Как в домашних условиях добыть водород: Водородный генератор своими руками – схема, конструкция установки, чертежи

Водородный генератор своими руками – схема, конструкция установки, чертежи

Удорожание энергоносителей стимулирует поиск более эффективных и дешевых видов топлива, в том числе на бытовом уровне. Более всего умельцев–энтузиастов привлекает водород, чья теплотворная способность втрое превышает показатели метана (38.8 кВт против 13.8 с 1 кг вещества). Способ добычи в домашних условиях, казалось бы, известен – расщепление воды путем электролиза. В действительности проблема гораздо сложнее. Наша статья преследует 2 цели:

• разобрать вопрос, как сделать водородный генератор с минимальными затратами;
• рассмотреть возможность применения генератора водорода для отопления частного дома, заправки авто и в качестве сварочного аппарата.

Краткая теоретическая часть

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

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

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

Раньше водородом наполняли баллоны дирижаблей, которые нередко взрывались

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

2H₂ + O₂ → 2H₂O + Q (энергия)

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

2H₂O → 2H₂ + O₂ — Q

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

Создание опытного образца

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

Из чего состоит примитивный электролизер:

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

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

Принцип работы электролизера следующий:

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

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

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

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

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

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

О водородной ячейке Мейера

Если вы сделали и испытали вышеописанную конструкцию, то по горению пламени на конце иглы наверняка заметили, что производительность установки чрезвычайно низкая. Чтобы получить больше гремучего газа, нужно изготовить более серьезное устройство, называемое ячейкой Стэнли Мейера в честь изобретателя.

Принцип действия ячейки тоже основан на электролизе, только анод и катод выполнены в виде трубок, вставляющихся одна в другую. Напряжение подается от генератора импульсов через две резонансные катушки, что позволяет снизить потребляемый ток и увеличить производительность водородного генератора. Электронная схема устройства представлена на рисунке:

Примечание. Подробно о работе схемы рассказывается на ресурсе http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Для изготовления ячейки Мейера потребуется:

• цилиндрический корпус из пластмассы или оргстекла, умельцы нередко используют водопроводный фильтр с крышкой и патрубками;
• трубки из нержавеющей стали диаметром 15 и 20 мм длиной 97 мм;
• провода, изоляторы.

Нержавеющие трубки крепятся к основанию из диэлектрика, к ним припаиваются провода, подключаемые к генератору. Ячейка состоит из 9 или 11 трубок, помещенных в пластиковый либо плексигласовый корпус, как показано на фото.

Под ячейку Мейера можно приспособить готовый пластиковый корпус от обычного водопроводного фильтра

Соединение элементов производится по всем известной в интернете схеме, куда входит электронный блок, ячейка Мейера и гидрозатвор (техническое название – бабблер). В целях безопасности система снабжена датчиками критического давления и уровня воды. По отзывам домашних умельцев, подобная водородная установка потребляет ток порядка 1 ампера при напряжении 12 В и обладает достаточной производительностью, хотя точные цифры отсутствуют.

Принципиальная схема включения электролизера

Реактор из пластин

Высокопроизводительный генератор водорода, способный обеспечить работу газовой горелки, выполняется из нержавеющих пластин размером 15 х 10 см, количество – от 30 до 70 шт. В них просверливаются отверстия под стягивающие шпильки, а в углу выпиливается клемма для присоединения провода.

Кроме листовой нержавейки марки 316 понадобится купить:

• резина толщиной 4 мм, стойкая к воздействию щелочи;
• концевые пластины из оргстекла либо текстолита;
• шпильки стяжные М10—14;
• обратный клапан для газосварочного аппарата;
• фильтр водяной под гидрозатвор;
• трубы соединительные из гофрированной нержавейки;
• гидроокись калия в виде порошка.

Пластины нужно собрать в единый блок, изолировав друг от друга резиновыми прокладками с вырезанной серединой, как показано на чертеже. Получившийся реактор плотно стянуть шпильками и подключить к патрубкам с электролитом. Последний поступает из отдельной емкости, снабженной крышкой и запорной арматурой.

Примечание. Мы рассказываем, как сделать электролизер проточного (сухого) типа. Реактор с погружными пластинами изготовить проще – резиновые прокладки ставить не нужно, а собранный блок опускается в герметичную емкость с электролитом.

Схема водородной установки мокрого типа

Последующая сборка генератора, производящего водород, выполняется по той же схеме, но с отличиями:

1. На корпусе аппарата крепится резервуар для приготовления электролита. Последний представляет собой 7—15% раствор гидроокиси калия в воде.
2. В «бабблер» вместо воды заливается так называемый раскислитель – ацетон либо неорганический растворитель.
3. Перед горелкой обязательно ставится обратный клапан, иначе при плавном выключении водородной горелки обратный удар разорвет шланги и «бабблер».

Для питания реактора проще всего задействовать сварочный инвертор, электронные схемы собирать не нужно. Как устроен самодельный генератор газа Брауна, расскажет домашний мастер в своем видео:

Выгодно ли получать водород в домашних условиях

Ответ на данный вопрос зависит от сферы применения кислородно-водородной смеси. Все чертежи и схемы, публикуемые различными интернет-ресурсами, рассчитаны на выделение газа HHO для следующих целей:

• использовать hydrogen в качестве топлива для автомобилей;
• бездымно сжигать водород в отопительных котлах и печах;
• применять для газосварочных работ.

Главная проблема, перечеркивающая все преимущества водородного топлива: затраты электричества на выделение чистого вещества превышают количество энергии, получаемое от его сжигания. Что бы ни утверждали приверженцы утопичных теорий, максимальный КПД электролизера достигает 50%. Это значит, что на 1 кВт полученной теплоты затрачивается 2 кВт электроэнергии. Выгода – нулевая, даже отрицательная.

Вспомним, что мы писали в первом разделе. Hydrogen – весьма активный элемент и реагирует с кислородом самостоятельно, выделяя уйму тепла. Пытаясь разделить устойчивую молекулу воды, мы не можем подвести энергию непосредственно к атомам. Расщепление производится за счет электричества, половина которого рассеивается на подогрев электродов, воды, обмоток трансформаторов и так далее.

Важная справочная информация. Удельная теплота сгорания водорода втрое выше, чем у метана, но – по массе. Если сравнивать их по объему, то при сжигании 1 м³ гидрогена выделится всего 3.6 кВт тепловой энергии против 11 кВт у метана. Ведь водород – легчайший химический элемент.

Теперь рассмотрим гремучий газ, полученный электролизом в самодельном водородном генераторе, как топливо для вышеперечисленных нужд:

1. Конечная цена установки, низкая производительность и КПД делает крайне невыгодным сжигание водорода для отопления частного дома. Чем «наматывать» счетчик электролизером, проще поставить любой из электрокотлов – ТЭНовый, индукционный либо электродный.
2. Чтобы заменить 1 л бензина для автомобиля, потребуется 4766 литров чистого водорода или 7150 л гремучего газа, треть которого составляет кислород. Самый завравшийся изобретатель в интернете еще не сделал электролизер, способный обеспечить подобную производительность.
3. Газосварочный аппарат, сжигающий hydrogen, компактнее и легче баллонов с ацетиленом, пропаном и кислородом. Плюс температура пламени до 3000 °С позволяет работать с любыми металлами, стоимость получения горючего здесь особой роли не играет.

