Získanie vodíka. Metódy výroby vodíka

Význam tohto problému je dnes pomerne vysoký vzhľadom na to, že rozsah používania vodíka je mimoriadne rozsiahly a vo svojej čistej forme je takmer kdekoľvek v prírode. Preto bolo vyvinutých niekoľko techník, ktoré vám umožňujú vyrábať tento plyn z iných zlúčenín chemickými a fyzikálne reakcie. To je tiež opísané v článku.

Spôsoby výroby vodíka v priemyselných podmienkach

Ťažba konverziou metánu. Voda v stave pary, predhriateho do 1000 stupňov Celzia, sa zmieša s metánom pod tlakom a v prítomnosti katalyzátora. Je to zaujímavá a overená metóda, treba tiež poznamenať, že sa neustále zlepšuje: vyhľadávanie nových katalyzátorov, lacnejšie a efektívnejšie.

Zvážte najstaršiu metódu na výrobu vodíka - splyňovanie uhlia. S výhradou chýbajúceho prístupu vzduchu a teplotu 1300 stupňov Celzia, vyhrievané uhlie a vodné pary. Tak, vodík sa posunuje z vody a získa sa oxid uhličitý (vodík bude v hornej časti, oxid uhličitý, tiež získaný v dôsledku reakcie vykonanej - v spodnej časti). To bude separácia plynovej zmesi, všetko je veľmi jednoduché.

Príprava vodíka elektrolýza vody Považuje sa za to byť jednoduchá možnosť. Pre jeho implementáciu je potrebné naliať do nádoby riešenie sódy, umiestnenie dvoch elektrických prvkov. Jeden bude účtovaný pozitívne (anóda) a druhá je negatívna (katóda). Keď je prúd dodaný, vodík prejde do katódy a kyslíka na anóde.

Elektrolýza vody.

Získanie vodíka podľa metódy Čiastočná oxidácia. To využíva zliatinu hliníka a galia. Je umiestnený vo vode, čo vedie k tvorbe vodíka a oxidu hlinitého počas reakčného procesu. Gallium je potrebné, aby sa reakcia vyskytla v plnej výške (tento prvok nedovolil hliník predčasne oxidovať).

V v poslednej dobe Získaný význam metódy používania biotechnológie: S výhradou nedostatku kyslíka a síry, chlammediadds začínajú intenzívne zvýrazniť vodík. Veľmi zaujímavý efekt, ktorý je teraz aktívne študovaný.

Chlamydomonas.

Nezabudnite na inú starú, preukázanú metódu výroby vodíka, ktorá je na použitie inak alkalické prvky a vodu. Táto technika je v zásade uskutočniteľná v laboratórnych podmienkach v prítomnosti potrebných bezpečnostných opatrení. Tak, počas reakcie (pokračuje pri zahriatí a s katalyzátormi), je vytvorený kov a oxid vodíka. Zostáva len zbierať.

Získajte vodík interakcia vody a oxidu uhoľnatého Môžete len v priemyselných podmienkach. Vytvorí sa oxid uhličitý a vodík, princíp ich separácie je opísaný vyššie.

Oxid uhoľnatý.

Je možné získať vodík v laboratóriu alebo domov?

Môžete to urobiť, ale je to lepšie nestojí za to. Dôvodom je nebezpečnosť výbuchu vodíka. Okrem toho sú všetky reakcie s jeho uvoľňovaním exotermické, to je sprevádzané intenzívnym uvoľňovaním tepla. V prípade, že ste sa rozhodli syntetizovať vodík doma a ústup z vašich zámerov nie je, potom to bude potrebné urobiť na ulici. Ak nastane núdzová situácia, takže menej obete budú. V najlepšom prípade dokončíte len popáleniny z tepla, ktoré vzniknú počas chemickej reakcie.

Aby sa extrahoval vodík doma, používa sa niekoľko činidiel: medený kuner, Kuchynská soľ, hliník a voda. Samotný proces obsahuje niekoľko stupňov.

Je potrebné zmiešať roztok sodíka s roztokom chloridu sodného, \u200b\u200bčo vedie k roztoku zelenej.
V pripravenom riešení umiestnite hliník.
Kopírovať okolo hliníkových bublín - nič iné ako vodík. Keď hliníková fólia pokrýva červenou krvavou, ukáže, že meď je úplne vylúčená hliníkom z roztoku.

Opäť, ak sa rozhodnete pracovať na získaní vodíka doma, je potrebné dbať na to, aby okolité ľudia trpeli v dôsledku vašej činnosti. Ukázalo sa, aké zaujímavé a bezpečné experimenty s vodíkom sa môžu konať doma.

Dlho som chcel urobiť podobnú vec. Ale potom experimenty s batériou a pár elektród nedosiahli. Chcel som urobiť plnohodnotné prístroje na výrobu vodíka, v množstvách na nafúknutie lopty. Pred vykonaním plnohodnotného zariadenia na elektrolýzu vody doma som sa rozhodol skontrolovať všetko na modeloch.

Celkový diagram elektrolyzéra vyzerá takto.

Tento model nie je vhodný pre plnohodnotnú dennú prevádzku. Ale podarilo sa vám skontrolovať nápad.

Takže pre elektródy som sa rozhodol aplikovať grafit. Krásnym zdrojom grafitu pre elektródy je prúdový zberateľský trolejbus. Plne ležia na koncových zastávkach. Je potrebné pripomenúť, že jedna z elektród sa zrúti.

A spresnite súbor. Intenzita elektrolýzy závisí od pevnosti prúdu a oblasti elektródy.

Drôty sú pripojené k elektródam. Drôty musia byť starostlivo izolované.

Pre prípad elektrolyzéra modelu je celkom vhodný plastové fľaše. V veku sú otvory pre rúrky a drôty.

Všetko je dôkladne vynechané tmelom.

Na pripojenie dvoch kapacít sú vhodné nakrájané krky fľaše.

Musia byť spojené a roztaviť šev.

Orechy sú vyrobené z krytov fliaš.

Uskutočňujú sa dve fľaše na spodných otvoroch. Všetko sa pripája a opatrne sa nalial tmelom.

Budeme používať sieť domácnosti 220V ako zdroj napätia. Chcem varovať, že je to dosť nebezpečná hračka. Takže, ak nie sú dostatočné zručnosti alebo existujú pochybnosti, je lepšie opakovať. V sieti domácnosti máme aktuálnu premennú, je potrebné ju narovnať na elektrolýzu. V tomto prípade sa diódový most zmestí dokonale. Ten, ktorý fotografia nebola dosť mocná a rýchlo vyhorela. Najlepšia voľba Čínsky diódový most MB156 bol v hliníkovom prípade.

Most diód je veľmi vyhrievaný. Bude to aktívne chladenie. Chladič pre počítačový procesor je vhodný, pretože nie je možné. Pre prípad môžete použiť vhodné šírenie. Predávané v elektrotechnici.

