Производство водорода — Википедия

В конце 70-х годов, среди почитателей нетрадиционной медицины, стала популярной самодельная установка по изготовлению, так называемой, «живой» и «мёртвой» воды.
Популярности этой воды, способствовала её эффективность при лечении многих болячек (как наружных, так и внутренних).
Поддавшись этой моде, мой отец по чертежам какого-то журнала, первый раз сделал этот аппарат в 1986-м году. С тех пор,

Краткая теоретическая часть

Водород, он же hydrogen, – первый элемент таблицы Менделеева – представляет собой легчайшее газообразное вещество, обладающее высокой химической активностью. При окислении (то бишь, горении) выделяет огромное количество теплоты, образуя обычную воду. Охарактеризуем свойства элемента, оформив их в виде тезисов:

  1. Горение водорода – процесс экологически чистый, никаких вредных веществ не выделяется.Бездымное сжигание гидрогена горелкой
  2. Благодаря химической активности газ в свободном виде на Земле не встречается. Зато в составе воды его запасы неиссякаемы.
  3. Элемент добывается в промышленном производстве химическим способом, например, в процессе газификации (пиролиза) каменного угля. Зачастую является побочным продуктом.
  4. Другой способ получения газообразного водорода – электролиз воды в присутствии катализаторов – платины и прочих дорогих сплавов.
  5. Простая смесь газов hydrogen + oxygen (кислород) взрывается от малейшей искры, моментально высвобождая большое количество энергии.

Для справки. Ученые, впервые разделившие молекулу воды на hydrogen и oxygen, назвали смесь гремучим газом из-за склонности к взрыву. Впоследствии она получила название газа Брауна (по фамилии изобретателя) и стала обозначаться гипотетической формулой ННО.

Пожар на водородном дирижаблеРаньше водородом наполняли баллоны дирижаблей, которые нередко взрывались

Из вышесказанного напрашивается следующий вывод: 2 атома водорода легко соединяются с 1 атомом кислорода, а вот расстаются весьма неохотно. Химическая реакция окисления протекает с прямым выделением тепловой энергии в соответствии с формулой:

2H2 + O2 → 2H2O + Q (энергия)

Здесь кроется важный момент, который пригодится нам в дальнейшем разборе полетов: hydrogen вступает в реакцию самопроизвольно от возгорания, а теплота выделяется напрямую. Чтобы разделить молекулу воды, энергию придется затратить:

2H2O → 2H2 + O2 — Q

Это формула электролитической реакции, характеризующая процесс расщепления воды путем подведения электричества. Как это реализовать на практике и сделать генератор водорода своими руками, рассмотрим далее.

Электролизер

Электролиз – химико-физическое явление по разложению веществ на элементы при помощи электротока, которое повсюду используется в производственных целях. На основе данной реакции делаются агрегаты для получения, к примеру, хлора или цветных металлов.

домашний

Электролизная установка, которая состоит из пластин

Постоянный рост расценок на энергетические ресурсы сделал востребованными ионные установки домашнего применения. Что собой представляют подобные конструкции, и как их сделать дома?

Что такое аппарат живой и мёртвой воды?

Если в обычной  воде разместить два электрода (анод и катод) и на 3-4 минуты подать на них  электрический ток, то молекулы воды разделятся на ионы водорода (Н+) и гидроксид-ионы (ОН-), то есть на кислотные и щелочные ионы. Вокруг  анода, вода будет кислой (рН = 4-5), или «мёртвой», а вокруг катода – щелочной (рН = 10-11), или «живой». У этих вод есть ещё одно название: катодная и анодная. Где какая – думаю, вы догадаетесь.

Если между электродами установить полунепроницаемый заслон (в предлагаемой конструкции используется брезентовый мешочек), можно не позволить  двум водам смешиваться.

«Живая» вода получится светлой, практически не отличимой от обычной воды, она будет обладать мягковатым щелочным привкусом. В течении нескольких часов поле приготовления, на дне ёмкости выпадет белый осадок (соли).  

«Мёртвая» вода имеет жёлтый или даже светло-коричневый оттенок, кислая на вкус и на запах (запах напоминает запах йода),  в ней собираются ионы водорода и металлов. Осадок не образуется.

Методы получения водорода

На уроках химии средней школы когда-то давались пояснения на тот счёт, как получить водород из обычной воды, вытекающей из под крана. Есть в химической сфере такое понятие – электролиз. Именно благодаря электролизу имеется возможность получать водород.