Для справки. Чтобы сжигать гидроген в отопительном котле, придется основательно переработать конструкцию, поскольку водородная горелка способна расплавить любую сталь.

Заключение

Гидроген в составе газа ННО, полученный из самодельного водородного генератора, пригодится для двух целей: экспериментов и газосварки. Даже если отбросить низкий КПД электролизера и затраты на его сборку вместе с потребляемым электричеством, на обогрев здания попросту не хватит производительности. Это касается и бензинового двигателя легковой машины.

Получение водорода в домашних условиях

 

На Земле водород в чистом виде почти не встречается, и в повседневной жизни мы с ним не сталкиваемся. Но в соединениях — это второй по количеству атомов элемент в земной коре после кислорода. Все живые существа на Земле, включая нас с вами, примерно на 2/3 состоят из водорода.

Ключевые слова: водород, получение водорода.

 

Так что же такое водород? Каковы его свойства? Как его получают и применяют в земных условиях? Можно ли получить водород в домашних условиях, и как это делать лучше всего? На эти и другие вопросы мы постараемся ответить в ходе нашей научной работы.

Водород — это самый простой элемент в природе, состоящий из одного протона и вращающегося вокруг него электрона. Впервые получение водорода упоминается у английского учёного Роберта Бойля, который в 1671 году проводил реакцию между железными стружками и разбавленными кислотами. Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году — по аналогии с «кислородом» М. В. Ломоносова. Официальное латинское название водорода «Hydrogenium».

В промышленности водород получают в основном из ископаемого топлива. В первую очередь это природный газ, метан, с которым большинство из нас может встретится на кухне, если вас есть газовая плита. Водород получают из лёгких фракций нефти. Третий по популярности источник водорода — это уголь.

Наиболее доступным для повторения в домашних условиях является разложение воды электрическим током (электролиз).

Для проведения нашего эксперимента мы взяли старую зарядку на 5 В 750мА и угольные электроды, извлечённые из обычных солевых батареек. Для измерения протекающего тока использовался мультиметр.

Для сбора и измерения получающихся газов, в бутылки налили воды, и закрепили их на основной ёмкости горлышком вниз, погрузив его при этом в электролит. Таким образом, чтобы воздух в бутылку попадать не смог. Всего в ёмкости и бутылках получилось около 1,5 литров воды. Как и ожидалось, с чистой водой, после подачи напряжения с зарядного устройства ничего не произошло.

Мультиметр показывал почти нулевой ток. Но, когда в воду добавили две чайные ложки соды, электролиз пошёл бодрее, на обоих электродах начали появляться пузырьки газа, а мультиметр показал ток 15 мА. С таким маленьким током за сутки (24 часа) удалось собрать только 0,11 литра водорода (примерно полстакана). Во второй бутылке при этом собралось примерно в 2 раза меньше кислорода. Это означает, что в воде водорода в два раза больше, чем кислорода.

Наблюдение выделения водорода в результате взаимодействия металлов с разбавленными кислотами было самых первым в истории химии. И его относительно просто повторить в домашних условиях. Для этого нам понадобится металл, желательно поактивнее и кислота. В нашем эксперименте мы выбрали электролит для свинцовых аккумуляторов, который можно найти в ближайшем автомобильном магазине и цинк из использованных солевых батареек. Для сбора водорода, как и в случае электролиза, использовали перевёрнутую бутылку с опущенным в воду горлышком.

Электролит дополнительно развели водой в пропорции 50 мл раствора серной кислоты на 150 мл. воды. Цинка из батарейки получилось примерно 1 г. За 12 часов весь металл растворился и мы получили 0.7 литра водорода.

Другой популярный метод — взаимодействие металлов с щелочами. Для эксперимента мы выбрали два варианта, которые были под рукой — кусочки провода и фольгу для запекания. Щёлочь (гидроксид натрия) можно найти в бытовых магазинах как средство для прочистки канализационных труб (КРОТ, например). Установку для получения использовали почти такую же, что и в опыте с кислотой и цинком. Раствор в обоих опытах был одинаковым: 20 мл щёлочи и 200 мл воды. В первом опыте использовали проволоку диаметром 1.5 мм, во втором — кусочки фольги. В обоих случаях масса алюминия была 1 г. В первом опыте удалось получить 1.2 л водорода, заняло это 34 часа. Во втором опыте фольга растворилась за 1 час 20 минут, выделив 1.4 л водорода. Из этих опытов можно сделать вывод, что скорость реакции сильно зависит от площади поверхности, на которой она происходит.

В опыте с фольгой площадь поверхности была во много раз выше, чем в опыте с проволокой. Ещё большей скорости можно добиться, если взять алюминий в порошке. В этом случае соотношение площади поверхности к массе будет наибольшим.

Таким образом, в экспериментах по получению водорода наиболее быстрым и доступным способом оказался вариант взаимодействия алюминиевой фольги со щёлочью. Но если необходимо получать водород регулярно и в больших количествах, то на первое место должен выйти электролиз, так как он не требует никаких расходных материалов кроме воды. Правда для этого понадобится более серьёзная установка, чем зарядка от телефона и пара бутылок.

В ходе научной работы мы познакомились с самым распространённым, но таким редким в быту веществом, как водород. Научились получать его различными способами и выбрали наиболее удобный для осуществления в домашних условиях — воздействие средства для прочистки труб, содержащего щёлочь, на алюминиевую фольгу.

Так же мы на собственном опыте убедились, что водород — горючий и взрывоопасный газ, но им вполне можно наполнять воздушные шарики, чтобы они летали. Правда при этом стоит держать их подальше от открытого огня.

Добыча водорода в домашних условиях – Dmitry-Bond

Описываю этот процесс как один из вариантов того – как с наименьшими затратами развлечь детеныша и так что бы с пользой для его интеллектуального развития. Думаю что сие действо может быть интересным для детей от 8 до 16 лет (хотя может и для более старших тоже). В моем случае детеныш в 4м классе (9 лет).

Подготовка

1) Берем обычный бытовой пластиковый тазик (у нас есть пара таких в ванной). Форма значения не имеет, главное что бы внутри свободно уместились две литровые банки.

2) Второй важный компонент – блок питания от какого-то домашнего прибора – калькулятора, телефона, гирляды – все что угодно что выдает постоянный ток и имеет достаточно удобный разъем чтобы подключиться и вывести оттуда пару проводов. Я брал блок питания от старого калькулятора – он выдает 6 вольт постоянного тока. Из альтернатив у меня были еще – зарядка для мобилки Nokia (6 вольт) и блок питания для гирлянды (24 вольта), но зарядка была занята, а у гирлянды к разъему сложнее подключиться…

3) Кусок провода. Я брал телефонный одножильный – просто первое что нашлось в домашней барахолке.

