฟรมที่ผ่านไม่ได้ 2-3 ชิ้น อิเล็กโทรไลเซอร์ที่คล้ายกันใช้สำหรับการผลิตไฮโดรเจนและออกซิเจนบริสุทธิ์แยกจากกัน
อัลคาไลน์
ซึ่งแตกต่างจากอิเล็กโทรไลเซอร์รุ่นอื่น ๆ ในนี้สารละลายอัลคาไลถูกใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ - โซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) ซึ่งไม่เพียง แต่เป็นแหล่งไฮโดรเจนและออกซิเจนเพิ่มเติมเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับอิเล็กโทรไลซิสด้วย
วงจรอิเล็กโทรไลเซอร์อัลคาไลน์
การติดตั้งดังกล่าวตรงกันข้ามกับอะนาล็อกประเภทอื่นอนุญาตให้ใช้อิเล็กโทรดราคาถูกที่ทำจากเหล็กธรรมดา
ทำอิเล็กโทรไลเซอร์ด้วยมือของคุณเอง
แน่นอนว่าคุณคุ้นเคยกับกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสจากหลักสูตรประถมศึกษา นี่คือเมื่อขั้วไฟฟ้า 2 ขั้วถูกวางไว้ในน้ำภายใต้กระแสไฟฟ้าเพื่อให้ได้โลหะหรืออโลหะในรูปบริสุทธิ์ จำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรไลเซอร์เพื่อย่อยสลายโมเลกุลของน้ำให้เป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน อิเล็กโทรไลเซอร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลไกทางวิทยาศาสตร์แบ่งโมเลกุลออกเป็นไอออน
อุปกรณ์นี้มีสองประเภท:
- อิเล็กโทรไลเซอร์แห้ง (นี่คือเซลล์ที่ปิดสนิท);
- อิเล็กโทรไลเซอร์แบบเปียก (เป็นแผ่นโลหะสองแผ่นที่วางในภาชนะบรรจุน้ำ)
อุปกรณ์นี้มีความเรียบง่ายในแง่ของอุปกรณ์ซึ่งทำให้เป็นไปได้ ใช้ได้แม้ที่บ้าน... อิเล็กโทรไลเซอร์แบ่งประจุไฟฟ้าของอะตอมของโมเลกุลออกเป็นอะตอมที่มีประจุไฟฟ้า
ในกรณีของเรามันแบ่งน้ำออกเป็นไฮโดรเจนบวกและออกซิเจนเชิงลบ ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมากและใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้พลังงานน้อยลง
อิเล็กโทรไลเซอร์สำหรับการผลิตไฮโดรเจน
การคำนวณการต่อสายดิน
ในการประกอบอิเล็กโทรไลเซอร์ที่ง่ายที่สุดด้วยมือของคุณเองคุณสามารถใช้รูปวาดที่แสดงในรูป
การวาดอิเล็กโทรไลเซอร์แบบโฮมเมดที่ง่ายที่สุด
บันทึก! อิเล็กโทรไลเซอร์เป็นการติดตั้งที่ค่อนข้างอันตรายซึ่งในระหว่างการทำงานก๊าซออกซีไฮโดรเจนซึ่งสะสมอยู่ในปริมาณมากอาจทำให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรงได้ ไม่ควรวางเครื่องไว้ใกล้แหล่งกำเนิดไฟอุปกรณ์ทำความร้อน
เครื่องใช้ไฟฟ้า DIY สำหรับรถยนต์
เพื่อปรับปรุงการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ของรถยนต์มักจะมีการประกอบอิเล็กโทรไลเซอร์ซึ่งประกอบด้วยเคสจากแบตเตอรี่เก่าที่มีแผ่นสแตนเลสอยู่ภายในหัวฉีดสองหัวซึ่งหนึ่งในนั้นเชื่อมต่อกับถังที่เต็มไปด้วยอิเล็กโทรไลต์ที่สองคือ เชื่อมต่อกับท่อจ่ายอากาศไปยังเครื่องยนต์ (แม่นยำยิ่งขึ้นโดยมีลูกฟูกจากช่องอากาศเข้าสู่ตัวกรองอากาศ)