Pod mostom diód je potrebné dať niekoľko vrstiev lepenky.

Požadované otvory sú vyrobené v kryte vrások.

Takto je inštalácia ako zbierka. Elektrolyzér je napájaný sieťou, ventilátorom z univerzálneho napájania. Ako elektrolyt sa používa roztok potravinárskej sody. Treba pripomenúť, že čím vyššia je koncentrácia roztoku, tým vyššia je reakčná rýchlosť. Ale v rovnakom čase nad a zahrievaním. Okrem toho jeho príspevok k vykurovaniu bude reakciou rozkladu sodíka v katóde. Táto reakcia je exotermická. V dôsledku toho sa vytvorí vodík a hydroxid sodný.

Toto zariadenie, ktoré bola fotografia vyššie veľmi horúca. Bolo potrebné pravidelne vypnúť a počkať, kým sa ochladzuje. Vykurovací problém bol čiastočne vyriešený ochladením elektrolytu. Aby som to urobil, použil som čerpadlo pre stolnú fontánu. Dlhá trubica prechádza z jednej fľaše do druhej cez čerpadlo a vedro s studenou vodou.

V obmedzenom rozsahu sa používa spôsob interakcie vodných pár s fosforu a tepelným rozkladom uhľovodíkov:

CH4 (1000 ° C) \u003d C + 2H2 (vyniká vo forme plynu).

V niektorých prípadoch sa získa vodík v dôsledku katalytického rozdelenia metanolu s vodnou parou

CH30H + H20 (250 ° C) \u003d CO 2 + 3 H2,

alebo v dôsledku katalytickej tepelnej rozťažnosti amoniaku

2 NH3 (950 ° C) -\u003e N2 + 3 H2.

Tieto počiatočné zlúčeniny sa však získajú vo veľkom meradle vodíka; Medzitým je výroba vodíka obzvlášť jednoduchá a môže byť použitá v takýchto priemyselných odvetviach, ktoré ho konzumujú v relatívne malých množstvách (menej ako 500 m 3 / deň).

Najdôležitejšie spôsoby výroby vodíka.

1. Rozpustil zinok v zriedenej kyseline chlorovodíkovej

ZN + 2 HCl \u003d ZnCl2 + H2

Táto metóda sa najčastejšie používa v laboratóriách.

Namiesto toho kyseliny chlorovodíkovej Môžete tiež použiť zriedenú kyselinu sírovú; Avšak, ak je koncentrácia druhá je príliš vysoká, potom uvoľňovací plyn sa ľahko kontaminuje SO2 a H2S. Pri použití celkom čistého zinku sa vytvárajú ďalšie zlúčeniny kontaminujúce vodík, napríklad popolček 3 a pH 3. Ich prítomnosť určuje nepríjemnú vôňu vodíka vyrobeného týmto spôsobom.

Na čistenie sa vodík prechádza okyslený roztok manganistanu alebo hrbomátu draselného a potom cez roztok hydiny draslíka, ako aj cez koncentrovanú kyselinu sírovú alebo cez vrstvu silikagélu na oslobodenie od vlhkosti. Najmenšie kvapky kvapaliny zachytené vodíkom, keď sa získali a uzavreli v plynových bublinách, je najlepšie eliminovať filtrom z tesne stlačenej konvenčnej alebo sklenej vlny.

Ak musíte použiť čistý zink, potom je potrebné pridať dve kvapky kyseliny platinchloridu kyseliny chlorovodíkovej alebo sulcátovej medi, inak zinok nereaguje.

2. Rozpustenie hliníka alebo kremíka v konzumácii stúpačky

2 Al + 2 NaOH + 6 H20 \u003d 2 Na + 3 H2

Si + 2 KOH + H20 \u003d Na2 SiO 3 + 2 H2

Tieto reakcie boli použité skôr na výrobu vodíka podmienky (Naplniť balóny). Na získanie 1 m3 vodíka (pri 0 ° C a 760 mm Hg. Art.) Je to len 0,81 kg hliníka alebo 0,63 kg silikónu v porovnaní s 2,9 kg zinku alebo 2,5 kg železa.

Namiesto silikónu sa tiež používa aj ferrosilica (metóda kremíka). Zmes ferosilica a riešenie kaustickej NATRA, zavedená krátko pred prvou svetovou vojnou francúzska armáda Pod menom hydrogentu má vlastnosť po zapaľovaní hladká s energeticky uvoľňovaním vodíka nasledujúcou reakciou:

Si + CA (OH) 2 + 2 NaOH \u003d Na2 SiO 3 + CaO + 2 H2.

3. Činnosť sodného na vode

2 Na + 2H20 \u003d 2 NaOH + H2

Vzhľadom na skutočnosť, že čistý sodný reaguje v tomto prípade príliš dôkladne, sa často zavádza do reakcie vo forme amalgámu sodíka; Táto metóda sa používa hlavne na výrobu vodíka, keď sa používajú na obnovenie "v Statu Nascetdi". Podobne, zostávajúce alkalické a alkalické zemné kovy reagujú na sodík s vodou.

4. Akcia hydrid vápenatý na vode

Môže 2 + 2 H20 \u003d Ca (OH) 2 + 2 H2

Táto metóda je vhodná spôsob, ako produkovať vodík v poli podmienkach. Ak chcete získať 1 m3 vodíka, 0,94 kg SAN2 je teoreticky potrebné a okrem vody, nie sú potrebné žiadne iné reagencie.5. Prechod vodnej pary cez horúce horúce horúce

4 H20 + 3 FE \u003d FE3O 4 + 4 H2

S touto reakciou v roku 1783, lavník prvýkrát analyticky dokázal zloženie vody. Oxid železitý vytvorený počas tejto reakcie sa ľahko obnoví na kovové železo, tečie cez IT generátorový plyn tak, že prenos vodnej pary nad rovnakým železom môže byť vykonaná ľubovoľným počtom časov. Táto metóda dlhý čas mal veľký priemyselný význam. V malom rozsahu sa tiež používa aj v súčasnosti.

6. Prenos vodnej pary cez koks.

Pri teplotách nad 1000 ° C je reakcia hlavne v rovnici

H20 + C \u003d CO + H2.

Spočiatku sa získa vodný plyn, t.j. zmesi vodíka a oxidu uhoľnatého s prímesom malého množstva oxidu uhličitého a dusíka. Z oxidu uhličitého sa ľahko uvoľní premytím vodou pod tlakom. Oxid uhoľnatý a dusík sa odstránia použitím procesu Frank-Caro Linde, t.j. skvapalňovania týchto nečistôt, ktoré sa dosahujú ochladením s kvapalným vzduchom na -200 ° C. Stopy sa odstránia, prechádzajú plyn nad ohrievaným zálivom Natron

CO + NaOH \u003d HCOONA - Formád sodného.