4) Два электрода (не сварочных). Любой кусок метала или чего-то токопроводящего. Я брал две обертки от конфет “стрела” – два куска плотной аллюминевой фольги в форме ровной окружности. Но имейте ввиду что один из кусочков фольги под конец эксперимента разъест так что будьте готовы заменить один из электродов. А еще лучше – брать графитовый электрод (если найдете подходящий)…

Кстати, можно взять блок питания от старого ноутбука. Он выдает 19 Вольт, 3 Ампер – достаточно мощный чтобы процесс шел заметно быстрее. Но с ним нужно быть осторожнее! Хотя это и не 220 В, но уже достаточно опастно. Смертельным считается напряжение 36 Вольт, при силе тока 1 Ампер, пересчитав это в мощность получим ~= 36 Вт, а 19 Вольт x 3 Ампер = 57 Вт – это больше чем “смертельные”

36 Вт.
Т.е. блок питания от старого ноутбука заметно удобнее чем 220 В, но все равно с ним нужно быть осторожным.

Сам процесс.

1) Подключаем провода к блоку питания (так что бы не было короткого замыкания), важно что бы у вас был один провод с “+”, другой с “-” с блока питания. Блок питания в этом время ДОЛЖЕН БЫТЬ ВЫКЛЮЧЕН из сети! Не подсоединяйте провода к подключенному блоку питания!

2) Прикрепляем на концы проводов электроды. В моем случае – я обернул конец провода фольгой и прижал плоскогубцами.

3) Наполняем таз водой (где-то наполовину).

4) В стакане с горячей водой растоворяем 4-5 столовых ложек соли. Выливаем стакан в таз (для улучшения токопроводимости раствора).

5) Берем две литровые банки с закручивающимися крышками. Наполняем обе водой до верху, закрываем крышками. Закрытые банки переворачиваем и опускаем в таз, под водой откручиваем крышки у банок и оставляем их так в тазу.

6) Опускаем провода с электродами на концах в таз, подсовываем один электрод под одну банку, второй – под другую.

7) Закрепляем провод на краю таза, оцениваем конструкцию и ее расположение – чтобы она никому не мешала и чтобы случайно проходящие мимо домашние не опрокинули это все.

8) Включаем блок питания в сеть…

Через 20-30 секунд на электродах (в моем случае на кусочках фольги) можно увидеть много мелких пузырьков. Таким образом происходит процесс ращепления воды на водород и кислород. Поскольку электроды находяться под заполненными водой банками, то пузырьки газа, поднимающиеся с электродов, будут собираться в банках и вытеснять воду. И когда в банках не останеться воды – значит у нас есть одна банка с водородом, вторая с кислородом.

Вот картинка:

В банке на “+”-электроде будет собираться кислород, в банке на “-“-электроде будет собираться водород.

Поскольку химическая формула воды h3O, а химические формулы кислорода и водорода O2 и h3 соответственно, то водорода набереться ровно в два раза больше чем кислорода.

В моем случае ушло 24 часа на то чтобы собрать 0,5 литра водорода. Конечно, это очень медленно, но зато у детеныша будет повод сбегать лишний раз к установке и заценить как там идет процесс.  Т.е. целые сутки дите будет “немного занято”.

Для ускорения процесса ращепления воды я думаю нужно увеличивать напряжение и мощность установки, например выпрямить 220 вольт из розетки. Но понадобяться более надежные электроды, пожалуй лучше всего – графитовые.

НО(!), имейте ввиду что использование более выского напряжения и большей мощности может быть смертельно опастно(!) даже для взрослого, не говоря уже о детях! Поэтому лучше использовать слабый блок питания и подождать, чем потом “расплачиваться” за торопливость.

Еще нужно добавить что плотность воздуха = 1,2 кг/м3, кислорода = 1,4 кг/м3, водорода = 0,1 кг/м3. Т.е. водород сильно легче воздуха, кислород немного тяжелее воздуха. Это нужно учесть когда вынимаем банки с газом из установки! Т.е. банку с водородом нужно вынимать перевернутой отверстием вниз! А банку с кислородом нужно плотно закрыть крышкой под водой, перевернуть отверстием вверх и вынимать!

Очень важно объяснять детенышу что именно мы делаем и почему. Постарайтесь найти простые слова, без заумтсва и излишней научности – чтобы было понятно почему вода расчепляется на водород и кислород, какие из добываемых газов легче или тяжелее воздуха и как это учитывать в процессе.

Результат

Ну и самое главное в любом “фокусе” это – “престиж”, т.е. конечное применение полученных продуктов.

В случае с кислородом – поджигаем лучинку (или что-то похожее), опускаем в банку с кислородом – происходит бурное возгорание, т.е. кислород поддерживает горение.

В случае с водородом самый простой вариант – взорвать воздушно-водородную смесь, опять же – что-то поджигаем – засовываем в банку с водородом. НО(!!!), учтите что даже 0,5 литра водорода может хорошо жахнуть, так что если банка большего объема чем 0,5 л, то лучше подсунуть под банку длинный фитиль и пождечь, а самому с детенком отойти за защитное огражение. Я использовал обычную нитку сложенную в двое и промоченную в масле от лампадки.

Еще можно попробовать заполнить водородом шарик… Но я так и не смог придумать как это сделать в домашних условиях.

Прочее

Из второстепенных деталей на которые тоже стоит обратить внимание – “побочные” результаты эксперимента – электрод из фольги на “+” разъедает – т.е. к середине эксперимента он уже весь дырявый, а электрод на “-” наоборот целый и даже покрыт серым налетом, т.е. метал с электрода на “+” “перебирается” на электрод на “-” (т.к. ионы металлов положительно заряжены, т.е. притягиваються к “-“).

Приймите во внимание, что если место крепления провода к электроду не изолированно от воды, то провод на “+” электроде тоже вскоре “разъест” и электрод отвалится.

Также, к концу эксперимента, в растворе в тазу плавают белые хлопья (это в моем случае белые потому что электроды аллюминиевые, если у вас электроды медные или железные то цвет наверняка будет другой) – это какая-то из солей алюминия (т.е. металла с электродов). Т.е. металлические электроды вступают в реакцию с раствором. Думаю, что если бы электрода были бы графитовые то наверняка такого не было бы…

Водородный генератор своими руками для отопления дома

Развитие технологий привело к замене классических дровяных печек на котельные агрегаты. В качестве топлива, помимо дров и угля стали использоваться газ, масло, солярка и даже электричество. В последнее время энергию для автономных отопительных систем дополнительно получают с помощью солнечных батарей и геотермальных установок. Учитывая, что неиссякаемым источником энергии является водород, можно попробовать собрать водородный генератор своими руками для получения экологичного топлива.

Водородный генератор своими руками

Принцип работы устройства

Водородный генератор для отопления считается перспективной разработкой, поскольку получать горючее с высокой теплотворной способностью можно из обычной воды. Главная задача — получить чистый водород максимально простым и дешевым способом.