Простейшая водородная установка представляет собой некую ёмкость, заполненную водой. Под слоем воды размещаются два пластинчатых электрода. К ним подводится электрический ток. Так как вода является отличным проводником электрического тока, между пластинами устанавливается контакт с малым сопротивлением.

Проходящий сквозь малое водяное сопротивление ток способствует образованию химической реакции, в результате которой образуется водород.

Водород лабораторным путём

Схема экспериментальной водородной установки, которая в прежние времена изучалась в программе средней школы на уроках химии. Как выясняется, для практики современных житейских потребностей уроки те не были лишними

Казалось бы, всё просто и остаётся совсем немного – собрать образовавшийся водород, чтобы применить его в качестве энергетика. Но в химии никогда не обходится без тонких деталей.

Так и здесь: если водород соединяется с кислородом, при определённой концентрации образуется взрывоопасная смесь. Этот момент является одним из критичных явлений, ограничивающих возможности построения достаточно мощных домашних станций.

Парень сделал установку для получения водорода

Роман Урсу. В этом видео хотел показать, как можно из 10 лезвий для бритья сделать небольшой генератор, который будет извлекать из воды водород. Для начала понадобится блок питания от 5 до 12 вольт, силы тока от 0,5 до 2 ампер. Медные провода, стеклянная баночка с герметичной винтовой крышкой. Пластиковая бутылка, кусок пластмассовой линейки. Две капельницы. 10 лезвий. Пищевая соль.
Инструменты: паяльник, клеевый пистолет, канцелярский нож.

37734f21-300e-4b96-a129-83d08bfdb193

Приступим к работе. Залудим края лезвий. Далее всё устанавливаем на линейку. Обратите внимание, расстояние между лезвиями минимально, они не должны соприкасаться. Слишком большое пространство между ними оставлять не надо, иначе потребуется мощный блок питания.

Берем проводки и припаиваем через одно лезвие. Схема подключения идентична с аккумуляторными пластинами.

Основные достоинства отопления на водороде

Данный способ обогрева дома имеет несколько существенных преимуществ, которыми обусловлена возрастающая популярность системы.

  1. Впечатляющий КПД, который нередко достигает 96%.
  2. Экологичность. Единственный побочный продукт, выделяющийся в атмосферу – это водяной пар, который не способен навредить окружающей среде в принципе.
  3. Водородное отопление постепенно заменяет традиционные системы, освобождая людей от необходимости в добыче природных ресурсов – нефти, газа, угля.
  4. Водород действует без огня, тепловая энергия образуется путем каталитической реакции.

Отличия обычного электролиза от современных полимерных мембран

Современные полимерные мембраны SPE/PME сами являются электролитом, поэтому им не требуется вода с содержанием минералов для проводимости тока, в связи с чем они имеют огромное технологическое преимущество, долгий срок службы и способны производить высокую концентрацию чистого Н2.

Отличия обычного электролиза от современных полимерных мембран

Благодаря более низкому электрическому сопротивлению между анодом и катодом в полимерной мембране происходит меньшее падение напряжения и более эффективный электролитический выход H2. Увеличение срока службы мембраны связано с тем, что рН питьевой воды практически не меняется, соответственно не происходит образования минерального налета на электродах.

Почему это важно, что в приборе есть протонобменная мембрана/ Твердый полимерный электролит? Вода в приборе не является электролитом, электролиз идет внутри мембраны, вода только насыщается чистым водородом. Рекомендуется использовать дистиллированную воду или воду обратного осмоса. Это позволяет долгое время сохранять работоспособность мембраны, без необходимости в промывках.

Бывают ли приборы, разделяющие при электролизе водород и кислород, но без протонобменной мембраны? Да, даже самые в первых приборах для электролиза в виде U образной трубки водород и кислород получались отдельно. Но электролитом в них является раствор солей в воде и помимо водорода и кислорода будут выделяться другие соединения. Бывают также приборы с мембраной, отделяющей водород, но при этом мембрана не является твердым полимерным электролитом. Эти приборы требуют использования воды с солями, поэтому мембрана засоряется и требует частых промывок. Узнайте, может ли прибор работать с дистиллированной водой, чтобы понять используется ли в нем SPE/PEM мембрана.