Táto metóda poskytuje veľmi čistý vodík, ktorý sa používa napríklad na hydrogenáciu tukov.

Častejšie však vodné plyn v zmesi s vodnými výparami pri 400 ° C prechádza nad zodpovedajúcimi katalyzátormi, napríklad nad oxidom železa alebo kobaltu ( kontaktná metóda Získanie vodného plynu). V tomto prípade reaguje s vodou podľa rovnice

CO + H2 OPAR \u003d CO 2 + H2 ("Konverzia CO").

Tvarovanie CO 2 sa absorbuje vodou (pod tlakom). Zvyšok oxidu uhoľnatého (~ 1 obj.%) Sa premyje roztokom amónneho monochloridu medi. Vodný plyn použitý v tomto spôsobe sa získa prechádzajúcou vodnou parou cez horúcu koksu. V poslednej dobe sa čoraz použije interakcia vodnej pary s prachovým uhlím (konverzia uhoľného prachu v plynoch. Získaný týmto vodným plynom obsahuje zvyčajne veľký počet vodík. Vodík uvoľnený z vodného plynu (dusík obsahujúci) sa používa hlavne na syntézu amoniak a uhlie hydrogenácie.

7. Frakčný viac koksovací plyn.

Podobne ako získanie z vodného plynu, vodík sa môže získať frakčným skvapalňovaním koksu plynu, ktorého hlavnou zložkou je vodík.

Po prvé, koksovací plyn, z ktorého je síra pred odstránená, sa čistí z 2 zavlažovania vodou pod tlakom, po ktorom nasleduje liečba roztokom hydroxidu sodného. Potom postupne oslobodené od zostávajúcich nečistôt s stupňovitou kondenzáciou, vykonaná, kým zostane len vodík; Z iných nečistôt sa čistí premytím silne ochladeného kvapalného dusíka. Táto metóda sa používa hlavne na získanie vodíka na syntézu amoniaku.

8. Interakcia metánu s vodnou parou (rozklad metánu).

Metán interaguje s vodnou parou v prítomnosti vhodných katalyzátorov pri zahrievaní (1100 ° C) rovníctvom

CH 4 + H2 OPAR + 204 KJ (pri konštantnom tlaku).

Teplo potrebné na reakciu by malo byť invertibilné alebo zvonku, alebo aplikovať " vnútorné spaľovanie", t.j. zmiešavací vzduch alebo kyslík takým spôsobom, že časť metánu spaľovaná na oxid uhličitý

CH4 + 2 O 2 \u003d CO 2 + 2 H2 OPAR + 802 KJ (pri konštantnom tlaku).

V tomto prípade je pomer zložiek zvolený s takýmto výpočtom tak, že reakcia ako celok bola exotermická

12 CH4 + 5 H2PAR + 5 O 2 \u003d 29 H2 + 9 CO + 3 CO 2 + 85,3 KJ.

Z oxidu uhoľnatého, vodík sa tiež získa pomocou "konverzie CO". Odstránenie oxidu uhličitého sa vyrába prepláchne vodou pod tlakom. Vodík získaný metódou rozkladu sa používa hlavne pri syntéze amoniaku a hydrogenácie uhlia.

9. Interakcia vodnej pary s fosforu (fialová).

2 p + 8 H20 \u003d 2 H 3 PO 4 + 5N 2

Typicky sa proces uskutočňuje týmto spôsobom: Páry fosforuce získané pri obnove fosforečnanu vápenatého v elektrickej peci sa prechádzajú spolu s vodnou parou cez katalyzátor 400-600 ° C (so zvýšením rovnováhy tejto reakcie sa posunie doľava). Interakcia výsledného počiatočného počiatočného N3P4 s fosforu s tvorbou H3PO3 a pH 3 zabráni rýchlemu ochladeniu reakčných produktov (vytvrdnutie). Táto metóda sa používa predovšetkým, ak vodík prejde na syntézu amoniaku, ktorá sa potom recykluje na dôležité nečistoty, ktoré neobsahujú hnojivo - amónium (zmes amónneho hydro a dihydrofosfátu).

10. Elektrolytická voda rozkladu.

2 H20 \u003d 2 H2 + O 2

Čisté vody prakticky nevykonáva prúdu, takže k nemu sa pridajú elektrolyty (zvyčajne con). S elektrolýzou sa na katóde zvýrazní vodík. Ekvivalentné množstvo kyslíka sa rozlišuje na anóde, čo je preto v tomto spôsobe vedľajší produkt.

Vodík pripravený s elektrolýzou je veľmi čistý, s výnimkou nečistôt malých množstiev kyslíka, ktorý sa ľahko odstráni prechodom plynu cez vhodné katalyzátory, napríklad nad mierne zahrievaným palánom azbest. Preto sa používa pre hydrogenáciu tukov a iných procesov katalytickej hydrogenácie. Vodík získaný touto metódou je dosť drahý.

Použitie vodíka.

V súčasnosti sa získa vodík obrovské množstvá. Je veľmi veľký pri syntéze amoniaku, hydrogenácie tukov a hydrogenácie uhlia, oleje a uhľovodíkov. Okrem toho sa vodík používa na syntézu kyseliny chlorovodíkovej, metylalkoholu, modrej kyseliny, so zváraním a kovaním kovov, ako aj pri výrobe žiaroviek a drahých kameňov. Na predaj, vodík vstupuje do valcov pod tlakom nad 150 atm. Sú natreté v tmavo zelenej farbe a dodávajú sa s červeným nápisom "vodík".

Adrogén sa používa na konverziu kvapalných tukov do pevnej (hydrogenácie), výroby kvapalného paliva hydrogenáciou uhlia a vykurovacieho oleja. V metalurgii sa vodík použije ako redukčné činidlo oxidov alebo chloridov na získanie kovov a nekovových kovov (Nemecko, kremík, galík, zirkónium, hafnium, molybdén, volfrám atď.).

Praktické použitie vodíka je rôznorodé: zvyčajne vyplnia guľôčky-sondy, v chemickom priemysle, slúži ako suroviny na získanie mnohých veľmi dôležitých produktov (amoniak, atď), v potravinách - na prácu zeleninové oleje Pevné tuky atď. Tepla (Až do 2600 ° C), získané spaľovaním vodíka v kyslíku, sa používa na topenie žiaruvzdorných kovov, kremenných atď. Kvapalný vodík je jedným z najúčinnejších prúdových palív. Ročná globálna spotreba vodíka presahuje 1 milión ton.