Получение водорода

Традиционно для этих целей используется метод электролиза. Его суть в следующем: в воду, недалеко друг от друга, помещают металлические пластины, которые подключены к источнику высокого напряжения. Вода проводит электрический ток, поэтому при подаче электроэнергии молекулу воды разрывает на составляющие. Высвобождение из каждой молекулы двух атомов водорода и одного атома кислорода позволяет получить так называемый газ Брауна с формулой ННО.

Теплотворная способность газа Брауна составляет 121 МДж/кг. При горении вещества не образуется вредных веществ, а для того, чтобы его использовать в качестве энергоносителя для отопления дома достаточно немного модернизировать стандартный газовый котел. Однако при создании установки для получения водорода своими руками особое внимание следует уделить мерам безопасности — при соединении водорода с кислородом образуется гремучая смесь.

Конструкция генератора

Электролизер, установка для выработки газа Брауна путем электролиза воды в больших объемах, состоит из нескольких ячеек, в которые вмонтированы металлические пластинчатые электроды. Чем больше суммарная площадь поверхности электродов, тем мощнее установка.

Ячейки находятся в герметичной емкости, которая оснащена патрубком для подключения к источнику воды, патрубком для отвода полученного газа, клеммами для подсоединения электропитания. Также генератор снабжен водяным затвором, предотвращающим контакт водорода с кислородом, и защитным клапаном для предотвращения эффекта обратного пламени — газ сгорает только в горелочном устройстве.

Принцип работы водородного генератора

Водородное отопление

Водородное отопление дома требует использования установки с большой площадью электродов, иначе отопительный котел не сможет эффективно нагревать теплоноситель. Применять обычный электролизер, нарастив его габариты, нерентабельно, поскольку на получение водорода будет тратиться больше электроэнергии, чем ушло бы на работу отопительного электрокотла для обогрева дома такой же площади.

Ведутся разработки более эффективных установок для получения водородного топлива без лишних энергозатрат. Известна история американского изобретателя Стенли Мейера, который создал «водородную ячейку», потребляющую в десятки раз меньше электроэнергии по сравнению с традиционными установками. Однако ученому не удалось совершить переворот в современных технологиях — он скоропостижно скончался от отравления, а чертежи установки исчезли.

Над созданием водородного генератора с попытками реализовать идею Мейера трудятся и в технических лабораториях, и в мастерских домашних умельцев во всем мире. Изобретение американского ученого заключалось в создании резонанса раскачивающейся молекулы воды с электрическими импульсами — в этом случае она расщепляется на атомы без использования высокого электрического напряжения.

Радужные перспективы

Водород — крайне перспективный энергоноситель по целому ряду причин:

1. Он в наличии во всей Вселенной, на Земле занимает десятое место по степени распространенности — энергоресурс можно назвать неисчерпаемым.
2. Газ не токсичен, не способен причинить вред живым организмам. Важно лишь предпринимать меры безопасности, чтобы исключить утечку с образованием «гремучей смеси» водорода с кислородом.
3. Продукт горения водорода — обычный водяной пар.
4. Энергоноситель отличается высокой теплоемкостью, температура горения составляет 3000°С.
5. При утечке газа он быстро улетучится, не причинив никакого вреда, поскольку в 14 раз легче воздуха. Но поблизости не должно быть открытого огня или искрящей проводки, иначе гремучая смесь взорвется.
6. Кубический метр водорода обладает теплотворной способностью 13000 Дж.

Преимущества водородного отопления

Водород как энергоноситель — сфера применения

Водород высоко оценивается как энергоноситель и активно используется, к примеру, в качестве топлива для космических ракет. Используются разные способы его получения в промышленных масштабах. В основном это газификация угля или нефтепродуктов, конверсия метана и его гомологов. Такой дешевый водород нельзя рассматривать как экологичное топливо, поскольку его добыча связана с вредными выбросами в атмосферу. Электролиз воды для получения водорода в больших объемах, применяется только в Норвегии, где имеется избыток дешевой электроэнергии.

Компактный электрический газогенератор нашел применение в сфере газорезки. Оборудование, производящее водород, удобнее в использовании по сравнению с баллонным газом — нет необходимости транспортировать тяжелые баллоны, зависеть от поставок сжиженного газа и т.д. Но в угоду удобству была принесена экономия — для электролитического процесса требуется достаточно много электроэнергии, в итоге стоимость энергоносителя существенно возрастает. При этом разница в стоимости купленного и произведенного водорода во многом компенсируется отсутствием затрат на его доставку.

Водородные отопительные котлы

На многих сайтах, посвященных системам отопления, можно встретить информацию о том, что водород составляет достойную конкуренцию природному газу в качестве энергоносителя для отопительного котла. Упор делается на то, что смонтировав генератор водорода, вы получаете возможность тратить на отопление не больше средств, чем на газовое, при этом не придется оформлять множество документов и платить серьезные суммы за подключение дома к центральной газовой сети.

На основании вышеизложенного в статье можно сделать выводы, что себестоимость водорода низка только при его промышленном производстве. То есть, получение топлива электролизом заведомо обойдется дороже, и ориентироваться на завлекательные цифры стоимости килограмма сжиженного водорода не имеет смысла.

Рассмотрим котельное оборудование, представленное на рынке. Выпуском водородных котлов занимается итальянская компания Giacomini, которая специализируется в сфере альтернативной энергетики. Также аналогичные агрегаты изготавливают некоторые китайские компании, успешно скопировавшие технологию.

Водородный котел на твердом топливе

Разработки компании Giacomini направлены на создание отопительного оборудования, которое было бы полностью безопасно для окружающей среды.

Водородный котел этой компании относится к указанной категории — его работа связана с выделением водяного пара, какие-либо вредные выбросы отсутствуют. В качестве энергоносителя используется водород, при этом его добывают путем электролиза.

Однако стоит обратить особое внимание на принцип действия этого котла. Полученный в системе водород не сжигается, он вступает в реакцию с кислородом в присутствии катализатора. В результате выделяется тепловая энергия, которой достаточно для нагрева отопительного контура до 40°С.

То есть, водородные котлы, которые предлагается приобрести по солидной цене, подходят лишь для использования в качестве теплогенератора для контура водяного пола, плинтусного или потолочного отопления.

Можно сделать вывод, что мировые производители котельного оборудования не нашли приемлемого технического решения, чтобы создать эффективный отопительный котел, способный использовать тепловую энергию сжигаемого водорода. Или рассчитали, что такой вариант нерентабелен.

Изготовление генератора собственными силами

В сети Интернет можно найти немало инструкций, как сделать водородный генератор. Следует отметить, что собрать такую установку для дома своими руками вполне реально — конструкция достаточно проста.

Компоненты водородного генератора своими руками для отопления в частном доме

Но что вы будете делать с полученным водородом? Еще раз обратите внимание на температуру горения этого топлива в воздухе. Она составляет 2800-3000°С. Если учесть, что при помощи горящего водорода режут металлы и другие твердые материалы, становится понятно, что установить горелку в обычный газовый, жидкотопливный или твердотопливный котел с водяной рубашкой не получится — он попросту прогорит.