อิเล็กโทรไลเซอร์แบบไหลแบบโฮมเมดดังกล่าวใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ของรถยนต์โดยใช้รีเลย์และฟิวส์ 10 A
เราสร้างอุปกรณ์ด้วยมือของเราเอง
อุปกรณ์สำหรับกระบวนการนี้สามารถทำได้ด้วยมือ
สำหรับสิ่งนี้คุณจะต้อง:
- แผ่นสแตนเลส
- สลักเกลียว M6 x 150;
- เครื่องซักผ้า;
- ถั่ว;
- หลอดใส
- การเชื่อมต่อองค์ประกอบด้วยด้ายทั้งสองด้าน
- ภาชนะพลาสติกหนึ่งลิตรครึ่ง
- เครื่องกรองน้ำ
- ตรวจสอบวาล์วน้ำ
ตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมคือ AISI 316L จากผู้ผลิตต่างประเทศหรือ 03X16H15M3 จากผู้ผลิตจากประเทศของเรา ไม่จำเป็นต้องซื้อสแตนเลสอย่างแน่นอนคุณสามารถใช้สแตนเลสเก่าได้ 50 ถึง 50 เซนติเมตรก็เพียงพอแล้วสำหรับคุณ
“ เอาสแตนเลสมาเองทำไม” - คุณถาม. เนื่องจากโลหะที่พบมากที่สุดจะสึกกร่อน สแตนเลสทนด่างได้ดีกว่า ควร ร่างแผ่นงานในลักษณะที่จะแบ่งออกเป็น 16 ช่องสี่เหลี่ยมที่คล้ายกัน... คุณสามารถตัดด้วยเครื่องบดมุม ในแต่ละตารางให้ตัดมุมใดมุมหนึ่ง
ในอีกด้านหนึ่งและมุมตรงข้ามจากมุมเลื่อยเจาะรูสำหรับสลักเกลียวที่จะช่วยยึดแผ่นเข้าด้วยกัน อิเล็กโทรไลเซอร์ไม่หยุดทำงานเช่นนี้:กระแสไฟฟ้าของจานไหลไปยังจาน - และน้ำจะสลายตัวเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน ด้วยเหตุนี้เราจึงต้องการจานที่ดีและเป็นลบ
ต้องเชื่อมต่อเพลทสลับกัน: บวกลบบวกลบด้วยวิธีการที่คล้ายกันจะมีกระแสไฟแรง ในการป้องกันแผ่นจากหนึ่งท่อจะถูกใช้ แหวนถูกตัดออกจากระดับ โดยการตัดเราจะได้แถบหนาเป็นมิลลิเมตร ระยะนี้ถูกต้องมากขึ้นสำหรับการทำก๊าซ
แผ่นเชื่อมต่อกับแหวนรอง: เราใส่แหวนรองลงบนสลักเกลียวจากนั้นจานและแหวนรองสามตัวจากนั้นจานอีกครั้งและอื่น ๆ ในด้านบวกและลบต้องปลูกจานแปดแผ่น หากทุกอย่างทำอย่างถูกต้องการตัดของแผ่นเปลือกโลกจะไม่สัมผัสกับขั้วไฟฟ้า
จากนั้นคุณต้องขันน็อตให้แน่นและแยกแผ่นออก จากนั้นเราวางโครงสร้างไว้ในภาชนะพลาสติก
ภาพรวมของผู้ผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์
ผู้ผลิตหลักของอิเล็กโทรไลเซอร์มีทั้ง บริษัท ในประเทศ (RUSAL, NPF RutTech, JSC Uralkhimmash) รวมถึงคู่แข่งจากต่างประเทศ - Teledyne Energy Systems, Inc (USA), Hydrogenics Corp. (เบลเยี่ยม).
ดังนั้นอิเล็กโทรไลเซอร์จึงเป็นการติดตั้งที่ค่อนข้างง่ายและมีคุณสมบัติครบถ้วนซึ่งใช้ในการผลิตก๊าซออกซีไฮโดรเจนซึ่งในอนาคตมีแผนที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในและหม้อไอน้ำร้อน
อิเล็กโทรลิซิสที่บ้านทำด้วยตัวเอง
เมื่อฉันยังเล็กฉันมักอยากทำอะไรด้วยตัวเองด้วยมือของฉันเอง แต่พ่อแม่ (และคนใกล้ชิดคนอื่น ๆ ) ส่วนใหญ่ไม่อนุญาตให้ทำเช่นนี้ และฉันก็ไม่เห็นตอนนั้น (และจนถึงตอนนี้ฉันก็ไม่เห็น) อะไรแย่ ๆ เมื่อเด็กน้อยต้องการเรียนรู้ ??