Создание опытного образца

Чтобы вы поняли, с чем имеете дело, для начала предлагаем собрать простейший генератор по производству водорода с минимальными затратами. Конструкция самодельной установки изображена на схеме.

Разложение воды путем электролиза – схема

Из чего состоит примитивный электролизер:

  • реактор – стеклянная либо пластиковая емкость с толстыми стенками;
  • металлические электроды, погружаемые в реактор с водой и подключенные к источнику электропитания;
  • второй резервуар играет роль водяного затвора;
  • трубки для отвода газа HHO.

Важный момент. Электролитическая водородная установка работает только от постоянного тока. Поэтому в качестве источника питания применяйте сетевой адаптер, автомобильное зарядное устройство или аккумулятор. Электрогенератор переменного тока не подойдет.

Принцип работы электролизера следующий:

  1. К двум электродам, погруженным в воду, подводится напряжение, желательно от регулируемого источника. Для улучшения реакции в емкость добавляется немного щелочи либо кислоты (в домашних условиях – обычной соли).Схема разложения воды электричеством
  2. В результате реакции электролиза со стороны катода, подключенного к «минусовой» клемме, станет выделяться водород, а возле анода – кислород.
  3. Смешиваясь, оба газа по трубке поступают в гидрозатвор, выполняющий 2 функции: отделение водяного пара и недопущение вспышки в реакторе.
  4. Из второй емкости гремучий газ ННО подается на горелку, где сжигается с образованием воды.

Чтобы своими руками сделать показанную на схеме конструкцию генератора, потребуется 2 стеклянных бутылки с широкими горлышками и крышками, медицинская капельница и 2 десятка саморезов. Полный набор материалов продемонстрирован на фото.

Комплект материалов для изготовления генератора

Из специальных инструментов потребуется клеевой пистолет для герметизации пластиковых крышек. Порядок изготовления простой:

  1. Плоские деревянные палочки скрутите саморезами, располагая их концами в разные стороны. Спаяйте головки шурупов между собой и подсоедините провода – получите будущие электроды.
  2. Проделайте отверстие в крышке, просуньте туда разрезанный корпус капельницы и провода, затем герметизируйте с 2 сторон клеевым пистолетом.
  3. Поместите электроды в бутылку и завинтите крышку.
  4. Во второй крышке просверлите 2 отверстия, вставьте трубки капельниц и накрутите на бутылку, заполненную обычной водой.Самодельный электролизер в сборе

Для запуска генератора водорода налейте в реактор подсоленную воду и включите источник питания. Начало реакции ознаменуется появлением пузырьков газа в обеих емкостях. Отрегулируйте напряжение до оптимального значения и подожгите газ Брауна, выходящий из иглы капельницы.

Второй важный момент. Слишком высокое напряжение подавать нельзя — электролит, нагревшийся до 65 °С и более, начнет интенсивно испаряться. Из-за большого количества водяного пара разжечь горелку не удастся. Подробности сборки и запуска импровизированного водородного генератора смотрите на видео:

Свойства живой (катодной) воды

Свои целебные свойства, вода сохраняет в течении 2-х суток максимум. Хранить её нужно в закрытой стеклянной ёмкости. Она не должна контактировать с металлом.  Вообще, лучше готовить свежую воду каждый день (если у вас длительное лечение)

Живая вода содействует активации защитных сил организма. Работает комплексно, улучшая общее состояние здоровья:

— Является мощным биостимулятором, повышает иммунитет;

— Стимулирует систему обмена веществ, улучшает аппетит, пищеварение и кровообращение , повышает давление крови у гипотоников;

— Помогает регенерироваться слизистой оболочке толстого кишечника, восстанавливая его функции; 

— Улучшает работу  печени. 

— Очень эффективно заживляет раны на коже. Лечит ожоги, язву желудка и двенадцатиперстной кишки. 

— Косметологический эффект: устраняет морщины,  кожу делает мягкой, волосы выглядят значительно более здоровыми, перхоть исчезает;

— Живая вода способствует лучшему переносу кислорода к клеткам, оптимизируя нормальный окислительно-восстановительный и метаболический процесс;

— Чай, заваренный на такой воде, является более полезным, т.к. живая вода способствует более полному извлечению полезных веществ из чего-либо;

— Ослабляет последствия радиоактивного облучения.