1 Prednáška 5 Príprava vodíkovej elektrolýzy vodných fyzikálno-chemických báz elektrolýzy vody Hlavnými typmi elektrolyzérov a ich vlastnosti alkalických elektrolytických buniek s elektrolytickým elektrolytom pevného oxidu

2 fyzikálno-chemické zásady procesu elektrolýzy vody CUSO4 - - - CU + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +} Elektronický vodič ponorený do iónového vodiča (roztok elektrolytu, tavenina) alebo v kontakte s ním. Na inklinálnom okraji úseku elektródy, postupy elektródy pokračuje a potenciálny rozdiel je vytvorený - potenciál elektród, ktorých hodnota závisí od povahy elektrochemickej reakcie prúdiacej na povrchu elektródy. Iba rozdiel z potenciálu elektród niekoľkých elektród sa môže merať priamo na meranie. Praktický význam má relatívnych elektródových potenciálov, ktoré sú rozdielom v potenciáli elektródovanej uvažovanej elektródy a porovnávacej elektródy, ktorých elektródový potenciál je podmienený s nulou. Equilibrium Elektrodický potenciál: Napätie buniek zložené z tejto elektródy a porovnávacej elektródy za predpokladu, že rovnováha bola vytvorená na všetkých fázových hraniciach. Elektródový potenciál E zodpovedajúci rovnovážnym podmienkam je spojené so zmenou energie GIBBS? G elektrochemickej reakcie prúdiacej na elektróde (elektródová reakcia), vzťah (1): Z - počet elektrónov zapojených do elektrochemickej rovnováhy; Faraday: F \u200b\u200b\u003d NAE (2)

3 Hodnota potenciálu elektród závisí od koncentrácie alebo aktivity látok AME zapojených do elektrochemickej rovnováhy. Pre kovové elektródy (3): R-univerzálna plynová konštanta; T - teplota; E0 je normálny potenciál elektród zodpovedajúcim elektródovým potenciálom systému, v ktorom je aktivita látok v elektrochemickej rovnováhe rovná jednej. Elektróda môže pozostávať z niekoľkých postupne zahrnutých fáz a na každej z rôznych hraniciach sa môže vykonať určitý samostatný stupeň celkovej reakcie elektródy. Preto by sa mala elektródová reakcia považovať za celkový, konečný proces, ktorý sa skladá z radu po sebe nasledujúcich etáp. Ak namiesto zmeny energie GIBBS, nahradiť algebraické množstvo chemických potenciálov? I, všetky zložky kompletnej reakcie, potom EMF bunka (4): kde? I-- stechiometrický koeficient zložky I v celkovej bunkovej reakcii . Diferenciácia (1) teplota získame teplotný koeficient EMF bunky (5):

4 Reverzibilné uvoľňovanie alebo absorpcia tepla v elektrochemickom bunke je určená hodnotou (6): kde? H je zmena entalpie v kompletnej reakcii alebo jej tepelným účinkom. Ak? H.G, potom sa operácia zmení viac energie, než je reakcia uvoľní a bunka sa ochladí. To znamená, že uvoľňovanie alebo absorpcia tepla počas reverzibilnej bunky je určená podľa vzťahu (7): s prihliadnutím na rovnicu GIBBS - Helmholtz (8): a 1, 5, závislosť pre entalpiu (tepelný účinok reakcie) (9) ): Závislosť tlaku EMF buniek, dôležitá pre plynové elektródy (z 1), (10): V - zmena objemu systému so stechiometrickým transformáciou 1 mol výsledného plynu. Zanedbávanie zmien v objeme kvapalných a pevných fáz:

5 Na získanie 1 m3 (90 g) vodíka, 805 g vody a 2394 A-H elektriny. Elektrická energia vynaložená v tomto procese, KW-H sa rovná produktu množstva elektrickej energie k poklesu napätia na bunke U (B): WEL \u003d 2,394U Teoretická hodnota EMF bunky, ktorá je nevyhnutná pre reverzibilnú reakciu Rozklad vody je určený pomocou pomeru zodpovedá časti energie, ktorú je potrebné priviesť do formy práce: tepelný účinok reakcie rozkladu vody je? H je množstvo práce a vynaložené teplo počas procesu. Zodpovedajúce tepelného účinku The bunkové napätie EQ \u003d? H / ZF sa nazýva tepelné napätie. Je rovná sa napätia buniek v hypotetickom izobaro-izotermickom reverzibilnom procese, v ktorom neexistuje žiadny tepelný a hromadný prenos s vonkajším prostredím a celá energia potrebná pre reakciu (súčet potrebného tepla a práce) formy elektriny. Pretože VEĽKOSŤ VEĽKOSTI VEĽKOSTI VEĽKOSTI V závislosti od teploty je EQ takmer neustále neustále pod elektrolýzou vody, pričom zohľadní teplo odparovania množstva odparovania, "Q \u003d 1,481 V, as elektrolýzou vodnej pary E" Q \u003d 1.25 V. Podiel práce potrebnej na rozklad vody v súvislosti s celkovými nákladmi na energiu v elektrochemickom procese? rovná vzťahu ET / EQ, pretože Znížuje sa pre vodu s nakláňaním tony (pri atmosférickom tlaku det / dt \u003d -0,25 mV-K-1) so zvýšením t, podiel zvyšovania tepla a pri ~ 5000 až takmer všetka energetická energia potrebná na rozklad vody sa používa vo forme tepla (? ~ 0).

6 Náklady na závislosť a energiu v reakcii rozkladu vody na p \u003d 0,1 MPa (teoretické hodnoty WTEL a WTPL nájdené ako WTEL \u003d 2,394ET \u003d 2,394EQ? KW-H a WTText \u003d 2.394 (EQ) \u003d 2,394 EQ (1 -?) KWh.) V reverzibilnej reakcii s elektrolýzou vody, spolu s nákladmi na elektrinu, je zásadne možná priama transformácia tepla dodávaného do bunky do chemickej energie palivovej a oxidačnej kompozície ( vodík a kyslík) v množstve WTArth.

7 v regióne (3) e "q? U? E" Q, s elektrolýzou vody, teplo napájané z vonkajšej strany tepla sa vynakladá na odparovanie vody, s elektrolýzou pary, zvýraznenie tepla , je daná externému prostrediu. V regióne 2, náklady na elektrickú energiu na elektrolýzu sú menšie ako najnižšie teplo spaľovania vodíka v kyslíku, v oblasti 3 - viac ako nižšie, ale menej ako najvyššie. S U\u003e E "Q sa tepelne uvoľnené v bunke uvádza vonkajšie prostredie a náklady na elektrinu na výrobu vodíka presahujú najvyššie teplo spaľovania výslednej kompozície oxidačnej paliva (oblasť 4). Termodynamicky výhodnejšie Na udržanie procesu elektrolýzy pri vysokých teplotách a hodnotách (u blízko k es, s dodávkou tepla z externého zdroja. Pri bunkovom napätí U<Ет (обл1) получение водорода из воды электролизом невозможно. При Ет

