L'eau au lieu de l'essence: l'électrolyse est la technologie du futur

Électrolyseur

L'électrolyse est un phénomène physico-chimique de décomposition de substances en éléments à l'aide d'un courant électrique, qui est utilisé partout à des fins industrielles. Sur la base de cette réaction, des agrégats sont réalisés pour obtenir par exemple du chlore ou des métaux non ferreux.

Installation d'électrolyse, qui se compose de plaques

La croissance constante des prix des ressources énergétiques a rendu les installations ioniques à usage domestique en demande. Quelles sont ces structures et comment les fabriquer chez soi?

Informations générales sur l'électrolyseur

Une installation d'électrolyse est un dispositif d'électrolyse qui nécessite une source d'énergie externe, qui se compose structurellement de plusieurs électrodes, qui sont placées dans un récipient rempli d'électrolyte. En outre, cette installation peut être appelée un dispositif de division de l'eau.

Dans des unités similaires, la productivité est considérée comme le paramètre technique clé, c'est-à-dire le volume d'hydrogène produit par heure et se mesure en m3 / h. Les unités stationnaires portent un tel paramètre dans le nom du modèle, par exemple, l'unité à membrane SEU-40 forme 40 mètres cubes par heure. m d'hydrogène.

vue extérieure de l'unité industrielle stationnaire SEU-40

Les autres caractéristiques de ces appareils dépendent entièrement de la destination et du type d'installation. Par exemple, lors de l'électrolyse de l'eau, l'efficacité de l'unité dépend des indicateurs suivants:

1. Le niveau du potentiel d'électrode le plus bas (tension). Pour un bon fonctionnement de l'unité, cette caractéristique doit être comprise entre 1,8 et 2 V par plaque. Si l'alimentation a une tension de 14 V, alors la capacité de la cellule électrolytique avec la solution d'électrolyte a du sens pour diviser les feuilles en 7 cellules. Une installation similaire est appelée cellule sèche. Une valeur plus petite ne démarrera pas l'électrolyse, et une valeur plus élevée augmentera considérablement la consommation d'énergie;

Disposition des plaques dans le bain d'une installation d'électrolyse

1. Plus la distance entre les éléments de la plaque est petite, moins la résistance sera faible, ce qui, lorsqu'un courant important passe, conduit à une augmentation de la production de matière gazeuse;
2. La surface des plaques affecte directement la productivité;
3. Bilan thermique et degré de concentration d'électrolyte;
4. Matériau des composants d'électrode. L'or est considéré comme un matériau coûteux mais merveilleux à utiliser dans les cellules électrolytiques. En raison de son coût élevé, l'acier inoxydable est parfois utilisé.

La chose principale! Dans les constructions d'un type différent, les valeurs auront des paramètres différents.

Les installations d'électrolyse de l'eau peuvent également être utilisées à des fins telles que la décontamination, la purification et l'évaluation de la qualité de l'eau.

Production d'hydrogène par électrolyse de l'eau.

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L'électrolyse de l'eau est l'une des méthodes de production d'hydrogène les plus connues et les mieux étudiées. Il fournit un produit pur (99,6-99,9%H2) en une étape technologique. En termes de coûts de production pour la production d'hydrogène, le coût de l'énergie électrique est d'environ 85%.

L'électrolyse de l'eau est l'une des méthodes de production d'hydrogène les plus connues et les mieux étudiées [433]. Il fournit un produit pur (99,6-99,9% H2) en une seule étape du processus. L'économie du procédé dépend principalement du coût de l'électricité. En termes de coûts de production pour la production d'hydrogène, le coût de l'énergie électrique est d'environ 85%.

Cette méthode a été appliquée dans un certain nombre de pays disposant d'importantes ressources hydroélectriques bon marché.Les plus grands complexes électrochimiques sont situés au Canada, en Inde, en Égypte et en Norvège, mais des milliers d'installations plus petites ont été créées et fonctionnent dans de nombreux pays du monde. Cette méthode est également importante car elle est la plus polyvalente en ce qui concerne l'utilisation de sources d'énergie primaire. Dans le cadre du développement de l'énergie nucléaire, un nouvel essor de l'électrolyse de l'eau est possible sur la base de l'électricité bon marché des centrales nucléaires. Les ressources de l'industrie moderne de l'énergie électrique sont insuffisantes pour obtenir de l'hydrogène comme produit pour une utilisation supplémentaire de l'énergie. Si l'électricité est obtenue à partir de l'énergie atomique la moins chère, alors avec l'efficacité du processus de production d'électricité égale à 40% (dans le cas des réacteurs surgénérateurs rapides) et l'efficacité du processus de production d'hydrogène par électrolyse même 80%, le total l'efficacité du processus d'électrolyse sera de 0,8-0,4 = 0,32, ou 32%. De plus, si nous supposons que l'électricité représente 25% de la production totale d'énergie et que 40% de l'électricité est consommée pour l'électrolyse, alors la contribution de cette source à l'approvisionnement énergétique total sera au mieux de 0,25XX 0,4-0,32 = 0,032, ou 3, 2%. Par conséquent, l'électrolyse de l'eau comme méthode de production d'hydrogène pour l'approvisionnement énergétique peut être envisagée dans des cadres strictement limités. Cependant, en tant que méthode de production d'hydrogène pour les industries chimique et métallurgique, il doit être armé technologiquement, car dans certaines conditions économiques, il peut être utilisé à une échelle industrielle à grande échelle.

L'électrolyse peut être utilisée avec succès dans les centrales hydroélectriques ou dans les cas où les centrales thermiques et nucléaires ont une capacité excédentaire, et la production d'hydrogène est un moyen d'utiliser, de stocker et de stocker l'énergie. Pour cela, des électrolyseurs puissants d'une capacité allant jusqu'à 1 million de m3 d'hydrogène par jour peuvent être utilisés. Dans une grande usine d'électrolyse de l'eau d'une capacité de 450 tonnes / jour ou plus, la consommation d'énergie pour 1 m3 d'hydrogène peut être portée à 4–4,5 kWh. Avec une telle consommation d'énergie dans un certain nombre de situations énergétiques, l'électrolyse de l'eau, même dans les conditions modernes, peut devenir une méthode compétitive pour produire de l'hydrogène [435].

Le procédé électrochimique de production d'hydrogène à partir d'eau présente les qualités positives suivantes: 1) haute pureté de l'hydrogène produit - jusqu'à 99,99% et plus; 2) la simplicité du processus technologique, sa continuité, la possibilité de l'automatisation la plus complète, l'absence de pièces mobiles dans la cellule électrolytique; 3) la possibilité d'obtenir les sous-produits les plus précieux - eau lourde et oxygène; 4) matière première généralement disponible et inépuisable - eau; 5) flexibilité du procédé et possibilité de produire de l'hydrogène directement sous pression; 6) séparation physique de l'hydrogène et de l'oxygène dans le processus même d'électrolyse.