แน่นอนฉันไม่ได้เขียนบทความนี้เพื่อระลึกถึงประสบการณ์ในวัยเด็กในความปรารถนาที่จะเริ่มการศึกษาด้วยตนเอง บังเอิญตอนที่ฉันท่องอินเทอร์เน็ตฉันเจอคำถามประเภทนี้ เด็กชายตัวเล็ก ๆ บางคนถามคำถามเกี่ยวกับวิธีการทำอิเล็กโทรลิซิสที่บ้าน จริงฉันไม่ได้ตอบเขาเพราะเด็กชายคนนี้ต้องการอิเล็กโทรไลต์ส่วนผสมที่น่าสงสัยอย่างเจ็บปวด ?? ฉันตัดสินใจว่าจะไม่พูดเรื่องบาปอีกต่อไปให้ฉันดูหนังสือด้วยตัวเอง แต่เมื่อไม่นานมานี้ฉันได้พบกับคำถามที่คล้ายกันนี้จากครูที่โรงเรียนเคมีแห่งหนึ่ง เมื่อพิจารณาจากคำอธิบายโรงเรียนของเขายากจนมากจนไม่สามารถ (ไม่ต้องการ) ซื้ออิเล็กโทรไลเซอร์ในราคา 300 รูเบิลครู (ช่างเป็นปัญหา!) ไม่สามารถหาทางออกจากสถานการณ์ที่เกิดขึ้นได้ ฉันก็เลยช่วยเขา สำหรับผู้ที่อยากรู้เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์โฮมเมดประเภทนี้ฉันโพสต์บทความนี้บนเว็บไซต์
จริงๆแล้วกระบวนการผลิตและการใช้พาเลทในตัวของเรานั้นมีความดั้งเดิมมาก แต่ฉันจะบอกคุณเกี่ยวกับความปลอดภัยก่อนและเกี่ยวกับการผลิต - ในครั้งที่สอง ประเด็นก็คือเรากำลังพูดถึงอิเล็กโทรไลเซอร์สาธิตไม่ใช่เกี่ยวกับโรงงานอุตสาหกรรม ต้องขอบคุณสิ่งนี้เพื่อความปลอดภัยมันจะเป็นการดีที่จะจ่ายไฟไม่ได้มาจากเครือข่าย แต่ จากแบตเตอรี่ AA หรือจากแบตเตอรี่ ตามธรรมชาติยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูงกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสก็จะดำเนินไปเร็วขึ้น อย่างไรก็ตามสำหรับการสังเกตด้วยภาพของฟองก๊าซนั้นค่อนข้าง เพียงพอ 6 V.แต่ 220 นั้นมากเกินไปแล้ว ด้วยแรงดันไฟฟ้าเช่นน้ำจะเดือดเร็วที่สุดและไม่ปลอดภัยเท่าไหร่ ... ฉันคิดว่าคุณคิดว่าความตึงเครียดหรือไม่?
ตอนนี้เรามาพูดถึงว่าเราจะทดลองที่ไหนและภายใต้เงื่อนไขใด สิ่งแรกควรเป็นพื้นที่ว่างหรือห้องที่มีอากาศถ่ายเทสะดวก แม้ว่าฉันจะทำทุกอย่างในอพาร์ตเมนต์ที่มีหน้าต่างปิดและไม่มีอะไรเหมือน? ประการที่สองการทดลองทำได้ดีที่สุดบนโต๊ะที่ดี คำว่า "ดี" หมายความว่าโต๊ะจะต้องมั่นคงและดีกว่าหนักแข็งและยึดติดกับพื้นผิว ในกรณีนี้ผ้าคลุมโต๊ะต้องทนต่อสารก้าวร้าว อย่างไรก็ตามกระเบื้องจากกระเบื้องเหมาะสำหรับสิ่งนี้ (แม้ว่าจะไม่ใช่ทุกชิ้น แต่น่าเสียดาย) ตารางเช่นนี้จะมีประโยชน์ไม่เพียง แต่สำหรับประสบการณ์นี้ อย่างไรก็ตามฉันทำทุกอย่างด้วยอุจจาระธรรมดา ?? ประการที่สามในระหว่างการทดลองคุณไม่จำเป็นต้องย้ายแหล่งพลังงาน (ในกรณีของฉันคือแบตเตอรี่) ด้วยเหตุนี้เพื่อความน่าเชื่อถือจึงควรวางบนโต๊ะทันทีและแก้ไขเพื่อไม่ให้ขยับเขยื้อน เชื่อฉันสิสะดวกกว่าถือด้วยมือเป็นประจำ ฉันแค่ผูกแบตเตอรี่ของตัวเองด้วยเทปไฟฟ้ากับวัตถุแข็งชิ้นแรกที่ฉันเห็น ประการที่สี่จานที่เราจะทดลองปล่อยให้มีขนาดเล็ก แก้วธรรมดาหรือแก้วช็อต ยังไงก็ตามนี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการใช้แก้วที่บ้านแทนที่จะเทแอลกอฮอล์ลงไปเมื่อใช้ต่อไป ...