8 Za podmienok rovnováhy EH má povrch elektródy v roztoku nulový poplatok: rýchlosť vypúšťania iónov a ionizácie sú vyvážené. Rýchlosť priamych a inverzných elektród reakcií s rovnovážnym elektródovým potenciálom, vyjadreným v elektrických jednotkách, sa nazýva prúd prúdenia. Aktuálna výmena závisí od aktivity reagujúcich iónov? a ANDEGIA aktivácie reakcie elektród (14): tj je štandardný výmenný prúd (pri A \u003d 1); Zjavný koeficient prenosu iónov v roztoku; Z-náboj iónov; Faraday; ? - skutočný potenciál elektród; ? 0 - rovnovážny potenciál elektródy. Rozsah ?? \u003d? - ?? 0 ukazuje, koľko by sa mal potenciál elektródy odstrániť z rovnovážnej hodnoty, aby sa zabezpečila požadovaná rýchlosť vypúšťania alebo tvorby iónov I a nazýva sa prepätie (polarizácia) elektródy. S konštantnou aktivitou iónov v roztoku (z 14),? -Lodnotná funkcia logaritmu I, ktorá je vyjadrená známa rovnica taffelu: ?? \u003d A-BLNI, kde A a B je konštantná. Konštantná konštanta v -tafelevského nakláňania (parameter taffelu) je úmerná teplotou, nepriamo úmerná zdanlivého koeficientu prenosu a je určená procesmi v roztoku a materiáli elektródy, ale nie stav jeho povrch. Konštanta A je určená procesmi na intervalovom okraji a je závislá od materiálu elektródy a stavu jeho povrchu.

9 Polarizácia elektród: vzniká v dôsledku konečnej rýchlosti vypúšťania alebo tvorby iónov (chemická polarizácia), ovplyvňuje prietok procesov elektród. Polarizácia koncentrácie ?? CONT: pozorovaná s významnými prúdovými hustosťami a dlhodobou elektrolýzou. Je spojená s pomalou rýchlosťou príchodu iónov z objemu roztoku na povrchu elektród, ktorý sa uskutočňuje difúziou cez tenkú vrstvu roztoku v blízkosti povrchu. Ióny I / ZF sú neutralizované na povrchu elektródy za jednotku času. S rastúcou polarizáciou elektródy sa prúd iónov k jeho povrchu zvyšuje, pretože ich koncentrácia na samotnej ploche sa znižuje. Tento nárast je obmedzený na konečný prúd, ktorý zodpovedá koncentrácii iónov na povrchu elektródy, ktorá sa rovná nule, tj keď všetky ióny schopné difúzie na jednotku času, aby sa dostali z objemu roztoku na povrchu Elektróda sa okamžite vypúšťa. Ďalšie zvýšenie polarizácie elektródy už nevedie k zvýšeniu I. Hranná hustota prúdu je určená rovnicou (16): kde di je difúzny koeficient iónov; C - objemová koncentrácia iónov; ? - hrúbka vrstvy difúzie; NI - počet prevodov iónov; KD - rýchlosť difúzie konštanta.

10 Polarizácia koncentrácie? K logaritmicky závisí od hustoty prúdu (17): s rastom T KD a zvyšujúcim nárastom a? K kvapky. Miešacie riešenie vedie k zníženiu? a znižovanie? k. Pri prúdení prúdu v roztoku sa v elektrolyte a v membránoch oddeľujú elektródy, dochádza k poklesu ohmného napätia. Okrem toho vylučovanie elektród plynných produktov elektrolýzy vo forme plynových bublín vedie k zvýšeniu rezistivity elektrolytu v blízkosti elektródy a zníženie povrchu kontaktného povrchu elektrolytu - elektródy, tj zvýšiť ohmické straty ( 18): Kde? Ohmické straty v elektrolyte a poréznej membráne; ? Cat - katódové prepätie (celkom? Je definovaný postupmi na katóde); ?? SK - Anodické prepätie (celkom ??, definované procesmi na anóde).

11 v reálnych elektrolyzeroch, vždy u\u003e Eq, t.j., teplo je pridelené do životného prostredia. Distribúcia straty napätia v alkalickom elektrolyzáve pri I \u003d 300 MA-cm-2, t \u003d 353 K, et \u003d 1,18 V a U \u003d 2,40 V: Distribúcia straty napätia Celkové energetické straty v elektrolýznej bunke sa skladá z energie Straty na elektródach charakterizovaných TAFELEVO závislosťou polarizačných kriviek a ohmických stratách v elektrolyte a miestach kontaktov úmerných aktuálnej hustote. Generalizované Volt-AMPS charakteristické pre elektrolytickú bunku má formu (19): U \u003d A + BLNI + Ri a účinná odolnosť buniek Ref \u003d du / di závisí od prúdovej hustoty: REF \u003d B / I + R a nezávisí od aktivity (katalyzity) elektród.

12 Tepelná rovnováha v neprítomnosti prúdových únikov Všetky zložky tepelnej bilancie bunky môžu byť exprimované v elektrických jednotkách. V bunke je pridelené kolesom Joule. S odchádzajúcimi plynmi sa teplo vybije QG, cez chladničky Qhhol, stratami cez steny QT. Vo všeobecnej rovnováhe je potrebné vziať do úvahy odstránenie energie vo forme chemickej energie QKIM (teplo spaľovania za podmienok bunkovej prevádzky) vodíka a kyslíka. S rastúcim zaťažením, podiel tepelných strát cez steny QT vo všeobecnej rovnováhe tepla klesá a QKIM a QD zostávajú nezmenené. Celková strata tepelných citátov \u003d QHIM + QG + QT - krivka 1. ENERGY IZOUPNOSTI V BUNKU je určená jeho Volt-Ampér Charakteristika (krivka 2). V mieste A, uvoľňovanie energie a straty sú rovnaké. Pri práci v režime I Bol som potrebný odstraňovanie tepla cez chladničky. Prakticky sa prevádzka elektrolyzéra vždy vykonáva na I\u003e IA.

13 Špecifická spotreba energie nákladov na elektrickú energiu na jednotku výrobkov počas elektrolýzy závisí od aktuálnej hustoty. S rastúcou i, prepätie anódy a katódy, ohmických strát, úniky prúdu a iných stratách energie, čo vedie k zvýšeniu nákladov na elektrickú energiu na jednotku výroby. Charakteristiky Elektrolyzéra PV-500 pod účinnosťou elektrolyzéru? E berie pomer nižšieho tepla spaľovania 1 m3 vodíka do množstva elektriny, ktorú treba očakávať, že sa pripraví pri rovnakej teplote.

14 Hlavné typy elektrolyzérov a ich konštrukčné vlastnosti a inkluzívny obvod v elektródovom okruhu, všetky elektrolyzéry môžu byť rozdelené do dvoch typov - s monopolarnými a bipolárnymi elektródami. Elektrikáry s monopolarovými elektródami sú zvyčajne vyrábané bunkovým (JOAL) as bipolárnymi typu filtra. V nich je anóda (katóda) každej bunky pripojená elektricky s katódou (anódy) susednej bunky, t.j. bunky sú pripojené v sérii. Podľa typu elektrolytu: s vodným alkalickým elektrolytom (prevádzková teplota - až 500 K); s katiónovou výmenou membrány (pracovná teplota - až 423 k); s elektrolytom pevného oxidu (prevádzková teplota 1100-1300 K.)