Dans tous les processus de production d'hydrogène, la décomposition de l'eau produira des quantités importantes d'oxygène en tant que sous-produit. Cela fournira de nouvelles incitations à son application. Il trouvera sa place non seulement comme accélérateur de procédés technologiques, mais aussi comme épurateur irremplaçable et plus sain des réservoirs et des effluents industriels. Ce champ d'utilisation de l'oxygène peut être étendu à l'atmosphère, au sol, à l'eau. La combustion de quantités croissantes de déchets municipaux dans l'oxygène pourrait résoudre le problème des déchets solides dans les grandes villes.

Un sous-produit encore plus précieux de l'électrolyse de l'eau est l'eau lourde, un bon modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. En outre, l'eau lourde est utilisée comme matière première pour la production de deutérium, qui à son tour est une matière première pour l'ingénierie de l'énergie thermonucléaire.

Décomposition électrolytique de l'eau.

2 H2O = 2 H2 + O2

L'eau pure ne conduit pratiquement pas de courant, c'est pourquoi des électrolytes (généralement du KOH) y sont ajoutés. Lors de l'électrolyse, de l'hydrogène est libéré à la cathode.Une quantité équivalente d'oxygène est libérée à l'anode, qui est donc un sous-produit de cette méthode.

L'hydrogène produit par électrolyse est très pur, mis à part le mélange de petites quantités d'oxygène, qui peut être facilement éliminé en faisant passer le gaz sur des catalyseurs appropriés, par exemple sur du palladium sur amiante légèrement chauffé. Par conséquent, il est utilisé à la fois pour l'hydrogénation des graisses et pour d'autres procédés d'hydrogénation catalytique. L'hydrogène produit par cette méthode est assez coûteux.

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Date d'ajout: 2016-10-26; vues: 13219; COMMANDER DES TRAVAUX D'ÉCRITURE

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Un appareil très simple a des électrolyseurs qui divisent l'eau en oxygène et hydrogène. Ils se composent d'un récipient avec un électrolyte, dans lequel sont placées des électrodes, connectées à une source d'énergie.

La conception de l'installation d'électrolyse la plus simple

Le principe de fonctionnement d'une installation d'électrolyse est que le courant électrique traversant l'électrolyte a une tension suffisante pour décomposer l'eau en molécules. Le résultat du processus est que l'anode libère une partie d'oxygène et la cathode crée deux parties d'hydrogène.

Désinfection de l'eau par électrolyse directe

Qu'est-ce que l'électrolyse directe de l'eau?

Le passage d'un courant électrique à travers l'eau traitée s'accompagne d'une série de réactions électrochimiques, à la suite desquelles de nouvelles substances se forment dans l'eau et la structure des interactions intermoléculaires change. Lors de l'électrolyse directe de l'eau, des oxydants sont synthétisés - oxygène, ozone, peroxyde d'hydrogène, etc. De plus, du chlore résiduel se forme dans l'eau même avec une très faible teneur en chlorure lors de l'électrolyse directe, ce qui est très important pour l'effet prolongé de la désinfection de l'eau .

Théorie du processus d'électrolyse de l'eau

Dans une forme simplifiée, l'électrolyse directe de l'eau consiste en plusieurs processus.

1) Processus électrochimique.

Dans l'eau (H2O), deux plaques (électrodes) sont situées en parallèle: l'anode et la cathode. Une tension continue appliquée aux électrodes conduit à l'électrolyse de l'eau.

L'anode produit oxygène: 2H2O → O2 + 4H + + 4e− (l'eau est acidifiée).

De l'hydrogène se forme à la cathode: 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− (l'eau devient alcaline).

La quantité d'hydrogène générée est négligeable et n'est pas un gros problème.

L'utilisation d'électrodes spéciales permet de produire de l'ozone et du peroxyde d'hydrogène à partir de l'eau.

L'anode produit ozone: 3H2O → O3 + 6e− + 6H + (l'eau est acidifiée).

À la cathode - peroxyde d'hydrogène: O2 + 2H2O + 2e− → H2O2 + 2OH− (l'eau est alcalinisée).

L'eau fraîche naturelle (non distillée) contient toujours des sels minéraux - sulfates, carbonates, chlorures. Afin d'obtenir du chlore pour un effet prolongé de désinfection de l'eau, seuls les chlorures présentent un intérêt. Dans l'eau, ils sont principalement représentés par le chlorure de sodium (NaCl), le chlorure de calcium (CaCl) et le chlorure de potassium (KCl).

En utilisant l'exemple du chlorure de sodium, la réaction de formation de chlore par électrolyse sera la suivante.

Sel dissous dans l'eau: 2NaCl + H2O → 2Na + + 2Cl– + 2H2O

Lors de l'électrolyse, du chlore se forme à l'anode: 2Cl– → Cl2+ 2e– (l'eau est acidifiée).

Et à la cathode, il se forme de l'hydroxyde de sodium: Na + + OH– → NaOH (l'eau devient alcaline).

Cette réaction est de courte durée, car tout chlore produit à l'anode est rapidement consommé pour former l'hypochlorite de sodium: Cl2 + 2NaOH → H2 + 2NaOCl.

Des réactions d'électrolyse similaires se produisent avec les chlorures de calcium et de potassium.

Ainsi, à la suite de l'électrolyse de l'eau douce, un mélange d'oxydants forts est généré: oxygène + ozone + peroxyde d'hydrogène + hypochlorite de sodium.

2) Processus électromagnétique.

Une molécule d'eau est un petit dipôle contenant des charges positives (du côté de l'hydrogène) et négatives (du côté de l'oxygène) aux pôles.Dans un champ électromagnétique, la partie hydrogène de la molécule d'eau est attirée vers la cathode et la partie oxygène vers l'anode. Cela conduit à un affaiblissement et même à une rupture des liaisons hydrogène dans la molécule d'eau. L'affaiblissement des liaisons hydrogène favorise la formation d'oxygène atomique. La présence d'oxygène atomique dans l'eau contribue à réduire la dureté de l'eau. Le calcium est toujours présent dans l'eau ordinaire. Les ions Ca + sont oxydés par l'oxygène atomique: Ca + + O → CaO. L'oxyde de calcium, combiné à l'eau, forme un hydrate d'oxyde de calcium: CaO + H2O → Ca (OH) 2. L'hydrate d'oxyde de calcium est une base forte, facilement soluble dans l'eau. Des processus similaires se produisent avec d'autres éléments de la dureté de l'eau.

3) Processus de cavitation.

À la suite du processus électrochimique et électromagnétique, des bulles de gaz microscopiques d'oxygène et d'hydrogène se forment. Un nuage blanchâtre apparaît près de la surface des électrodes, constitué de bulles émergentes. En étant emportées par l'écoulement de l'eau, les bulles se déplacent vers la région où la vitesse d'écoulement est plus faible et la pression est plus élevée, et elles s'effondrent à une vitesse élevée.

L'effondrement instantané de la bulle libère une énergie énorme qui détruit la paroi d'eau de la bulle, c'est-à-dire molécules d'eau. La conséquence de la destruction d'une molécule d'eau est la formation d'ions hydrogène et oxygène, de particules atomiques d'hydrogène et d'oxygène, de molécules d'hydrogène et d'oxygène, d'hydroxyles et d'autres substances.