Самостоятельное изготовление электролизера

Сделать электролизер собственными руками может всякий человек. Для сборочного процесса самой обычной конструкции понадобятся нижеследующие материалы:

  • лист нержавеющей стали (оптимальные варианты – иностранная AISI 316L или наша 03Х16Н15М3);
  • болты М6х150;
  • шайбы и гайки;
  • прозрачная трубка – можно использовать ватерпас, который применяется в целях строительства;
  • несколько штуцеров типа «елочка» с внешним диаметром 8 мм;
  • контейнер из пластика объемом 1,5 л;
  • маленькой фильтрующий водопроводную воду фильтр, к примеру, фильтр для машин для стирки;
  • обратный водный клапан.

Сборочный процесс

Собирать электролизер собственными руками следует по следующей инструкции:

  1. В первую очередь нужно разметить и последующую распилку листа нержавеющей стали на одинаковые квадраты. Распилка может выполняться угловой шлифмашинкой (угловой шлифмашиной). Один из уголков в подобных квадратах обязан быть спилен под угол для верного закрепления пластин;
  2. Дальше понадобится сделать отверстие для болта на противоположной от углового спила стороне пластины;
  3. Соединение пластин следует производить по очереди: одна пластина на «+», следующая на «-» и так дальше;
  4. Между разно заряженными пластинами должен находиться изолятор, которым выступает трубка от ватерпаса. Ее следует разрезать на кольца, какие следует разрезать вдоль для получения полосок толщиной 1 мм. Подобного расстояния между пластин достаточно для хорошего выделения газа при электролизе;
  5. Скрепление пластин вместе выполняется при помощи шайб так: на болт садится шайба, потом – пластина, дальше – три шайбы, после – пластина и так дальше. Пластины, благоприятно заряженные, размещаются зеркально отрицательно заряженных листов. Это дает возможность не позволить задевание электродов спиленными краями;
электролиз

Собранные вместе пластины электролизной установки

  1. Собирая пластины, следует одновременно выполнять их изоляцию и затяжку гаек;
  2. Также каждую пластину необходимо прозвонить для того, чтобы быть увереным в отсутствии короткого замыкания;
  3. Дальше всю сборку требуется уместить в бокс из пластика;
  4. После чего стоит выделить места касания болтов о стены контейнера, где и высверлить два отверстия. Если болты не влезают в емкость, тогда их нужно подрезать ножовкой;
  5. Дальше болты затягиваются гайками и шайбами для герметичности конструкции;
кислород водород

Пластины, помещенные в контейнер из пластика

  1. После проделанных действий понадобится выполнить отверстия в крышке контейнера и вставить в них штуцера. Непроницаемость в этом случае можно обеспечить при помощи промазки швов герметиками на силиконовой основе;
  2. Защитный клапан и фильтр в конструкции размещаются на выходе газа и служат средством контроля чрезмерного его накопления, способное привести к плохим результатам;
  3. Электролизная установка собрана.

Последний этап – испытание, которое выполняется подобным образом:

  • заполнение водой емкости до отметки болтов для крепежа;
  • подключение питания к прибору;
  • подключение к штуцеру трубки, противоположный конец которой опускается в воду.

Если будет подан на установку слабый ток, то выпускание газа через трубку будет практически неприметно, однако изнутри электролизера его можно будет смотреть. Повышая переменный ток, добавляя щелочной катализатор в воду, можно значительно расширить выход газового вещества.

Сделанный электролизер как правило выступает важной частью многих устройств, к примеру, водородной горелки.

домашний

внешний вид водородной горелки, основой которой считается собственноручно сделанный электролизер

Зная типы, ключевые характеристики, устройство и рабочий принцип ионных установок, можно выполнить правильную сборку самодельной конструкции, которые является прекрасным помощником в самых разных бытовых ситуациях: от сварки и экономии топливного расхода автомобильного транспорта до функционирования систем отопления.

Крупнейшие производители водорода[править | править код]

  • Air Liquide
  • Linde AG
  • Praxair

Правила техники безопасности

Получение водорода в домашних условиях возможно лишь при ответственном подходе к работе. Этот газ способен легко загореться или взорваться, особенно при использовании аппаратов, собранных своими руками.

Чтобы избежать утечек, перед процедурой электролиза следует проверить герметичность всех частей электролизера:

Техника безопасности при работе с водородом

Техника безопасности при работе с водородом

  • трубки;
  • насос;
  • резервуар.