Умельцы на форумах советуют выложить топку изнутри шамотным кирпичом. Но температура плавления даже лучших материалов данного типа не превышает 1600°С, долго такая топка не выдержит. Второй вариант — использование специальной горелки, которая способна понизить температуру факела до приемлемых величин. Таким образом, пока не найдете такую горелку, не стоит начинать монтировать самодельный водородный генератор.

Советы по сборке и эксплуатации генератора

Решив вопрос с котлом, выберите подходящую схему и инструкцию на тему, как сделать водородный генератор для отопления частного дома.

Самодельное устройство будет эффективным только при условии:

• достаточной площади поверхности пластинчатых электродов;
• правильного выбора материала для изготовления электродов;
• высокого качества жидкости для электролиза.

Какого размера должен быть агрегат, генерирующий водород в достаточных количествах для отопления дома, придется определять «на глазок» (на основании чужого опыта), либо собрав для начала небольшую установку. Второй вариант практичнее — он позволит понять, стоит ли тратить деньги и время на монтаж полноценного генератора.

В качестве электродов в идеале используются редкие металлы, но для домашнего агрегата это слишком дорого. Рекомендуется выбрать пластины из нержавеющей стали, желательно ферромагнитной.

Конструкция водородного генератора

К качеству воды предъявляются определенные требования. Она не должна содержать механические загрязнения и тяжелые металлы. Максимально эффективно генератор работает на дистиллированной воде, но для удешевления конструкции можно ограничиться фильтрами для очистки воды от ненужных примесей. Чтобы электрическая реакция протекала интенсивнее, в воду добавляют гидроксид натрия в соотношении 1 столовая ложка на 10 л воды.

Экономический вопрос

Прежде чем начать подробно разбираться, как сделать водородный генератор, желательно вспомнить школьный курс физики. Все преобразования происходят с потерей энергии, то есть, затраты электроэнергии на получение водорода не окупятся тепловой мощностью при сжигании полученного топлива.

Если учесть, что сжигать водород с максимальной температурой и теплоотдачей в домашних условиях попросту невозможно, становится понятным, что реальные потери будут даже выше тех, что рассчитаны для идеальных условий.

Итак, использовать водородный генератор, сделанный для отопления своими руками, не имеет никакого смысла, если у вас нет доступа к бесплатной электроэнергии. Установить для отопления дома электрический котел и тратить электроэнергию напрямую, без сложных преобразований, обойдется вам в 2-3 раза дешевле. Кроме того, электрокотел полностью безопасен, а эксплуатация кустарной установки грозит взрывом при несоблюдении правил монтажа и эксплуатации.

Очевидно, что получение дешевого водорода экологически чистым способом, к которым относится электролиз, — это вопрос будущего, над которым сегодня работают ученые в передовых странах мира.

Производство водорода в промышленности — Знаешь как

Производство водорода

Содержание статьи

Что такое производство водорода это процесс получения газа из водород содержащих веществ (вода). Один из самых востребованных это ее электролиз, в результате получается химически чистый водород. 

В лабораторных условиях технический водород может быть получен реакцией кислот на металлы или электролизом воды.

Большие количества водорода применяются как сырье для синтеза аммиака и метанола, гидрогенизации жиров, производства бензина из угля, для селективного автоклавного восстановления цветных металлов из аммиачных растворов, восстановления руд и др. Кроме того, водород применяют для создания необходимой атмосферы в печах, для резки и сварки металлов, в качестве охлаждающего реагента в мощных генераторах электрического тока и т. д.

Промышленные способы получения водорода подразделяются на физические, химические и электрохимические.

Электрохимический способ получения водорода основан на электролитическом разложении воды. Этот метод может иметь преимущества перед другими методами там, где по условиям технологии требуется газ высокой чистоты, не содержащий каталитических ядов, либо при наличии дешевой электроэнергии. Малые количества водорода, требуемые постоянно или периодически, целесообразно во всех случаях получать электролизом, как наиболее простым из известных способов.

Впервые процесс электролиза воды наблюдали Труствик и Диманн в 1789 г. Первые конструкции промышленных электролизов с моно- и биполярными электродами, а также работающих при повышенных давлениях, были разработаны в 1888 г. Д. А. Лачиновым.

Электролит для получения водорода

При электролизе чистой воды на катоде выделяется водород, а на аноде — кислород. Однако удельная электропроводность чистой воды столь незначительна, что ее электролиз будет сопровождаться огромным расходом энергии. Следовательно, для практических целей в воду необходимо ввести электропроводящую добавку — кислоту, соль или щелочь. По электропроводности кислоты и щелочи имеют преимущество перед солями. Кислоты более электропроводны чем щелочи, а соли обладают меньшей удельной электропроводностью, чем кислоты и щелочи.

В щелочных растворах простые конструкционные материалы железо и обычные стали —оказываются вполне стойкими. Поэтому в промышленности для электролиза воды применяют исключительно щелочные электролиты.

Недостатком щелочных электролитов является снижение их электропроводности со временем, связанное с превращением гидроокиси в карбонат под действием СО₂ воздуха.

К материалам для электродов предъявляется еще одно требование — перенапряжение выделения водорода и кислорода на них должно быть по возможности мало. Наилучший катодный материал — платинированная или гладкая платина. Однако, из-за высокой стоимости платину в качестве электродного материала не применяют. Металлы группы железа, устойчивые в щелочах, обладают и невысоким перенапряжением. Перенапряжение на железе и кобальте на несколько десятков милливольт меньше, чем на никеле.

Катодные процессы получения

В щелочных растворах выделение водорода происходит за счет присоединения электрона к молекуле воды:

2Н₂О+2е→ Н₂+2ОН^—

Зависимость скорости этой реакции (силы тока I) от перенапряжения (η>0) выражается уравнением:

η = a + ((RT):(αF))lnI

где а — постоянная; R — газовая постоянная; Т — температура, °К; F — постоянная Фарадея; α — коэффициент переноса.

Из уравнения следует, что при прочих равных условиях перенапряжение пропорционально константе а, зависящей от материала электрода. Влияние материала электрода уже было рассмотрено выше. Здесь необходимо отметить следующее. Константа а по физическому смыслу есть перенапряжение при плотности тока, равной единице (1 а/см²).  Но плотность тока мы относим к единице видимой поверхности электрода («габаритная» плотность тока), а в формулу входит истинная плотность тока. Следовательно, качество поверхности должно существенно сказываться на величине перенапряжения. Если поверхность имеет развитый рельеф, то каждой единице видимой поверхности будет соответствовать значительно большая истинная поверхность и при той же габаритной плотности тока истинная плотность тока будет в соответствующее число раз меньше.

Существует несколько способов получения высокоразвитой поверхности катодов. Увеличить истинную поверхность можно наждачной обработкой. Такая обработка стального катода снижает перенапряжение выделения водорода при плотности тока 1000 а/м² и температуре 60—80° С на 0,2 в.