Les processus énumérés contribuent à la formation du principal oxydant - l'oxygène atomique.

Quelle est la particularité de l'électrolyse directe de l'eau?

La désinfection de l'eau par électrolyse directe est un type de traitement oxydant de l'eau, mais elle est fondamentalement différente des méthodes de désinfection courantes en ce que les oxydants sont produits à partir de l'eau elle-même, et non introduits de l'extérieur et, ayant rempli leur fonction, passent en l'état précédent. L'efficacité de la désinfection de l'eau par électrolyse directe est plusieurs fois supérieure à celle des méthodes chimiques. L'électrolyse directe de l'eau favorise élimination de la couleur, du sulfure d'hydrogène, de l'ammonium eau de source. L'électrolyse directe ne nécessite pas de pompes doseuses ni de réactifs.

Le chlore, nécessaire pour éviter la contamination bactérienne secondaire de l'eau dans les réseaux de distribution, est activé à partir des sels minéraux naturels de l'eau traversant l'électrolyseur et s'y dissout instantanément. L'électrolyse directe décompose les chloramines, les convertissant en azote et en sel.

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Types d'électrolyseurs

Les dispositifs de fractionnement de l'eau sont des types suivants:

Ces électrolyseurs ont la conception la plus primitive (photo ci-dessus). Ils se caractérisent par la caractéristique que la manipulation du nombre de cellules vous donnera la possibilité d'alimenter l'appareil à partir d'une source avec n'importe quelle tension.

Vue fluide

Ces installations ont dans leur propre conception une baignoire entièrement remplie d'électrolyte avec des éléments d'électrode et un réservoir.

Le dispositif d'un électrolyseur à écoulement continu classique, où A est un bain avec des électrodes, D est un réservoir, B, E sont des tubes, C est une vanne de sortie

Le principe de fonctionnement de l'installation d'électrolyse à flux continu est le suivant (à partir de l'image ci-dessus):

• lorsque l'électrolyse fuit, l'électrolyte est expulsé simultanément avec le gaz à travers le tuyau "B" dans le réservoir "D";
• dans le réservoir "D", le processus de séparation des gaz des flux d'électrolyte;
• le gaz sort par la vanne "C";
• la solution d'électrolyte retourne par le tube «E» vers le bain «A».

Intéressant à savoir. Ce principe de fonctionnement est mis en place dans certaines machines à onduleur - la combustion du gaz libéré permet de souder les pièces.

Vue de la membrane

Une installation d'électrolyse à membrane a la même conception que les autres électrolyseurs, mais l'électrolyte est un solide à base de polymère appelé tissu membranaire.

Conception d'électrolyseur à membrane

Le tissu membranaire dans de tels agrégats a un double objectif: le transfert d'ions et de protons, le zonage des électrodes et des produits d'électrolyse.

Vue diaphragme

Lorsqu'une substance ne peut pas pénétrer et affecter l'autre, un diaphragme poreux est utilisé, qui peut être en verre, en fibres de polymère, en céramique ou en amiante.

Le dispositif d'un électrolyseur à diaphragme, où 1 est une sortie pour l'oxygène, 2 est un ballon, 3 est une sortie pour l'hydrogène, 4 est une anode, 5 est une cathode, 6 est un diaphragme

Alcalin

L'électrolyse ne peut pas avoir lieu dans l'eau distillée. Dans de tels cas, il est nécessaire d'utiliser des catalyseurs, qui sont des solutions alcalines de forte concentration. Sur cette base, une partie importante des dispositifs ioniques peut être appelée alcaline.

La chose principale! Il convient de noter que l'utilisation de sel comme catalyseur est nocive, car du chlore gazeux est libéré au cours de la réaction. En règle générale, l'hydroxyde de sodium agit comme un catalyseur merveilleux, qui ne corrode pas les électrodes métalliques et ne contribue pas à la libération de substances nocives.

Electrolyseur fait maison

N'importe qui peut fabriquer un électrolyseur de ses propres mains. Pour le processus d'assemblage de la conception la plus courante, les matériaux suivants seront nécessaires:

• tôle d'acier inoxydable (les meilleures options sont AISI 316L étranger ou le nôtre 03X16H15M3);
• boulons М6х150;
• rondelles et écrous;
• tube transparent - vous pouvez utiliser un niveau à bulle, qui est utilisé à des fins de construction;
• plusieurs raccords à chevrons d'un diamètre extérieur de 8 mm;
• récipient en plastique d'un volume de 1,5 litre;
• un petit filtre filtrant l'eau du robinet, par exemple un filtre pour lave-linge;
• clapet anti-retour d'eau.

processus d'assemblage

Récupérez l'électrolyseur de vos propres mains en suivant les instructions suivantes:

1. Tout d'abord, vous devez marquer et scier ensuite la tôle d'acier inoxydable en carrés identiques. Le sciage peut être fait avec une meuleuse d'angle (meuleuse d'angle). L'un des coins de ces carrés doit être coupé à un angle pour fixer correctement les plaques;
2. Ensuite, vous devez faire un trou pour le boulon sur le côté de la plaque opposé à la coupe de la scie d'angle;
3. La connexion des plaques doit se faire tour à tour: une plaque sur "+", la suivante sur "-" et ainsi de suite;
4. Entre les plaques chargées différemment, il devrait y avoir un isolant, qui agit comme un tube à partir du niveau à bulle. Il doit être coupé en anneaux, qui doivent être coupés dans le sens de la longueur pour obtenir des bandes de 1 mm d'épaisseur. Cette distance entre les plaques est suffisante pour un bon dégagement de gaz lors de l'électrolyse;
5. Les plaques sont fixées ensemble à l'aide de rondelles comme suit: une rondelle repose sur le boulon, puis une plaque, puis trois rondelles, après une plaque, et ainsi de suite. Les plaques, chargées favorablement, sont placées dans une image miroir de feuilles chargées négativement. Cela permet d'éviter que les bords sciés ne touchent les électrodes;

Plaques de l'installation d'électrolyse assemblées

1. Lors de l'assemblage des plaques, vous devez simultanément les isoler et serrer les écrous;
2. De plus, chaque plaque doit être annelée afin d'être sûr qu'il n'y a pas de court-circuit;
3. De plus, l'ensemble complet doit être placé dans une boîte en plastique;
4. Après cela, il convient de mettre en évidence les endroits où les boulons touchent les parois du conteneur, où vous percez deux trous. Si les boulons ne rentrent pas dans le conteneur, ils doivent être coupés avec une scie à métaux;
5. Ensuite, les boulons sont serrés avec des écrous et des rondelles pour l'étanchéité de la structure;

Plaques placées dans un récipient en plastique

1. Après les étapes suivies, vous devrez percer des trous dans le couvercle du récipient et y insérer le raccord. L'imperméabilité dans ce cas peut être assurée en scellant les joints avec des mastics à base de silicone;
2. Une soupape de sécurité et un filtre dans la structure sont situés à la sortie du gaz et servent de moyen de contrôle de l'accumulation excessive de gaz, ce qui peut conduire à de mauvais résultats;
3. L'unité d'électrolyse est assemblée.