ตอนนี้เรามาดูอุปกรณ์กันโดยเฉพาะ มีให้ในรูป แต่ตอนนี้ฉันจะอธิบายสั้น ๆ ว่าอะไรและอะไร
เราต้องใช้ดินสอธรรมดา ๆ แล้วเอาต้นไม้ออกจากมันด้วยมีดธรรมดาและเอาไส้ดินสอทั้งหมดออกมา อย่างไรก็ตามคุณสามารถใช้ตะกั่วจากดินสอกดได้ แต่มีสองปัญหาในครั้งเดียว อย่างแรกคือแบบปกติ ตะกั่วจากดินสอกดบางเกินไปสำหรับเราแล้วนี่ไม่เหมาะสำหรับการทดลองด้วยภาพ ความยากประการที่สองคือองค์ประกอบที่ไม่สามารถเข้าใจได้ของกระดานชนวนปัจจุบัน รู้สึกเหมือนไม่ได้ทำจากกราไฟท์ แต่มาจากอย่างอื่น โดยทั่วไปแล้วประสบการณ์ของฉันกับ "ตะกั่ว" ดังกล่าวไม่ประสบความสำเร็จเลยแม้จะใช้แรงดันไฟฟ้า 24 โวลต์ด้วยเหตุนี้ฉันจึงต้องเลือกดินสอง่ายๆที่ทำด้วยไม้ที่ดี แท่งกราไฟท์ที่ได้จะทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดให้กับเรา อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ว่าเราต้องการอิเล็กโทรดสองตัว ด้วยเหตุนี้เราจึงไปเลือกดินสอแท่งที่สองหรือหักแท่งที่มีอยู่ออกเป็นสองอัน ฉันทำสิ่งนี้จริง
ด้วยลวดใด ๆ ที่มาถึงมือเราพันขั้วตะกั่วเส้นแรก (ด้วยปลายด้านหนึ่งของสาย) และเชื่อมต่อสายนี้เข้ากับจุดลบของแหล่งจ่ายไฟ (ด้วยปลายอีกด้านหนึ่ง) จากนั้นเรานำคนที่สองและทำเช่นเดียวกันกับมัน สำหรับสิ่งนี้เราต้องใช้สายที่สอง แต่ในกรณีนี้เราเชื่อมต่อสายนี้เข้ากับขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ หากคุณมีปัญหาในการติดแท่งกราไฟท์ที่เปราะบางเข้ากับลวดคุณสามารถใช้เครื่องมือที่มีอยู่ในมือเช่นเทปพันสายไฟหรือเทปพันสายไฟ หากไม่ได้ผลในการพันปลายกราไฟท์ด้วยลวดเองและเทปหรือเทปฉนวนไม่ได้สัมผัสกันแน่นให้พยายามกาวตะกั่วด้วยกาวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า หากคุณไม่มีสิ่งนี้อย่างน้อยก็ผูกตะกั่วเข้ากับลวดด้วยด้าย ไม่ต้องกลัวด้ายจะไม่ไหม้จากความตึงแบบนี้ ??