Вторым способом увеличения истинной поверхности является гальваническое осаждение на электроды металлов в виде губки. Этим удается снизить перенапряжение примерно на 0,3—0,4 в. Впрочем, катоды электролизных ванн спустя некоторое время работы самопроизвольно покрываются слоем губчатого железа, осаждаемого током в. процессе электролиза, так как вследствие коррозии аппаратуры в растворе появляются ионы железа, хотя и в очень малых количествах. Было предложено также гальванически покрывать катоды никелем, причем вести электролиз из раствора с добавкой роданистой соли. При этом в катодном осадке оказывается до 20% серы, которая затем выщелачиваясь в раствор, создает высокоразвитую поверхность электрода. Перенапряжение выделения водорода в результате этого может быть снижено в условиях опытов на 0,3—0,4 в.

Перенапряжение пропорционально логарифму плотности тока, т.с. с ростом плотности тока оно сперва растет быстро, а затем все медленнее и медленнее. Следовательно, рост напряжения на ванне с увеличением плотности тока в области малых плотностей тока будет большим, чем в области больших плотностей тока.

Повышение температуры снижает перенапряжение и увеличивает скорость электродной реакции. В реальных условиях возрастание температуры на 1 град снижает перенапряжение примерно на 2—3 мв.

В щелочном электролите нет катионов, которые могли бы разряжаться на катоде и приводить к появлению других электродных реакций, кроме реакции образования газообразного водорода. Единственной побочной реакцией, которая может протекать на катоде, является реакция электровосстановления растворенного кислорода:

О₂+2Н₂О + 4е → 4ОН^—

Эта реакция протекает при значительно более положительных потенциалах, чем реакция катодного образования водорода. Однако ее скорость ограничивается малой растворимостью кислорода в щелочных растворах особенно при высоких температурах. На нее обычно тратятся всего лишь доли процента тока. Поэтому естественно, что электролизные ванны всегда работают с очень высокими катодными выходами по току (порядка 97—98% с учетом утечек тока).

Анодный процесс

Процесс выделения кислорода на аноде сопровождается окислением материала анода. Поэтому при длительном электролизе разряд анионов идет не на металле, а на окисленной поверхности электрода. На величину перенапряжения выделения кислорода оказывает влияние природа поверхностных окислов и прочность связи кислород — металл. С течением времени перенапряжение выделения кислорода несколько повышается пока не достигнет через длительный промежуток времени постоянного значения. Поэтому величина анодного потенциала в промышленной, длительно работающей ванне, более положительна, чем та, которую определяют в лабораторных условиях. По данным Я. И. Турьяна, эта разница для промышленных плотностей тока составляет 0,15—0,18 в.

Побочные реакции на аноде отсутствуют.

Электролит электроды диафрагмы 

Для выбора оптимальной концентрации щелочи необходимо знать зависимость удельной электропроводности растворов от концентрации при различных температурах. Кривые, выражающие эту зависимость, при всех температурах проходят через максимум. С повышением температуры максимумы сдвигаются в сторону больших концентраций щелочи. При 70° С, что близко к температуре электролита в промышленных ваннах, максимальной электропроводностью обладают 22% раствор NaOH и соответственно 32% раствор КОН. Однако применяют 16—18% растворы NaOH и 25—29% растворы КОН. Этим, не снижая существенно удельную электропроводность раствора, уменьшают расход щелочи на приготовление электролита и восполнение потерь, а также достигают некоторого снижения агрессивности среды, ибо в концентрированных растворах щелочей коррозия хотя и невелика, но все же более заметна. Для еще большего подавления коррозии в электролит обычно добавляют пассиватор —K₂Cr₂O₇, из расчета ~2 г/л электролита, заливаемого в ванну.

Максимальная электропроводность раствора КОН больше, чем NaOH, но стоимость NaOH меньше. Поэтому как КОН, так и NaOH одинаково могут быть использованы в электролизных ваннах.

Оно оказывается прямо пропорционально силе тока, проходящего через электролит, или плотности тока. Эта величина сильно зависит от материала электрода и высоты электродов.

Величину газонаполнения нельзя рассчитать теоретическим путем. Поэтому приходится определять газонаполнение экспериментально в каждом конкретном случае и затем рассчитывать значение К по формуле. При конструировании электролизеров стремятся создать условия, обеспечивающие величину газонаполнения не выше 15—20%.

Снижение напряжения на ванне при работе с кобальтированными железными катодами объясняется не только меньшим перенапряжением выделения водорода на кобальте, но и меньшим газонаполнением катодного пространства.

При электролизе щелочных растворов с электродами из металлов группы железа анодное пространство оказывается мало заполненным пузырьками газа. Наоборот, на катоде образуются очень мелкие пузыри, которые пронизывают всю толщу раствора, резко повышая его сопротивление. Это явление не может быть объяснено тем, что на катоде выделяется водорода в 2 раза больше, чем на аноде кислорода. Объясняется это явление тем, что в условиях электролиза с никелевыми или железными электродами потенциал катода более удален от потенциала нулевого заряда поверхности металла электрода, чем потенциал анода. Поэтому смачиваемость катода больше, чем анода и на катоде дипольные молекулы воды более интенсивно выталкивают пузырьки с поверхности.

Методы борьбы с газонаполнением электролита различны. В некоторой степени снижение газонаполнения удается осуществить повышением температуры. Целесообразно, несмотря на высокую стоимость кобальта, железные катоды гальванически покрывать слоем кобальта. Но эти способы не дают радикального решения вопроса. Поэтому снижение газонаполнения в основном проводят по линии создания таких конструкций электродов, которые позволяли бы удалять газы из межэлектродного пространства.

Если вести электролиз между двумя плоскими электродами, то весь объем выделяющихся газов будет проходить между электродами и повышать сопротивление электролита, находящегося между ними. Электролиз с такими электродами удается вести при невысоких катодных плотностях тока (200—300 а/м²).

Было предложено много различных конструкций электродов, позволяющих газам уходить из межэлектродного пространства . Однако все они не получили большого распространения.

Эффективное удаление газа происходит при циркуляции электролита внутри ячейки, основанной на разности плотностей электролита с газовыми пузырьками и без них. Такую циркуляцию можно создать, применяя «двойные электроды», состоящие из двух плоских листов, скрепленных друг с другом с небольшим зазором. Работающими сторонами электрода являются только наружные поверхности. Внутренние поверхности не работают, и электролит между листами остается свободным от газовых пузырьков. Плотность электролита с наружной стороны электрода, благодаря наличию газовых пузырьков, оказывается меньше плотности электролита между листами. Поэтому электролит между листами, опускаясь вниз, выталкивает электролит с газовыми пузырьками наверх. Образуется довольно интенсивная циркуляция электролита, способствующая выносу газовых пузырьков и, следовательно, снижению газонаполнения.