La dernière étape est un test, qui est effectué de la même manière:

• remplir le récipient avec de l'eau jusqu'à la marque des boulons pour les attaches;
• connecter l'alimentation à l'appareil;
• raccordement au raccord du tube dont l'extrémité opposée est descendue dans l'eau.

Si un faible courant est appliqué à l'installation, alors le dégagement de gaz à travers le tube sera presque imperceptible, mais il sera possible de le surveiller de l'intérieur de l'électrolyseur. En augmentant le courant alternatif, en ajoutant un catalyseur alcalin à l'eau, le rendement de la substance gazeuse peut être considérablement augmenté.

L'électrolyseur fabriqué, en règle générale, est une partie importante de nombreux appareils, par exemple un brûleur à hydrogène.

l'apparence d'un brûleur à hydrogène, dont la base est considérée comme un électrolyseur fabriqué soi-même

Connaissant les types, les caractéristiques clés, le dispositif et le principe de fonctionnement des installations ioniques, vous pouvez effectuer l'assemblage correct d'une structure fabriquée par vous-même, qui est un excellent assistant dans une variété de situations quotidiennes: du soudage et des économies de consommation de carburant des véhicules à moteur à le fonctionnement des systèmes de chauffage.

Faites l'électrolyseur de vos propres mains

Vous connaissez sûrement le processus d'électrolyse du programme de l'école élémentaire. C'est à ce moment que 2 électrodes polaires sont placées dans l'eau sous courant afin d'obtenir des métaux ou des non-métaux sous leur forme pure. Un électrolyseur est nécessaire pour décomposer les molécules d'eau en oxygène et hydrogène. L'électrolyseur, dans le cadre de mécanismes scientifiques, divise les molécules en ions.

Il existe deux types de cet appareil:

• Electrolyseur sec (il s'agit d'une cellule complètement fermée);
• Electrolyseur humide (ce sont deux plaques métalliques placées dans un récipient d'eau).

Cet appareil est simple au niveau de l'appareil, ce qui permet utiliser même à la maison... Les électrolyseurs divisent les charges d'électrolyse des atomes des molécules en atomes chargés.

Dans notre cas, il divise l'eau en hydrogène positif et oxygène négatif. Pour ce faire, une grande quantité d'énergie est nécessaire et pour réduire la quantité d'énergie requise, un catalyseur est utilisé.

L'eau au lieu de l'essence: l'électrolyse est la technologie du futur

Des démonstrations ont été menées par le professeur Michael Laughton, doyen de l'ingénierie au Queen Mary College de Londres, l'amiral Sir Anthony Griffin, ancien commandant de la marine britannique, et le Dr Keith Hindley, un chimiste de recherche anglais. La cellule Mayer, fabriquée à la maison par l'inventeur à Grove City, Ohio, a produit beaucoup plus de mélange hydrogène-oxygène que ce à quoi on pourrait s'attendre d'une simple électrolyse.

Alors que l'électrolyse de l'eau conventionnelle nécessite un courant, mesuré en ampères, une cellule Mayer produit le même effet en milliampères. De plus, l'eau du robinet ordinaire nécessite l'ajout d'un électrolyte, tel que l'acide sulfurique, pour augmenter la conductivité, la cellule Mayer fonctionne à une capacité énorme avec de l'eau pure.

Selon des témoins oculaires, l'aspect le plus frappant de la cage de Mayer était qu'elle restait froide même après des heures de production de gaz.

Les expériences de Mayer, qu'il jugeait possible de soumettre pour brevet, ont obtenu une série de brevets américains, présentés sous la section 101. La soumission d'un brevet en vertu de cette section est subordonnée à la démonstration réussie de l'invention au Comité d'examen des brevets.

La cellule de Mayer a beaucoup en commun avec une cellule électrolytique, sauf qu'elle fonctionne mieux à haut potentiel et à faible courant que les autres méthodes. La construction est simple.Les électrodes - faisant référence à celles de Mayer - sont constituées de plaques parallèles en acier inoxydable, formant un design plat ou concentrique. La sortie de gaz est inversement proportionnelle à la distance qui les sépare, la distance de 1,5 mm proposée par le brevet donne un bon résultat.

Des différences significatives sont dans la nutrition de la cellule. Mayer utilise une inductance externe qui oscille avec la capacité de la cellule - l'eau pure semble avoir une constante diélectrique d'environ 5 - pour créer un circuit résonnant parallèle.

Il est excité par un puissant générateur d'impulsions qui, avec la capacité de la cellule et la diode de redressement, constitue le circuit de pompage. La fréquence d'impulsion élevée produit un potentiel croissant progressif au niveau des électrodes de la cellule jusqu'à ce que le point où la molécule d'eau se désintègre et qu'une courte impulsion de courant se produise. Le circuit de mesure du courant d'alimentation détecte cette surtension et coupe la source d'impulsions pendant plusieurs cycles, ce qui permet à l'eau de récupérer.

Le chimiste de recherche Keith Hindley propose la description suivante de la démonstration de la cellule de Mayer: «Après une journée de présentations, le comité Griffin a été témoin d'un certain nombre de propriétés importantes de la WFC (pile à combustible à eau, comme l'appelait l'inventeur).

Un groupe de témoins oculaires d'observateurs scientifiques indépendants au Royaume-Uni a déclaré que l'inventeur américain, Stanley Mayer, décompose avec succès l'eau du robinet ordinaire en ses éléments constitutifs grâce à une combinaison d'impulsions à haute tension, avec une consommation de courant moyenne de seulement milliampères. La sortie de gaz fixe était suffisante pour montrer une flamme d'hydrogène-oxygène qui a instantanément fondu l'acier.

Par rapport à l'électrolyse conventionnelle à courant élevé, des témoins oculaires ont déclaré qu'il n'y avait pas de chauffage de la cellule. Mayer a refusé de commenter les détails qui permettraient aux scientifiques de reproduire et d'évaluer sa «cellule d'eau». Cependant, il a soumis une description suffisamment détaillée au Bureau américain des brevets pour le convaincre qu'il pouvait justifier sa demande d'invention.

Une cellule de démonstration était équipée de deux électrodes d'excitation parallèles. Après avoir été remplies d'eau du robinet, les électrodes ont généré du gaz à des niveaux de courant très faibles - pas plus de dixièmes d'ampère, et même des milliampères, comme le prétend Mayer - la sortie de gaz augmentait à mesure que les électrodes se rapprochaient et diminuait à mesure qu'elles s'éloignaient. Le potentiel d'impulsion atteint des dizaines de milliers de volts.

La deuxième cellule contenait 9 cellules en acier inoxydable à double tube et produisait beaucoup plus de gaz. Une série de photographies a été prise montrant la production de gaz à des milliampères. Lorsque la tension a été poussée à sa limite, le gaz est sorti en quantité très impressionnante.

«Nous avons remarqué que l'eau au sommet de la cellule commençait lentement à passer d'une couleur crème pâle à brun foncé, nous sommes presque certains de l'effet du chlore dans l'eau du robinet hautement chlorée sur les tubes en acier inoxydable utilisés pour l'excitation.»

Il a démontré la production de gaz en milliampères et kilovolts.