สำหรับผู้ที่ไม่รู้อะไรเกี่ยวกับแบตเตอรี่และกฎง่ายๆในการเชื่อมต่อฉันจะอธิบายเล็กน้อย แบตเตอรี่แบบใช้นิ้วสร้างแรงดันไฟฟ้า 1.5 V ในภาพฉันมีแบตเตอรี่ที่คล้ายกันสองก้อน นอกจากนี้ยังมีการเชื่อมต่อ ค่อยๆ - ทีละอันไม่ขนานกัน ด้วยการเชื่อมต่อ (อนุกรม) ที่คล้ายกันแรงดันไฟฟ้าสุดท้ายจะสรุปได้จากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แต่ละก้อนนั่นคือสำหรับฉันคือ 1.5 + 1.5 = 3.0 V ซึ่งน้อยกว่า 6 โวลต์ที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ แต่ฉันขี้เกียจเกินไปที่จะไปซื้อแบตเตอรี่อีกสองสามก้อน หลักการคุณและต้องชัดเจน ??
เริ่มการทดลองกันเลย ตัวอย่างเช่นเราจะ จำกัด ตัวเองให้อยู่ในการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำประการแรกมันสามารถเข้าถึงได้มาก (ฉันหวังว่าผู้อ่านบทความนี้จะไม่ได้อาศัยอยู่ในซาฮารา) และประการที่สองมันไม่เป็นอันตราย นอกจากนี้ฉันจะแสดงวิธีการใช้อุปกรณ์เดียวกัน (อิเล็กโทรไลเซอร์) ที่มีสารเดียวกัน (น้ำ) ในการดำเนินการสองอย่าง ต่างๆ ประสบการณ์. ฉันคิดว่าคุณมีจินตนาการมากพอที่จะคิดทดลองคล้าย ๆ กับสารอื่น ๆ ได้หรือไม่ ?? โดยทั่วไปน้ำประปาเหมาะสำหรับเรา แต่ขอแนะนำว่าให้ใส่เกลือลงไปอีกเล็กน้อย นิดหน่อย - หมายถึงหยิกเล็ก ๆ ไม่ใช่ช้อนขนมทั้งหมด นี้เป็นสิ่งสำคัญ! คนให้เกลือละลายเข้ากัน ดังนั้นน้ำที่เป็นอิเล็กทริกในสภาพบริสุทธิ์จะนำไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์แบบ ในตอนเริ่มต้นของการทดลองให้เช็ดโต๊ะจากความชื้นที่อาจเกิดขึ้นจากนั้นวางแหล่งพลังงานและแก้วน้ำไว้บนโต๊ะ
เราลดอิเล็กโทรดทั้งสองซึ่งอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าลงในน้ำ ในเวลาเดียวกันตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเพียงกราไฟท์เท่านั้นที่จุ่มอยู่ในน้ำและสายไฟไม่ควรสัมผัสน้ำ การเริ่มต้นการทดลองอาจล่าช้า เวลาขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้หลายอย่าง: ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของน้ำคุณภาพของสายไฟคุณภาพของกราไฟท์และแน่นอนแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ การเริ่มต้นของปฏิกิริยาของฉันล่าช้าไปสองสามวินาที ออกซิเจนเริ่มมีวิวัฒนาการที่อิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแบตเตอรี่ ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับลบ ควรสังเกตว่ามีฟองไฮโดรเจนมากขึ้น ฟองอากาศขนาดเล็กมากเกาะอยู่รอบ ๆ ส่วนของแกรไฟต์ที่จมอยู่ในน้ำ จากนั้นฟองอากาศบางส่วนก็เริ่มลอย
อิเล็กโทรดที่จุดเริ่มต้นของการทดลอง ยังไม่มีฟองแก๊ส ฟองไฮโดรเจนเกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่