15 elektrolyzérov s alkalitovým elektrolytom zvyčajne filtrujte typ. Používajú sa dva typy štruktúr elektrolýzy buniek. V bunke na obr. A katalytická vrstva 2 sa aplikuje priamo na plochú bipolárnu kovovú dosku 3 a výroba plynu sa vyskytuje na vonkajšom povrchu katalytickej vrstvy; Porézny membránový separátor 1 sa vystužení v dištančných vložkách 4 v medzere naplnenej elektrolytom. Ohmické straty sa skladajú zo strát v membráne a v objeme elektrolytu obsahujúceho plynnú fázu v bunke na obr. B Katalytická vrstva 2 sa aplikuje priamo na výpalárku plneného membrány naplneného elektrolytom 1, generácia plynu sa vyskytuje na vnútornom povrchu katalytickej vrstvy; Kontakt s katalytickými vrstvami Bipolárny kov. Doska 3 oddeľuje dve susedné bunky a poskytuje separáciu elektrolýza produktov. Ohmické straty sa skladajú zo strát v membráne a na kontaktnom odolnosti medzi elektródami a bipolárnou doskou.

16 Elektrické reakcie v alkalickom elektrolyzéri: Na katóde: Na anóde: najvýznamnejšie straty polarizácie na elektródach a ohmických stratách v elektrolyte sú najvýznamnejšie. Zníženie polarizácie elektród je dosiahnuté zvýšením prúdu výmeny reakcií elektród, vývoj špecifického povrchu katalyzátorov a zvýšenia jeho účinnosti. Aktuálny výmenný prúd závisí od materiálu (katalyzity) elektród a v súlade s zákonom Arrhenius sa zvyšuje s rastúcou teplotou. Najaktívnejšie katalyzátory procesu uvoľňovania katódom sú Ni, PD, PT kovy, dobre absorbujúci vodík. Z hľadiska hospodárstva sa odporúča použiť nezaplatené katalyzátory. Pre niklové katódy, pri teplotách 298-373 k aktivačnej energii vodíka, je aktivovaná pri I \u003d 1 A-cm-2, je to asi 41 kJ-mol-1 H2, so zvýšením teploty od 298 do 363 na výmenu Prúd sa zvyšuje z 10-7 až 2 * 10-5 A-cm-2.

17 Katalyzátory anódy uvoľňovania kyslíka. Mnohé elektrochemické aktivity kovov pre tento proces má druhy\u003e IR\u003e PT. Typické charakteristiky procesu uvoľňovania anodických oxygenov na NI-na báze kovových katalyzátorov s vodným roztokom vodného roztoku 30% con pri 353 K, i \u003d 2-10-5 A-cm-2: spôsoby zlepšenia efektivity: rozvoj Povrch katalyzátora. Hydropobica. - vedie k zníženiu priemeru separačného priemeru plynových bublín, znížte stupeň naplnenia povrchu plynnej fázy a zvýšenie povrchu kontaktného elektrolytu - katalyzátora, tj k zvýšeniu aktivity elektródy. Hydropobikizácia je viac postihnutá účinnosťou anódy uvoľňovania kyslíka, než na procesy na katóde, v dôsledku menších priemerov vodíkových bublín.

18 Problém Membránampragmy zlepšujúce porézne separačné membrány (membrány), aby sa znížili ohmické straty. Metal-keramické membrány sú dobrá odolnosť proti korózii pri zvýšených teplotách a relatívne nízkej rezistencii. V niklových poréznych difragmentoch s pórovitosťou približne 50%, veľkosti 2 až 30 um a hrúbka 0,4 až 0,7 mm straty napätia v 30% cm-2 sú od 0,1 do 253 K a I-2 A-cm-2 sú od 0,1 do 0,25 V. Porézne membrány, ktoré nemajú elektronickú vodivosť: Riziko skrátených okruhov je znížené a spoľahlivosť elektrolyzéru sa zvyšuje. Najbežnejší materiál pre takéto membrány dnes je azbest alebo Asbokarton, ktorý nie je dostatočne stabilný a podlieha korózii pri teplotách T\u003e 350 K. Jedným z najdôležitejších úloh je vyvinúť korózii odolné v zvýšených teplotách a trvanlivých poréznych materiáloch, ktoré robia nemajú elektronickú vodivosť. Pre membrány alkalických elektrolyzérov. Naposledy, sulfonovaný tetrafluóretylén, titanát bária, hexatitaniát draselný sa aktívne skúmajú ako takéto zdroje. Sľubný materiál pre membrány môže byť porézny oxidovaný nikel.

19 Spôsoby zlepšenia alkalických elektrolyzérov: zvýšenie teploty a tlaku. Zvýšenie teploty v SHHE je sprevádzaná zvýšením tlaku, aby sa zabránilo zablokovaniu alkálií. Ako zvýšenie P, veľkosť plynových bublín a objemový obsah plynu v elektrolytov pokles, tj ohmický straty znižuje, stupeň plnenia povrchu elektródy plynnej fázy a priemery odtrhávania plynových bublín Znížené, objemové naplnenie poréznej elektródy s kvapalným elektrolytom sa zvyšuje, tj zvyšuje účinnosť, používa povrch elektród. Polarizačné charakteristiky niklových elektród: teploty: 1-353; 2-423; 3 - 483; 4 - 538

20 Hlavné charakteristiky výkonných alkalických elektrolyzérov pre prevádzku pod tlakom TAKROUTNÍCTVO PRIPOJENIA KA-M-2 1-2 Napätie na bunke, v 1,75-1,9 Náklady na energiu na výrobu vodíka, KW-H-M-3 4,2- 4.7 Teplota, K 380-400 Prevádzkový tlak, MPA 3-4 Elektrolytový typ 25-30% Konchertancia jedného Aggegatu pre hydrodér, M3-CH-1 100-750

21 Membránová membrána Nafion Proton Exchange Membránová membrána je polymérny film kombinujúci hydrofóbny hlavný reťazec a bočné reťazce obsahujúce kyslé skupiny (hydrofilná časť). V prítomnosti vody v polyméri je lokalizovaná v blízkosti kyselinových skupín, ktoré tvoria oblasť nanoscale hydrát. Hydrofilná časť polyméru poskytuje protónovú transportu a hydrofóbnu časť, stabilizuje morfológiu membrán a zabezpečuje ich mechanickú pevnosť. Výhody TPE: životné prostredie Čistota Možnosť pracovať pri nízkych napätiach na bunke, vysoké prúdové hustoty, vysoké tlaky a teploty Vysoká účinnosť (80 - 90%) Vysoká čistota vodíka (\u003e 99,999%) tuhé elektrolyty - žiadne riziko netesností, \\ t ako v alkalickej u-re