«L'observation la plus remarquable est que le WFC et tous ses tubes métalliques sont restés complètement froids au toucher, même après plus de 20 minutes de fonctionnement. Le mécanisme de séparation des molécules produit extrêmement peu de chaleur par rapport à l'électrolyse, où l'électrolyte se réchauffe rapidement. "

Le résultat permet d'envisager une production de gaz efficace et contrôlable, rapide à émerger et à exploiter en toute sécurité. Nous avons clairement vu comment les augmentations et les diminutions de capacité sont utilisées pour stimuler la production de gaz. Nous avons vu comment le flux de gaz s'arrêtait et recommençait, respectivement, lorsque la tension d'entrée était désactivée puis rallumée. "

«Après des heures de discussion entre nous, nous avons conclu que Steve Mayer était venu pour inventer une méthode complètement nouvelle pour décomposer l'eau, qui présentait certaines des caractéristiques de l'électrolyse classique. Ceci est confirmé par le fait que ses appareils, réellement fonctionnels, tirés de sa collection, sont certifiés par des brevets américains pour différentes parties du système WFC. Puisqu'ils ont été soumis en vertu de l'article 101 du US Patent Office, l'appareil inclus dans les brevets a été vérifié expérimentalement par des experts du US Patent Office, leurs seconds examinateurs et toutes les demandes ont été établies. "

«Le principal WFC a été soumis à un essai de trois ans. Cela a élevé les brevets délivrés au niveau de preuves indépendantes, critiques, scientifiques et techniques que les dispositifs fonctionnent réellement comme décrit. "

La démonstration pratique de la cellule de Mayer est nettement plus convaincante que le jargon pseudo-scientifique qui est utilisé pour l'expliquer. L'inventeur a personnellement parlé de la distorsion et de la polarisation de la molécule d'eau, conduisant à une rupture indépendante de la liaison sous l'influence du gradient de champ électrique, résonance au sein de la molécule, ce qui renforce l'effet.

Outre l'évolution abondante d'oxygène et d'hydrogène et le chauffage minimal de la cellule, des témoins oculaires rapportent également que l'eau à l'intérieur de la cellule disparaît rapidement, passant dans ses parties constituantes sous forme d'aérosol à partir d'un grand nombre de minuscules bulles recouvrant la surface de la cellule.

Mayer a déclaré qu'il exploitait un convertisseur hydrogène-oxygène depuis 4 ans en utilisant une chaîne de 6 cellules cylindriques.

Nous créons un appareil de nos propres mains

L'appareil pour ce processus peut être fait à la main.

Pour cela, vous aurez besoin de:

• Tôle d'acier inoxydable;
• Boulons M6 x 150;
• Rondelles;
• Des noisettes;
• Tube transparent;
• Éléments de liaison avec filetage des deux côtés;
• Conteneur en plastique d'un litre et demi;
• Filtre à eau;
• Clapet anti-retour pour l'eau.

Une excellente option pour l'acier inoxydable est l'AISI 316L d'un fabricant étranger ou 03X16H15M3 d'un fabricant de notre pays. Il n'est absolument pas nécessaire d'acheter de l'acier inoxydable, vous pouvez prendre l'ancien. 50 à 50 centimètres vous suffisent.

"Pourquoi prendre l'acier inoxydable lui-même?" - tu demandes. Puisque le métal le plus courant se corrode. L'acier inoxydable tolère mieux les alcalis. Devrait esquisser la feuille de manière à la diviser en 16 carrés similaires... Vous pouvez le couper avec une meuleuse d'angle. Dans chaque carré, coupez l'un des coins.

De l'autre côté et dans le coin opposé, à partir du coin scié, percez un trou pour un boulon qui aidera à maintenir les plaques ensemble. L'électrolyseur ne s'arrête pas de fonctionner comme ceci:L'électricité de la plaque s'écoule vers la plaque - et l'eau se décompose en oxygène et hydrogène. Grâce à cela, nous avons besoin d'une bonne plaque négative.

Les plaques doivent être connectées en alternance: plus-moins-plus-moins, avec une méthode similaire, il y aura un fort courant. Pour isoler les plaques une par une, un tube est utilisé. Un anneau est coupé du niveau. En le coupant, on obtient une bande d'une épaisseur d'un millimètre. Cette distance est plus correcte pour faire du gaz.

Les plaques sont interconnectées avec des rondelles: nous mettons une rondelle sur le boulon, puis une plaque et trois rondelles, puis une plaque à nouveau, et ainsi de suite. Sur le plus et le moins, huit assiettes doivent être plantées. Si tout est fait correctement, les coupes des plaques ne toucheront pas les électrodes.

Ensuite, vous devez serrer les écrous et isoler les plaques. Ensuite, nous plaçons la structure dans un récipient en plastique.

Production d'hydrogène domestique

Les méthodes de production d'hydrogène à haute température à domicile ne sont pas applicables. L'électrolyse de l'eau est le plus souvent utilisée ici.

Sélection d'électrolyseur

Pour obtenir un élément de la maison, vous avez besoin d'un appareil spécial - un électrolyseur.Il existe de nombreuses options pour de tels équipements sur le marché, les appareils sont proposés à la fois par des sociétés technologiques bien connues et de petits fabricants. Les unités de marque sont plus chères, mais la qualité de fabrication est meilleure.

L'appareil ménager est petit et facile à utiliser. Ses principaux détails sont:

Electrolyseur - qu'est-ce que c'est

• réformateur;
• système de nettoyage;
• réservoirs de carburant;
• équipement de compresseur;
• un conteneur pour stocker l'hydrogène.

L'eau du robinet simple est utilisée comme matière première et l'électricité provient d'une prise régulière. Les unités solaires économisent de l'électricité.

L'hydrogène domestique est utilisé dans les systèmes de chauffage ou de cuisson. Et aussi ils enrichissent le mélange air-carburant afin d'augmenter la puissance des moteurs de la voiture.

Fabriquer un appareil de vos propres mains

Il est encore moins cher de fabriquer l'appareil vous-même à la maison. Une cellule sèche ressemble à un récipient scellé, qui se compose de deux plaques d'électrode dans un récipient contenant une solution électrolytique. Le World Wide Web propose une variété de schémas d'assemblage pour des appareils de différents modèles:

• avec deux filtres;
• avec une disposition supérieure ou inférieure du récipient;
• avec deux ou trois soupapes;
• avec panneau galvanisé;
• sur les électrodes.

Schéma de l'appareil d'électrolyse

Il n'est pas difficile de créer un appareil simple pour produire de l'hydrogène. Il faudra:

• tôle d'acier inoxydable;
• tube transparent;
• raccords;
• récipient en plastique (1,5 l);
• filtre à eau et clapet anti-retour.

Le dispositif d'un appareil simple pour produire de l'hydrogène

De plus, divers matériels seront nécessaires: écrous, rondelles, boulons. La première étape consiste à couper la feuille en 16 compartiments carrés, à couper un coin de chacun d'eux. Dans le coin opposé, vous devez percer un trou pour boulonner les plaques. Pour assurer un courant constant, les plaques doivent être connectées selon le schéma plus - moins - plus - moins. Ces pièces sont isolées les unes des autres avec un tube, et à la connexion avec un boulon et des rondelles (trois pièces entre les plaques). 8 plaques sont placées sur plus et moins.