มีการทดลองอะไรอีกบ้าง? หากคุณเล่นกับไฮโดรเจนและออกซิเจนเพียงพอแล้วเราจะทำการทดลองอื่นต่อไป เป็นเรื่องที่น่าสนใจมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักวิจัยประจำบ้าน เป็นสิ่งที่น่าสนใจที่ไม่เพียง แต่จะได้เห็นมันเท่านั้น แต่ยังได้กลิ่นอีกด้วย ในประสบการณ์ที่ผ่านมาเราได้รับออกซิเจนและไฮโดรเจนซึ่งในความคิดของฉันไม่น่าตื่นเต้นมากนัก และในการทดลองอื่นเราได้รับสาร 2 ชนิด (มีประโยชน์ในชีวิตประจำวัน) ในตอนเริ่มต้นของการทดลองให้หยุดการทดลองก่อนหน้านี้และทำให้อิเล็กโทรดแห้ง ตอนนี้ใช้เกลือแกง (ซึ่งคุณมักจะใช้ในห้องครัว) และละลายในมวลน้ำ ในกรณีนี้ไม่ใช่จำนวนเล็กน้อย ที่จริงแล้วเกลือในปริมาณที่พอเหมาะเป็นสิ่งเดียวที่ทำให้ประสบการณ์ครั้งที่สองแตกต่างจากครั้งแรก หลังจากละลายเกลือแล้วคุณสามารถทำการทดลองซ้ำได้ทันที ตอนนี้ปฏิกิริยาที่แตกต่างกำลังเกิดขึ้น บนอิเล็กโทรดที่ดีไม่ใช่ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาในตอนนี้ แต่เป็นคลอรีน และในด้านลบไฮโดรเจนก็จะถูกปลดปล่อยออกมาด้วย สำหรับแก้วที่มีสารละลายเกลือโซเดียมไฮดรอกไซด์จะยังคงอยู่หลังจากการอิเล็กโทรลิซิสเป็นเวลานาน นี่คือโซดาไฟแอลคาไลที่เราคุ้นเคย
คลอรีนคุณจะสามารถมีกลิ่นหอมได้ แต่เพื่อให้ได้ผลดีที่สุดขอแนะนำให้ใช้แรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 12 V. มิฉะนั้นคุณอาจไม่รู้สึกถึงกลิ่นหอม การมีด่าง (หลังจากอิเล็กโทรลิซิสนานมาก) ในแก้วสามารถตรวจสอบได้หลายวิธี ง่ายที่สุดและรุนแรงที่สุดคือเอามือเข้าไปในแก้ว ลางบอกเหตุทางชาติพันธุ์บอกว่าหากเริ่มรู้สึกแสบร้อนแสดงว่ามีด่างอยู่ในแก้ว วิธีที่ชาญฉลาดและชัดเจนยิ่งขึ้นคือการทดสอบสารสีน้ำเงิน หากโรงเรียนของคุณยากจนมากจนไม่สามารถซื้อกระดาษลิตมัสได้ตัวชี้วัดที่อยู่ในมือจะช่วยคุณได้ หนึ่งในนั้นอย่างที่พวกเขากล่าวว่าสามารถทำหน้าที่เป็นน้ำบีทรูทหนึ่งหยดได้หรือไม่? แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะหยดไขมันเล็กน้อยลงในสารละลาย เท่าที่ฉันรู้ควรมีการทำให้เป็นพิษ
สำหรับคนที่อยากรู้อยากเห็นมากฉันจะอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นจริงระหว่างการทดลอง ในการทดลองครั้งแรกภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าปฏิกิริยาที่คล้ายกันเกิดขึ้น: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 ก๊าซทั้งสองลอยจากน้ำสู่ผิวน้ำตามธรรมชาติ โดยวิธีการที่ก๊าซที่ลอยอยู่สามารถถูกกักไว้ได้ ทำเองได้มั้ย?
ในการทดลองอื่นปฏิกิริยาแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงนอกจากนี้ยังเริ่มต้นด้วยกระแสไฟฟ้า แต่ตอนนี้ไม่เพียง แต่น้ำเท่านั้น แต่ยังมีเกลือทำหน้าที่เป็นรีเอเจนต์ด้วย: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 โปรดทราบว่าปฏิกิริยาจะต้องเกิดขึ้นในน้ำที่มากเกินไป หากต้องการทราบว่าปริมาณเกลือใดที่ถือว่ามากที่สุดคุณสามารถนับได้จากปฏิกิริยาข้างต้น คุณยังคิดได้ว่าจะปรับปรุงอุปกรณ์อย่างไรหรือจะทำการทดลองอะไรได้อีกบ้าง แท้จริงแล้วเป็นไปได้ว่าโซเดียมไฮโปคลอไรต์สามารถรับได้โดยการอิเล็กโทรลิซิส ในสภาพห้องปฏิบัติการโดยส่วนใหญ่จะได้จากการส่งก๊าซคลอรีนผ่านสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์