22 Ak je membrána navlhčená, potom sa kyslé skupiny -SO3H hydratované, disociované na SO-3 a H +, čím sa vytvára protón vodivosť. Na anóde v kontakte s vodou sa vytvoria hydroxylové skupiny a protóny sa uvoľňujú. X + H20\u003e X-OHADS + H + + E-Hydroxylové väzby sú roztrhané, tvoria ďalšie protóny: X-OHADY\u003e XO + H + + E- protóny, (hydratované H + .NH2O), migrujú cez membránu, skákanie z Jedna skupina sulfo na druhú a elektróny sa zhromažďujú na katóde, tvoria H2. X-o Komunikácia na anóde sa ponáhľa, tvorí O2. Princíp prevádzky

23 Polymérová membrána - Kyselina - je potrebné použiť materiály odolné voči korózii. (elektródy). Katodické materiály: PT PD anódové materiály: IR, IR2, RH, PT, RH-PT, Bipolárne dosky PT-RU - Grafit pohodlne pripojte bunky postupne - môžete použiť lacnejšie IP bežné parametre: t \u003d 80-150 ° C, tlak Až 30 atm., prúdová hustota až 2 A / cm2, napätie na bunke 1,4 - 2 je odolné voči zmenám výkonu, takže dobre kombinované so solárnymi prvkami. Drahý, pretože Používané drahé kovy. Čistá voda potrebuje kontrolovať pokles tlaku na membráne.

24 Elektrolyzéry pevných oxidov Elektromolyzéry na energiu pre párovú elektrolýzu: (241,8 kJ / mol), elektrolýza vody: 285,83 kJ / mol. Tepelný potenciál je 1,287 pri 800 ° C. Spotreba elektrickej energie sa znižuje zvýšením t, pretože Elektrická energia je čiastočne nahradená tepelnou. ATTITOSTI? G / Y H \u003d 93% pri 100 s, 79% pri 1000 ° C. Teplo sa môže dodať altarmicky a napätie operačného buniek (0,95 - 1,33 V).

25 V špičke sa použije keramický elektrolyt (oxid stabilizovaný oxidom zirkoničitého), ktorý má vodivosť softvéru (O2-) pri teplotách ~ 1000 ° C. Ovládacia teplota sa rozhoduje iónová vodivosť elektrolytu. Katódová reakcia: 2H2O + 4E-\u003e 2H2 + 2O2- Reakcia na anóde: 2O2-\u003e O2 + 4E- (2.2.21)

Elektrolýza vody je najstaršou metódou výroby vodíka. Priechod trvalého prúdu cez vodu, vodík sa akumuluje na katóde a na anóde - kyslík. Príprava vodíka elektrolýzou je veľmi energeticky odolná produkcia, preto sa používa výlučne v oblastiach, kde je tento plyn dostatočne cenný a potrebný.

Získanie vodíka doma je pomerne jednoduchý proces a existuje niekoľko spôsobov, ako to urobiť:

1. Budeme potrebovať riešenie alkálií Nebojte sa týchto mien. Toto je voľný prístup.

Napríklad prostriedok na čistenie rúrok "mól" dokonale vhodný v kompozícii. Vyplním banku trochu alkálie a nalejeme 100 ml vody;

Dôkladne miešame na úplné rozpustenie kryštálov;

Pridajte niekoľko malých kúskov hliníka;

Čakáme asi 3-5 minút, kým reakcia neprenáša čo najrýchlejšie;

Pridajte dodatočne niekoľko kusov hliníka a 10-20 gramov alkálií;

Zatvoríme nádrž so špeciálnou bankou s trubicou, ktorá vedie k nádrži zberu plynu a počkajte niekoľko minút, zatiaľ čo vzduch nejde pod tlak vodíka z nádoby.

2. Izolácia vodíka z hliníka, potravinových solí a síranu meďnatého.

V banke, cítime síran meď a o niečo viac solí;

Všetko s vodou a dobre rozriešte;

Banka vložíme do nádrže s vodou, pretože počas reakcie sa uvoľní mnohé teplo;

V opačnom prípade sa musí všetko urobiť rovnakým spôsobom ako prvým spôsobom.

3. Príprava vodíka z vody prechodom prúdu na 12V cez soľný roztok vo vode. Toto je najjednoduchší spôsob a najvhodnejší pre domáce podmienky. Jediným mínusom tejto metódy je, že vodík vyniká relatívne málo.

So. Teraz viete, ako získať vodík z vody a nielen. Môžete vykonať veľa experimentov. Nezabudnite dodržiavať bezpečnostné pravidlá, aby ste sa vyhli zraneniam.

Získanie vodíka doma

Tento článok popisuje najobľúbenejšie spôsoby, ako vytvoriť najlacnejší vodík doma.

Metóda 1. Hliníkový a alkalický vodík.

Použité alkáliové riešenie - žieravé, alebo žieravé sódy. Zvýraznený vodík je čistejší ako kyseliny reakcie s aktívnymi kovmi.

Vtrasieme do banky malé množstvo živých rastov alebo NATRA a nalejeme 50-100 ml vody, premieša sa, aby sa kryštály úplne rozpustili. Ďalej pridajte niekoľko kusov hliníka. Ihneď sa reakcia začne uvoľňovaním vodíka a tepla, najprv slabé, ale neustále sa zvyšuje.

Čakanie, kým sa reakcia stane aktívnejšie, jemne si vezmite ďalšie 10 g. Alkalické a trochu hliník. Takže budeme výrazne úsilie.

Blokujeme banku, trubicu s trubicou prednej nádoby na kolekciu GASE. Čakáme asi 3 -5 min. Kým vodík vytiahne vzduch z plavidla.

Ako sa tvorí vodík? Oxidový film, ktorý povlak povrchu hliníka je zničený pri kontakte s alkáliou. Pretože hliník je aktívnym kovom, začína reagovať s vodou, rozpustenie v ňom a rozlišuje sa vodík.

2Al + 2NAOH + 6H3O → 2NA + 3H3

Metóda 2. Hliníkový vodík, síran meďnatý a potravinové soli.

V banke sa posmievame malý síran meďnatý a soľou. Pridávame vodu a miešame až do úplného rozpustenia. Roztok by sa mal zmeniť na zelenú farbu, ak sa to nestane, pridajte malé množstvo soli.

Banka musí byť vložená do šálky naplnenej studenou vodou, pretože S reakciou sa pridelí veľké množstvo tepla.

Pridajte trochu hliník do roztoku. Reakcia začne.

Ako sa vyskytne uvoľňovanie vodíka? V tomto procese sa vytvorí chlorid medi, prepláchne oxidový film z kovu. Súčasne so znížením medi je založený plyn.

Metóda 3. Vodík z zinku a kyseliny chlorovodíkovej.