Lorsqu'elles sont correctement assemblées, les nervures des plaques ne toucheront pas les électrodes. Les pièces assemblées sont abaissées dans un récipient en plastique. Au point où les murs se touchent, deux trous de montage sont réalisés avec des boulons. Installez une soupape de sécurité pour éliminer l'excès de gaz. Les raccords sont montés dans le couvercle du conteneur et les coutures sont scellées avec du silicone.

Test de l'appareil

Pour tester l'appareil, effectuez plusieurs actions:

Schéma de production d'hydrogène

1. Remplissez de liquide.
2. En couvrant avec un couvercle, connectez une extrémité du tube au raccord.
3. Le second est immergé dans l'eau.
4. Connectez-vous à une source d'alimentation.

Après avoir branché l'appareil dans une prise, après quelques secondes, le processus d'électrolyse et la précipitation seront perceptibles.

L'eau pure n'a pas une bonne conductivité électrique. Pour améliorer cet indicateur, vous devez créer une solution électrolytique en ajoutant un alcali - hydroxyde de sodium. On le trouve dans les produits de nettoyage de tuyaux comme le Mole.

Débogage et test de l'appareil

Ensuite, il est nécessaire de déterminer où les boulons touchent les parois de la boîte et, à ces endroits, percer deux trous. Si, sans raison apparente, il s'avère que les boulons ne rentrent pas dans le conteneur, ils doivent couper et serrer pour l'étanchéité avec des écrous... Vous devez maintenant percer le couvercle et y insérer les connecteurs filetés des deux côtés. Pour assurer l'imperméabilité, le joint doit être scellé avec un mastic à base de silicone.

Après avoir assemblé votre propre électrolyseur de vos propres mains, vous devez le tester. Pour ce faire, connectez l'appareil à une source d'alimentation, remplissez-le d'eau jusqu'aux boulons, mettez le couvercle en connectant un tube au raccord et en abaissant l'extrémité opposée du tube dans l'eau. Si le courant est faible, le courant sera visible de l'intérieur de l'électrolyseur.

Augmentez progressivement le courant de votre appareil maison. L'eau distillée ne conduit pas bien l'électricité car elle ne contient ni sels ni impuretés.Pour préparer l'électrolyte, il est nécessaire d'ajouter un alcali à l'eau. Pour ce faire, vous devez prendre de l'hydroxyde de sodium (contenu dans des moyens de nettoyage des tuyaux tels que "Mole"). Une soupape de sécurité est nécessaire pour empêcher une quantité décente de gaz de s'accumuler.

• Il est préférable d'utiliser de l'eau distillée et de la soude comme catalyseur.
• Vous devez mélanger une partie du bicarbonate de soude avec quarante parties d'eau. Les murs sur les côtés sont mieux en verre acrylique.
• Les électrodes sont de préférence en acier inoxydable. Il est logique d'utiliser de l'or pour les assiettes.
• Utilisez du PVC translucide pour le support. Ils peuvent avoir une taille de 200 par 160 millimètres.
• Vous pouvez utiliser votre propre électrolyseur, fabriqué par vous-même, pour cuire les aliments, pour la combustion complète de l'essence dans les voitures et dans la plupart des cas.

Les électrolyseurs secs sont principalement utilisés pour les machines. Le générateur augmente la puissance du moteur à combustion. L'hydrogène s'enflamme beaucoup plus rapidement que le carburant liquide, augmentant la force du piston. En plus de Mole, vous pouvez prendre Mister Muscle, de la soude caustique, du bicarbonate de soude.

Le générateur ne fonctionne pas sur l'eau potable. Il est préférable de connecter l'électricité comme ceci: la première et la dernière plaque - moins, et sur la plaque au milieu - plus. Plus la surface des plaques est grande et plus le courant est fort, plus le gaz est libéré.

Électrolyse à domicile à faire soi-même

Quand j'étais petite, j'ai toujours voulu faire quelque chose moi-même, de mes propres mains. Mais les parents (et d'autres personnes proches) dans la plupart des cas ne l'ont pas permis. Et je n’ai pas vu alors (et jusqu’à présent je ne vois rien) de mal quand les petits enfants veulent apprendre ??

Bien sûr, je n'ai pas écrit cet article dans le but de rappeler les expériences de l'enfance dans le désir de commencer l'auto-éducation. Juste par accident, alors que je me promenais sur otvet.mail.ru, je suis tombé sur une question de ce genre. Un petit garçon bombardier a posé des questions sur la façon de faire de l'électrolyse à la maison. C'est vrai, je ne lui ai pas répondu, car ce garçon voulait électrolyser le mélange douloureusement suspect ?? J'ai décidé de ne pas en dire plus à cause du péché, de le laisser regarder moi-même dans les livres. Mais il n'y a pas si longtemps, en parcourant à nouveau les forums, j'ai vu une question similaire d'un enseignant d'une école de chimie. A en juger par la description, son école est si pauvre qu'elle ne peut pas (ne veut pas) acheter un électrolyseur pour 300 roubles.L'enseignant (quel problème!) N'a pas pu trouver un moyen de sortir de la situation qui en résulte. Alors je l'ai aidé. Pour ceux qui sont curieux de connaître ce genre de produits faits maison, je poste cet article sur le site.

En fait, le processus de production et l'utilisation de notre canon automoteur sont très primitifs. Mais je vais vous parler de la sécurité d'abord, et de la fabrication - dans le second. Et le fait est que nous parlons d'un électrolyseur de démonstration, et non d'une installation industrielle. Grâce à cela, pour la sécurité, il sera bon de l'alimenter non pas à partir du réseau, mais à partir de piles AA ou à partir d'une batterie. Naturellement, plus la tension est élevée, plus le processus d'électrolyse se déroulera rapidement. Cependant, pour l'observation visuelle des bulles de gaz, il est assez assez 6 V, mais 220 est déjà excessif. avec une telle tension, l'eau, par exemple, va bouillir le plus vite, et ce n'est pas très sûr ... Eh bien, je pense que vous avez compris la tension?

Parlons maintenant de l'endroit et dans quelles conditions nous allons expérimenter. La toute première chose, ce devrait être soit un espace libre, soit une pièce bien ventilée. Bien que j'ai tout fait dans un appartement avec des fenêtres fermées et rien de tel? Deuxièmement, il vaut mieux faire l'expérience sur une bonne table. Le mot «bon» signifie que la table doit être stable, et mieux lourde, rigide et fixée à la surface du sol. Dans ce cas, le revêtement de table doit être résistant aux substances agressives. À propos, la tuile d'une tuile est parfaite pour cela (mais pas toutes, malheureusement). Une table comme celle-ci sera utile non seulement pour cette expérience.Cependant, j'ai tout fait sur un tabouret ordinaire ?? Troisièmement, pendant l'expérience, vous n'avez pas besoin de déplacer la source d'alimentation (dans mon cas, les piles). Grâce à cela, pour plus de fiabilité, il est préférable de les poser immédiatement sur la table et de les réparer pour qu'ils ne bougent pas. Croyez-moi, c'est plus pratique que de les tenir régulièrement avec vos mains. J'ai simplement attaché mes propres piles avec du ruban électrique au premier objet dur que j'ai vu. Quatrièmement, les plats dans lesquels nous allons expérimenter, qu'ils soient petits. Un verre simple s'adapte ou un verre à liqueur. À propos, c'est la façon la plus optimale d'utiliser des lunettes à la maison, par opposition à y verser de l'alcool avec une utilisation ultérieure ...