Небезопасными могут быть и покупные аппараты, особенно неизвестных производителей. Брак может случиться и у самых известных брендов, но риск этого намного меньше – там продукцию тщательно проверяют.

В промышленности добыча водорода необходима для энергетики, например, на нем работают такие энергоисточники, как высокотемпературные реакторы с гелиевым теплоносителем. Применяют элемент и в производстве пластиков, синтетических волокон, извести и цемента, листового стекла. В домашних условиях его используют для отопления помещений и снижения расходов автомобильного топлива.

Видео по теме: Водород — открытие, получение, применение

См. также[править | править код]

  • Хранение водорода
  • Доставка водорода
  • Водородная заправочная станция
  • Водородный транспорт
  • Солнечный коллектор
  • Фотоводород

Как сделать аппарат живой и мёртвой воды

Прибор работает от сети переменного тока 220В. Непосредственно для приготовления воды нужен постоянный ток. Поэтому, в цепи питания одного из электродов установлен мощный диод. Два электрода из нержавеющей стали закреплены на изолирующей основе из органического стекла.

zen.yandex.ru

Длина электродов разная – для удобства во время эксплуатации. На коротком будет мёртвая вода, на длинном – живая.

Для выпрямления тока, используется диод рассчитанный на ток 10А и напряжение не менее 250В. В данной схеме, можно использовать советские диоды серии (Д245 – Д247).

Подробная схема прибора на этом фото:

Вконце статьи — видео об этом же приборе

zen.yandex.ru

Для безопасности, стоит предусмотреть защитный кожух для верхней части прибора, т.к. все элементы в процессе работы, будут под опасным напряжением сети 220В!

 Для приготовления воды, можно использовать банку, ёмкостью 2 или 3 литра. Наливаете воду в банку, процентов на 70-80. Оставьте место для воды, которую вытеснит наполненный мешочек.

zen.yandex.ru

Теперь наливаете воду в мешочек и погружаете его в банку. Непокрытый водой мешочек должен выступать над уровнем воды на 1-2 см – чтобы воды не смешивались.

zen.yandex.ru

Погружаете в банку аппарат. Длинный электрод в банке, а короткий в мешочке. Включаете прибор в сеть.

Внимание! Меры безопасности!

С момента включения прибора в сеть 220В, НЕЛЬЗЯ прикасаться к диоду, электродам, воде и прочим элементам, которые могут проводить электрический ток. Прикосновение чревато поражением электрическим током.

Рядом не должны находиться дети, животные… Нельзя отвлекаться, чтобы не оставить прибор без присмотра!

zen.yandex.ru

Продолжительность приготовления зависит от жёсткости воды. Признаком того, что вода готова, является начало активного бурления воды вокруг электродов (особенно в мешочке).

zen.yandex.ru

Отключите прибор из сети. И только после этого! Извлеките аппарат из банки и тут же доставайте мешочек. Воду из мешочка перелейте в приготовленную ёмкость.

Мешочек и аппарат просушите и уберите в недоступное для детей место.  

Чтобы вычислить оптимальное время приготовления живой и мёртвой воды, я предложу вам следующую методику:

Приготовьте воду за 1,5 минуты. Посмотрите на цвет готовой мёртвой воды. Она должна быть жёлтого цвета (как на фото ниже), может быть слегка коричневого. Если всё так и есть – обе воды готовы.

zen.yandex.ru

Если мёртвая вода слабо жёлтого цвета – залейте новую воду и повторите весь процесс снова, но теперь держите 3 минуты. Если мёртвая вода не стала жёлтой, повторите процесс, увеличив время до 5 минут. В моей практике был случай, когда для приготовления воды, нужно было держать аппарат включенным 9 минут!

Если у вас появились вопросы, спрашивайте в комментариях.

Видео версия статьи: https://youtu.be/2uhQo6x2pqM

Об этой статье

Эту страницу просматривали 63 250 раз.

Электролизер для получения водорода

Расчет заземления

Для того чтобы собрать простейший электролизер своими руками, можно воспользоваться приведенным на рисунке чертежом.


Чертёж простейшего самодельного электролизера

Обратите внимание! Электролизер – это достаточно опасная установка, выделяющийся при работе гремучий газ, скапливаясь в большом количестве, может стать причиной серьезного взрыва. Не следует размещать установку вблизи источников открытого огня, нагревательных приборов.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...