Наибольшее распространение получили вынесенные вперед перфорированные или сетчатые (однослойные и многослойные) электроды, работающие по принципу двойных электродов.

Во всех типах промышленных ванн для разделения газов применяются диафрагмы, которые изготовляют из асбестовой ткани. Роль диафрагмы — воспрепятствовать смешению газов. Разделение азов должно быть достаточно полным, ибо при смешении газов не только теряются продукты электролиза, но и образуются взрывоопасные, смеси. Смеси оказываются взрывоопасными, если в кислороде содержится более 5% водорода, или в водороде более 5,7% кислорода. Вместе с тем диафрагма должна быть достаточно пориста для того, чтобы падение напряжения в ней было незначительно.

Электролиз воды под давлением

Во многих случаях промышленной практики (синтез аммиака, заполнение баллонов сжатым газом и др.) желательно получать газы под давлением. Получение компримированных газов непосредственно из электролизеров значительно сокращает стоимость оборудования, так как делает ненужным применение отдельных компрессорных установок. Предельное, теоретически возможное, давление при электролизе воды составляет около 1860 атм. При этом давлении объем газов равняется объему воды, из которой они получены.

С ростом давления напряжение разложения увеличивается. Действительно, зависимость равновесных потенциалов водородного и кислородного электродов от давления.

Исследования электролиза воды под давлением показали, что такой процесс возможен. При этом было обнаружено, что напряжение на ванне, работающей под давлением, не увеличивалось, а, наоборот, в ряде случаев при повышении давления до 50 атм несколько снижалось. Это явление, согласно исследованиям В. В. Ипатьева с сотрудниками, объясняется тем, что, при электролизе под давлением, объем, занимаемый выделяющимися газами, уменьшается, а это снижает газонаполнение электролита и диафрагмы и уменьшает их сопротивление. Последний фактор перекрывает рост напряжения разложения с повышением давления. На практике оказывается затруднительным вести электролиз при давлениях выше 10—20 атм. Для работы при этих давлениях используются тщательно выполненные и надежно собранные фильтрпрессные электролизеры.

Статья на тему Производство водорода и кислорода

Получение водорода в домашних условиях

  ↵Водород — это первый элемент периодической системы химических элементов в таблице Менделеева, который обозначается символом «H». Водород — самый распространённый элемент во вселенной. Его название пошло от латинского слова «Hydrogenium», что переводится, как «рождающий воду». В школе, на уроках химии, опыты с водородом входят в программу обучения. Водород входит в состав воды и воздуха, без которых человек не может существовать. Этот газ применяют в различных сферах деятельности. А получить его можно даже в домашних условиях. Но, для этого нужно знать технологию  безопасной  добычи водорода. Получив этот лёгкий горючий газ,  можно, например,  надуть несколько воздушных шаров  для детей. 

 

 

Наполнение воздушного шара водородом с помощью колбы

   Самое важное в процессе получения водорода, как впрочем, и в любой другой химической реакции,  – это безопасность, потому следует помнить о том, что заниматься этим опытом  необходимо на открытом воздухе, потому, что этот газ легче воздуха и может собираясь под потолком помещения, образует взрывоопасную смесь. Учитывая  эти меры предосторожности, можно приступать. Для получения водорода будем использовать реакцию алюминия и раствора щелочи. Реактивы для получения водорода требуются самые простые, доступные и довольно безвредные. Нам потребуется: колба или пол-литровая стеклянная бутылка,  пробка с отверстием, газоотводная  трубка, 10 грамм медного купороса, 10 грамм  алюминия, 20 грамм поваренной соли, 200 грамм воды, воздушный шарик. Медный купорос можно купить в ближайших хозтоварах или магазинах садово-огородного направления. В качестве источника алюминия применяем использованные пивные банки, ложки, проволоку. 

 

   Если вы используете банки из под напитков, то их сначала нужно обжечь, чтобы удалить пластиковую плёнку, которая может препятствовать реакции с алюминием. Первое эффектное действо можно будет увидеть после приготовления раствора медного купороса (голубой цвет) и раствора поваренной соли (бесцветный). На сто грамм воды следует добавить 10 грамм медного купороса. Для приготовления соляного раствора добавляем двадцать грамм поваренной соли на сто грамм воды. Итак, готовим эти два раствора по отдельности, а затем сливаем в одну колбу или бутылку. После соединения раствор становиться зелёным. 

 

   Следующий шаг — это добавление в полученную смесь алюминия. Далее должно быть видно, что раствор вокруг металла начинает пениться, – это начался процесс выделения водорода. Потом алюминий начинает вытеснять из раствора медь, покрываясь при этом красным налётом. Появление в колбе белой взвеси говорит о том, что происходит окисление алюминия. Подождав несколько минут для того, чтобы водород вытеснил из колбы воздух, можно приступать к наполнению воздушного шара.

 

   Химиков-любителей также следует предупредить о том, что этот процесс является экзотермическим. Говоря проще, во время реакции происходит выделение тепла, и раствор постепенно нагревается. Если учитывать, что скорость происходящей реакции с повышением температуры увеличивается, то её ход довольно легко может выйти из-под контроля и пойти «вразнос». Таким образом, можно получить гейзер, который будет плеваться кипятком. Так что следует очень внимательно подобрать концентрацию и начальную температуру. При использовании стеклянной бутылки, её следует закрыть пробкой, сквозь которую должна проходить трубка диаметром 5-8 миллиметров. Через эту трубку и будет выходить водород, с помощью которого можно надувать воздушные шарики.

На прогулке,   шары, заполненные легким газом, поднимутся высоко в небо, доставляя радость Вашим детям, друзьям и прохожим.

 

ТМ «Volta bikes»

 

* Перепечатка без ссылки на сайт www.e-bike.com.ua  запрещена и преследуется по Закону о защите авторских прав

Что нового в Using-Hydrogen-Peroxide.com

Добро пожаловать в Что нового страница. Вот ты найдет сенсацию о последних обновления на сайте.

На этой странице перечислены НОВЫЕ страницы, добавленные к сайту, и иногда я указываю страницу с серьезными изменениями. (Если я вношу небольшие изменения, их здесь нет.)

Концентрации перекиси водорода

Концентрации перекиси водорода: что означают%, сила и концентрация? Общие концентрации и для чего они используются.Преимущества и недостатки более сильных концентраций. Как развести перекись.

Читать далее «Концентрации перекиси водорода»

Цены на перекись водорода

Какая приемлемая цена на перекись? Пищевой сорт дороже? Как рассчитать сравнение цен, например 3% против 12%

Продолжить чтение «Цены на перекись водорода»

Пищевой перекись водорода и другие типы, НЕ относящиеся к пищевой

Что такое перекись водорода пищевого качества? Что это такое? Это имеет значение? Узнайте о стабилизаторах, марках, использовании пищевых продуктов и других марок HP!

Продолжить чтение «Пищевой перекись водорода и другие типы, НЕ относящиеся к пищевому качеству»

Использование перекиси в коммерческих целях

Существует множество вариантов применения перекиси водорода в коммерческих целях: отбеливание пищевых продуктов, очистка сточных вод, повышение урожайности и многое другое.