Eh bien, passons maintenant spécifiquement à l'appareil. Il est fourni dans la figure, mais pour l'instant, je vais expliquer brièvement quoi et quoi.

Nous devons prendre un simple crayon et en retirer l'arbre avec un couteau ordinaire et extraire une mine entière du crayon. Vous pouvez cependant vous inspirer d'un crayon mécanique. Mais il y a deux difficultés à la fois. Le premier est celui habituel. Le plomb d'un crayon mécanique est trop fin, pour nous, cela ne convient tout simplement pas pour une expérience visuelle. La deuxième difficulté est une composition incompréhensible des ardoises actuelles. On a l'impression qu'ils ne sont pas faits de graphite, mais d'autre chose. En général, mon expérience avec un tel "plomb" n'a pas du tout été couronnée de succès, même à une tension de 24 V. Grâce à cela, j'ai eu besoin de choisir un bon crayon simple et boisé. La tige de graphite résultante nous servira d'électrode. Comme vous pouvez l'imaginer, nous avons besoin de deux électrodes. Grâce à cela, on va chercher le deuxième crayon, ou tout simplement casser la tige existante en deux. J'ai fait ça.

Avec n'importe quel fil à portée de main, nous enroulons la première électrode de plomb (avec une extrémité du fil), et nous connectons ce fil au moins de la source d'alimentation (avec l'autre extrémité). Ensuite, nous prenons la deuxième avance et faisons de même avec. Pour cela, sur cette base, nous avons besoin d'un deuxième fil. Mais dans ce cas, nous connectons ce fil au plus de l'alimentation. Si vous avez des problèmes pour attacher la tige de graphite fragile au fil, vous pouvez utiliser les outils à portée de main, tels que du ruban adhésif ou du ruban adhésif. Si cela n'a pas fonctionné pour envelopper la pointe du graphite avec le fil lui-même et que le ruban adhésif ou le ruban isolant n'a pas fourni un contact étroit, essayez de coller le fil avec de la colle conductrice. Si vous ne l'avez pas, attachez au moins le fil au fil avec un fil. Pas besoin d'avoir peur, le fil ne brûlera pas à cause d'une telle tension ??

Pour ceux qui ne connaissent rien aux batteries et aux règles simples de connexion, je vais vous expliquer un peu. La batterie de type doigt produit une tension de 1,5 V. Sur la photo, j'ai deux batteries similaires. De plus, ils sont connectés progressivement - l'un après l'autre, pas en parallèle. Avec une connexion (série) similaire, la tension finale sera résumée à partir de la tension de chaque batterie, c'est-à-dire que pour moi, elle est de 1,5 + 1,5 = 3,0 V. C'est moins que les 6 volts précédemment indiqués. Mais j'étais trop paresseux pour acheter quelques batteries de plus. Principe vous et doit donc être clair ??

Commençons l'expérience. Par exemple, nous nous limiterons à l'électrolyse de l'eau. Premièrement, il est très accessible (j'espère que le lecteur de cet article ne vit pas au Sahara), et deuxièmement, il est inoffensif. De plus, je montrerai comment avec le même appareil (électrolyseur) avec la même substance (eau) pour effectuer deux divers vivre. Je pense que vous avez assez d'imagination pour proposer un tas d'expériences similaires avec d'autres substances ?? En général, l'eau du robinet nous convient. Mais je vous recommande d'en ajouter un peu plus et de le saler. Un peu - cela signifie une petite pincée, pas une cuillère à dessert entière. C'est important! Remuez bien le sel pour le dissoudre. Ainsi, l'eau, étant un diélectrique à l'état pur, conduira parfaitement l'électricité.au début de l'expérience, essuyez la table de l'humidité potentielle, puis placez la source d'alimentation et un verre d'eau dessus.

Nous abaissons les deux électrodes, présentes sous tension, dans l'eau. Dans le même temps, assurez-vous que seul le graphite est immergé dans l'eau et que le fil lui-même ne doit pas toucher l'eau. Le début de l'expérience peut être retardé. Le temps dépend de nombreux facteurs: la composition de l'eau, la qualité des fils, la qualité du graphite et, bien sûr, la tension de la source d'alimentation. Le début de ma réaction a été retardé de quelques secondes. L'oxygène commence à évoluer sur l'électrode qui était connectée au plus des batteries. De l'hydrogène sera libéré sur l'électrode connectée au moins. Il est à noter qu'il y a plus de bulles d'hydrogène. De très petites bulles collent autour de la partie du graphite immergée dans l'eau. Ensuite, certaines des bulles commencent à flotter.

Électrode au début de l'expérience. Il n'y a pas encore de bulles de gaz. Bulles d'hydrogène formées sur l'électrode connectée au pôle négatif des batteries

Quelles autres expériences peut-il y avoir? Si vous avez déjà suffisamment joué avec de l'hydrogène et de l'oxygène, passons à une autre expérience. C'est plus intéressant, surtout pour les chercheurs à domicile. C'est intéressant en ce qu'il est possible non seulement de le voir, mais aussi de le sentir. Dans l'expérience passée, nous avons reçu de l'oxygène et de l'hydrogène, qui, à mon avis, ne sont pas très spectaculaires. Et dans une autre expérience, nous obtenons deux substances (utiles dans la vie de tous les jours, d'ailleurs). au début de l'expérience, arrêtez l'expérience précédente et séchez les électrodes. Maintenant, prenez du sel de table (que vous utilisez habituellement dans la cuisine) et dissolvez-le dans la masse d'eau. Dans ce cas, pas une petite quantité. En fait, une quantité décente de sel est la seule chose qui rend la deuxième expérience différente de la première. Après avoir dissous le sel, vous pouvez immédiatement répéter l'expérience. Maintenant, une réaction différente a lieu. Sur une bonne électrode, ce n'est pas de l'oxygène qui est libéré maintenant, mais du chlore. Et sur le plan négatif, de l'hydrogène est également libéré. Quant au verre dans lequel se trouve la solution saline, de l'hydroxyde de sodium y reste après une électrolyse prolongée. C'est la soude caustique familière, l'alcali.