Dali sme do trubicových kúskov zinku a naliali ich s kyselinou chlorovodíkovou.

Byť aktívnym zinkovým kovom, interakciou s kyselinou, sa z neho uzdravuje vodík.

Zn + 2HCL → ZNCL2 + H3

Metóda 4. Vodíková produkcia elektrolýzou.

Preskočíme cez roztok vody a elektrický prúd navinutého soľ. S reakciou, vodík a kyslík sa pridelí.

Získanie vodíka elektrolýzou vody.

Tento model nie je vhodný pre plnohodnotnú dennú prevádzku. Ale podarilo sa vám skontrolovať nápad. Takže pre elektródy som sa rozhodol aplikovať grafit. Krásnym zdrojom grafitu pre elektródy je prúdový zberateľský trolejbus. Plne ležia na koncových zastávkach. Je potrebné pripomenúť, že jedna z elektród sa zrúti.

A spresnite súbor. Intenzita elektrolýzy závisí od pevnosti prúdu a oblasti elektródy. Drôty sú pripojené k elektródam. Drôty musia byť starostlivo izolované. Pre telo elektrolyzéra modelu, plastové fľaše sú celkom vhodné. V veku sú otvory pre rúrky a drôty. Všetko je dôkladne vynechané tmelom.

Na pripojenie dvoch kapacít sú vhodné nakrájané krky fľaše. Musia byť spojené a roztaviť šev. Orechy sú vyrobené z krytov fliaš. Uskutočňujú sa dve fľaše na spodných otvoroch. Všetko sa pripája a opatrne sa nalial tmelom.

Budeme používať sieť domácnosti 220V ako zdroj napätia. Chcem varovať, že je to dosť nebezpečná hračka. Takže, ak nie sú dostatočné zručnosti alebo existujú pochybnosti, je lepšie opakovať. V sieti domácnosti máme aktuálnu premennú, je potrebné ju narovnať na elektrolýzu. V tomto prípade sa diódový most zmestí dokonale. Ten, ktorý fotografia nebola dosť mocná a rýchlo vyhorela. Najlepšia možnosť bola čínska dióda most MB156 v hliníkovom prípade.

Pod mostom diód je potrebné dať niekoľko vrstiev lepenky. Požadované otvory sú vyrobené v kryte vrások. Takto je inštalácia ako zbierka. Elektrolyzér je napájaný sieťou, ventilátorom z univerzálneho napájania. Ako elektrolyt sa používa roztok potravinárskej sody. Treba pripomenúť, že čím vyššia je koncentrácia roztoku, tým vyššia je reakčná rýchlosť. Ale v rovnakom čase nad a zahrievaním. Okrem toho jeho príspevok k vykurovaniu bude reakciou rozkladu sodíka v katóde. Táto reakcia je exotermická. V dôsledku toho sa vytvorí vodík a hydroxid sodný.

Umiestnite spojenie trubice do lopty je dobre vybavená žeriavom. Predáva sa v pet obchodoch v oddelení akvária.

Základné znalosti klasickej elektrolýzy.

Princíp hospodárstva elektrolyzéra na výrobu plynu H3 a O2.

Určite každý vie, či sme znížili dva klince do riešenia pitnej sódy a odoslať pre jeden necht plus a iným mínusom, potom sa vodík uvoľní na zadnej strane a na kyslíku plus.

Teraz je našou úlohou nájsť tento prístup k tomu, aby sa čo najviac tohto plynu a strávil minimálne množstvo elektriny.

Lekcia 1. Napätie

Rozklad vody začína, keď sú elektródy predložené o niečo viac ako 1,8 voltov. Ak ste kŕmili 1 volt, prúd prakticky nie je a plyn nie je uvoľnený, ale keď napätie dostane na hodnotu 1,8 voltov, prúd sa prudko začína rásť. Toto sa nazýva minimálny potenciál elektród, pri ktorom začína elektrolýza. Preto, ak dávame 12 voltov na tieto 2 nechty - potom takýto elektrolyzér bude jesť veľa elektriny a plyn bude malý. Všetka energia pôjde do vykurovacieho elektrolytu.

Pre. Aby bol náš elektrolyzér ekonomický - je potrebné predložiť nie viac ako 2 volty do bunky. Preto, ak máme 12 voltov - rozdelíme ich na 6 bunkách a dostaneme sa na každú 2 voltu na každom 2 volte.

A teraz zjednodušujeme - stačí rozdeliť kapacitu na 6 častiach dosiek, výsledkom je 6 buniek, pripojené v sérii na každej bunke bude 2 volty Každá vnútorná doska na jednej strane bude plus a s iným mínusom. Takže - lekcia číslo 1 naučil \u003d napájanie malé napätie.

Teraz druhá lekcia ekonomiky: vzdialenosť medzi doskami

Čím viac vzdialenosti - tým viac odporu, tým viac trávime prúd, aby sme získali liter plynu. Čím menšia vzdialenosť - tým menej strávi wattov za hodinu na liter plynu. Ďalej budem používať tento konkrétny termín - indikátor účinnosti elektrolýzy / grafiky Je zrejmé, že bližšie dosky sú umiestnené k sebe - tým menšie je napätie potrebné na prechod rovnakého prúdu. A ako je známe, výťažok plynu je priamo úmerný počtu prúdu prúdu cez elektrolyt.

NUPNUTIE MENÉHO POTREBUJÚCEHO PRAKTUJÚCEHO PRAKUMU - ZÍSKAJEME ZAPOJENÉ WAKTY NA RAKU POTREBUJÚCEHO PLYNU.

Teraz 3. lekcia. Oblasť dosky

Ak si vezmeme 2 klince a pomocou prvých dvoch pravidiel na ich umiestnenie a dávať 2 volty na nich - potom plyn dostane dosť trochu, pretože budú chýbať veľmi malý prúd. Skúste za rovnakých podmienok, aby ste mohli vziať dva dosky. Teraz sa počet prúdu a plynu zvýši priamo v oblasti tejto plochy týchto dosiek.

Teraz 4. lekcia: Koncentrácia elektrolytov

Pomocou prvých 3 pravidiel užívajte veľké železné dosky v malej vzdialenosti od seba a dať na ne 2 volty. A položte ich do vody, pridanie jedného štipnutia sódy. Elektrolýza pôjde, ale veľmi pomalý, voda sa zahreje. Ion v riešení bude veľkým spôsobom, odpor bude malý, vykurovanie sa zníži a množstvo plynu sa zvýši

Zdroje: 505soveetov.ru, all-he.ru, zaabatsay.ru, xn ---- dtbbgbt6ann0jm3a.xn - p1ai, Domashnih-usloviyah.ru

Medené nepokoje

Ripy medeného vzniku došlo v Moskve 25. júla 1662. Dôvodom bola nasledujúca okolnosť. Rusko viedol dlhotrvajúcu vojnu ...