Le chlore, vous pourrez le sentir. Mais pour le meilleur effet, je recommande de prendre une tension d'au moins 12 V. Sinon, vous risquez de ne pas ressentir l'arôme. La présence d'alcali (après une très longue électrolyse) dans le verre peut être contrôlée de plusieurs manières. Le plus simple et le plus violent est de mettre la main dans le verre. Un présage ethnique dit que si une sensation de brûlure commence, il y a un alcali dans le verre. Le test décisif est une méthode plus intelligente et plus distincte. Si votre école est si pauvre qu'elle n'est même pas en mesure d'acquérir un tournesol, vous serez aidé par des indicateurs pratiques. L'un d'eux, comme on dit, peut servir de goutte de jus de betterave ?? Mais il est tout à fait possible de verser un peu de graisse dans la solution. Autant que je sache, la saponification devrait avoir lieu.

Pour les plus curieux, je décrirai ce qui s'est réellement passé lors des expériences. Dans la première expérience, sous l'influence d'un courant électrique, une réaction similaire a eu lieu: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 Les deux gaz flottent naturellement de l'eau à la surface. À propos, les gaz flottants peuvent être piégés. Serez-vous capable de le faire vous-même?

Dans une autre expérience, la réaction était complètement différente. Il a également été initié par un courant électrique, mais maintenant non seulement l'eau, mais aussi le sel a agi comme réactifs: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 Gardez à l'esprit que la réaction doit avoir lieu dans un excès d'eau. Pour savoir quelle quantité de sel est considérée comme la plus grande, vous pouvez la compter à partir de la réaction ci-dessus. Vous pouvez également réfléchir à la manière d'améliorer l'appareil ou aux autres expériences qui peuvent être effectuées. En effet, il est possible que l'hypochlorite de sodium puisse être obtenu par électrolyse. Dans des conditions de laboratoire, dans la plupart des cas, il est obtenu par passage de chlore gazeux dans une solution d'hydroxyde de sodium.

Purification de l'eau par électrolyse directe

Lorsque l'eau traverse l'électrolyseur, sous l'action d'un courant électrique, des composés spéciaux se forment.Avec leur aide, l'eau peut être désinfectée pendant son écoulement. Cette technologie de désinfection de l'eau sans utilisation de réactifs est aujourd'hui la direction la plus prometteuse.

Contexte scientifique.

La purification de l'eau par électrolyse directe par passage d'un courant électrique provoque des réactions électrochimiques. Ainsi, de nouvelles substances se forment dans l'eau. Il y a également un changement dans la structure des interactions intermoléculaires.

Prérequis environnementaux.

Lors de l'électrolyse, les oxydants sont formés directement à partir d'eau, ce qui ne nécessite pas leur introduction supplémentaire.

Conditions économiques préalables.

L'eau naturelle peut être traitée par électrolyse directe à l'aide d'un bloc d'alimentation et d'un électrolyseur. Les pompes doseuses, les réactifs ne sont pas nécessaires dans ce cas. Avec l'électrolyse directe de l'eau naturelle, la consommation d'électricité est d'environ 0,2 kW / m³.

Prérequis réglementaires.

La désinfection de l'eau par électrolyse directe est recommandée par SNiP 2.04.02-84 si l'eau contient au moins 20 mg / l de chlorures. De plus, sa dureté est exprimée en termes de pas plus de 7 mg-eq / l. Un tel traitement peut être effectué par des stations d'une capacité de 5 000 m³ par jour.

Purification et désinfection de l'eau par électrolyse directe

L'électrolyse directe est idéale pour la purification naturelle de l'eau. Au cours de ce processus, plusieurs oxydants se forment, tels que l'ozone et l'oxygène. Toute eau naturelle contient des chlorures à des degrés divers, de sorte que du chlore libre se forme lors de l'électrolyse directe.

Les installations d'électrolyse sont basées sur la modularité. La capacité des équipements d'électrolyse peut être augmentée en augmentant le nombre de modules. Les modules d'une capacité de 5 ou 12 kg de chlore actif par jour sont désormais très demandés. Des modules d'une capacité de 20 à 50 kg de chlore actif par jour sont utilisés dans des installations de plus grande capacité.

L'électrolyse de l'eau s'accompagne d'une série de réactions électrochimiques, à la suite desquelles des oxydants sont synthétisés dans l'eau. Les principales réactions de l'électrolyse de l'eau sont la formation d'oxygène O2 et d'hydrogène H2, ainsi que de l'ion hydroxyde OH¯:

à l'anode 2H2O → O2 ↑ + 4H + + 4e− (1)

à la cathode 2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OH¯ (2)

Lors de l'électrolyse de l'eau, de l'ozone O3 et du peroxyde d'hydrogène H2O2 se forment également:

à l'anode 3H2O → O3 ↑ + 6e− + 6H + (3)

à la cathode 2H2O + O2 + 2e− → H2O2 + 2OH− (4)

En présence de chlorures, du chlore dissous se forme lors de l'électrolyse de l'eau:

à l'anode 2Cl– → Cl2 + 2e– (5)

Le chlore Cl2 dissous, réagissant avec l'eau et l'ion hydroxyde, forme l'acide hypochloreux HClO:

Cl2 + H2O → HClO + H + + Cl¯ (6)

Cl2 + OH¯ → HClO + Cl¯ (7)

La décomposition de l'acide hypochloreux HClO dans l'eau conduit à la formation d'ions hypochlorite:

HOCl ↔ H + + OCl¯ (8)

D'après les réactions ci-dessus, il s'ensuit que lors de l'électrolyse de l'eau, un certain nombre d'oxydants se forment:

oxygène O2,

ozone O3,

peroxyde d'hydrogène H2O2,

ion hypochlorite OCl¯.

L'apparition de radicaux OH, H2O2 et O3 lors de l'électrolyse de l'eau conduit à la formation d'autres oxydants forts, tels que O3¯, O2¯, O¯, HO2, HO3, HO4, etc.

Krasnodar produit cet équipement selon les principes suivants:

• Fonctionnalité. Tous les équipements et chaque unité effectuent la tâche principale d'obtenir le réactif;
• la sécurité environnementale lors de l'utilisation d'installations d'électrolyse par rapport au chlore gazeux. Travail sécuritaire du personnel de service;
• facilité d'utilisation, de sorte que même le personnel ayant une éducation secondaire peut travailler avec cet équipement;
• fiabilité. La plupart des matières plastiques sont utilisées pour la fabrication d'équipements. Les pompes et autres unités mécaniques ne sont pas utilisées;
• rentabilité. Les coûts d'obtention de l'hypochlorite de sodium par électrolyse comprennent le coût de l'électricité, du sel, de l'eau dans l'installation. Il comprend également le coût de la maintenance préventive de l'équipement. Un traitement spécial de l'eau, par exemple sa décarbonisation, n'est pas nécessaire.Avec l'hypochlorite, il est renvoyé dans l'eau en cours de traitement. Cela permet de ne pas tenir compte du tout du coût de l'eau. Étant donné que le processus utilise du sel ordinaire et non raffiné, il ne coûte presque rien non plus;
• efficacité signifie le coût le plus bas pour obtenir le résultat final. Cette installation permet d'obtenir de l'hypochlorite de sodium avec une concentration de 5 g de chlore actif dans 1 litre dans les 2 premières heures;
• transparence. Le plastique transparent permet d'observer le processus de synthèse et l'état du boîtier d'électrodes. Pour la fabrication d'importantes communications hydrauliques, des matériaux de haute transparence sont également utilisés.