Читать далее «Коммерческое использование перекиси»

Книги по перекиси водорода

Есть тонны книг об использовании перекиси водорода. Вот некоторые из моих любимых книг о перекиси водорода.

Читать дальше «Книги о перекиси водорода»

Зубная паста слона, химический эксперимент с перекисью водорода

Зубная паста слона, химический эксперимент перекиси водорода. Видео, маршруты и множество комментариев.

Читать далее «Зубная паста слона, химический эксперимент с перекисью водорода»

Гель с перекисью водорода

Гель с перекисью водорода: когда гель лучше жидкости? Рецепт приготовления геля с перекисью водорода., а где купить крем х302.

Читать далее «Гель перекиси водорода»

Добавлен источник «чистого» перкарбоната натрия.

Меня спросили, где можно купить «чистый» перкарбонат натрия, поэтому я указываю источник для этого. Это с eBay! Я проконсультировался у одного из продавцов на eBay, и выяснилось, что продукт содержал 97% перкарбонат натрия.

Теперь я понимаю, что некоторые люди спрашивали меня о других вещах, которые я еще не добавил. Все, что я могу сказать, это то, что у меня очень длинный список дел, и впереди еще много работы.Наверное, хватит на несколько лет!

Читать далее «Источник« чистого »перкарбоната натрия».

Ванна с перекисью водорода

Как принимать ванну с перекисью водорода: сколько перекиси использовать, вопросы и ответы и предостережения.

Читать далее «Ванна с перекисью водорода»

Первые видео добавлены на сайт продолжение

CIBA VISION CLEAR CARE КОНТАКТНОЕ РЕШЕНИЕ

Я добавил 2 видео. На одном изображено пузырение перекиси водорода во время работы этого продукта.На втором изображен человек, который случайно использовал этот продукт на своих контактах, не зная, что его нужно нейтрализовать. Ей больно — видео ОБА веселое и серьезное.

Читать далее «Первые видео, добавленные на сайт, продолжение»

Первые видео, добавленные на сайт

Я добавил на сайт несколько видеороликов YouTube. Посетите эти страницы:

НОЖНАЯ ВАННА с ПЕРОКСИДОМ ВОДОРОДА

На видео показано добавление 3% перекиси водорода к стелькам обуви.

Читать дальше «Первые видеоролики добавлены на сайт»

Использование перкарбоната натрия: сухая гранулированная форма перекиси водорода

Перкарбонат натрия отлично подходит для стирки и уборки дома, прост в использовании и убивает микробы. Считайте это альтернативной формой перекиси водорода

Продолжить чтение «Использование перкарбоната натрия: сухой гранулированной формы перекиси водорода»

Перекись водорода для полоскания рта: Colgate Peroxyl

Перекись водорода для полоскания рта: вот коммерческий продукт, который рекомендует используя 1.5% перекись водорода для язв во рту, раздражений и укусов щек

Продолжить чтение «Перекись водорода для полоскания рта: Colgate Peroxyl»

Дополнительная информация о бесплатном предложении для очистителя контактных линз на основе пероксида CIBA Vision

Я обновил эту страницу, чтобы добавьте дополнительную информацию о скидочном купоне на бесплатную бутылку CIBA Vision Clear Care — очистителя контактных линз на основе перекиси водорода.

Читать далее «Дополнительная информация о бесплатном предложении для очистителя контактных линз на основе пероксида CIBA Vision»

Перекись для парикмахерских, перекись косметической марки AKA, V10, V20

Перекись для парикмахерских услуг, также известная как перекись водорода косметической марки, и V10, V20, V30 , и V40

Продолжить чтение «Перекись для парикмахерских, перекись косметической марки AKA, V10, V20»

Удалите плесень с одежды с помощью перекиси водорода

Вы можете удалить плесень с одежды с помощью перекиси водорода.Перекись убивает плесень, бактерии и вирусы, очищает пятна и плесень.

Читать далее «Удалите плесень с одежды с помощью перекиси водорода»

Ванна для ног с перекисью водорода

Идеи ванны для ног с перекисью водорода: для уничтожения стопы спортсмена и бактерий. Распылите перекись и на обувь.

Читать далее «Ванна для ног с перекисью водорода»

Использование перекиси водорода в качестве жидкости для полоскания рта

Использовать перекись водорода в качестве жидкости для полоскания рта очень просто. Полоскание горла перекисью убивает микробы.Используйте перекись в насадке Water Pik, чтобы очистить зубную щетку и многое другое ….

Читать далее «Использование перекиси водорода в качестве жидкости для полоскания рта»

Самодельный раствор для чистки ковров с использованием перекиси водорода

Как я использовал самодельный раствор для чистки ковров в арендованная машина для чистки ковров

Читать далее «Самодельный раствор для чистки ковров с использованием перекиси водорода»

Очистка пятен от ковров перекисью водорода

Использование перекиси водорода для очистки пятен от ковров — просто.

Читать далее «Очистка пятен от ковровых покрытий перекисью водорода»

Удаление плесени со стен подвала с помощью перекиси водорода

Удаление плесени со стен подвала с помощью перекиси водорода. Перекись водорода убивает плесень, бактерии и вирусы.

Читать далее «Удаление плесени на стенах подвала с помощью перекиси водорода»

Мой опыт использования перекиси водорода для лечения плесени и водорослей

Мой опыт использования перекиси водорода для лечения плесени и водорослей — избавление от черной плесени на дереве и водорослей в спортивная бутылка….

Читать далее «Мой опыт использования перекиси водорода для лечения плесени и водорослей»

Работает ли это и безопасно ли?

Мы включаем продукты, которые мы считаем полезными для наших читателей. Если вы покупаете по ссылкам на этой странице, мы можем заработать небольшую комиссию. Вот наш процесс.

Перекись водорода — распространенный антисептик, который используется в большинстве домов и в аптеках первой помощи. Это универсальная жидкость, имеющая множество различных применений.

Перекись водорода также является активным ингредиентом во многих процедурах отбеливания зубов, что заставляет многих задаться вопросом, может ли перекись водорода, купленная в магазине, также стать хорошим отбеливателем для зубов.

Хотя перекись водорода может помочь отбелить зубы в определенных ситуациях, следует учитывать некоторые важные вопросы безопасности. Перекись водорода может вызвать повреждение эмали зубов, если человек использует раствор неправильно.

Узнайте больше о перекиси водорода для отбеливания зубов в этой статье.

Перекись водорода — распространенный и эффективный активный ингредиент многих коммерческих растворов для отбеливания зубов.

Продукты, содержащие пероксиды, такие как пероксид водорода и пероксид карбамида, действуют как отбеливающие вещества, изменяя цвет зубов.Перекись может частично проникать через слои зубов, удаляя соединения, вызывающие изменение цвета.

Концентрация перекиси водорода в приобретенных в магазине наборах для отбеливания зубов может достигать 10%. Стоматологи также могут предложить процедуры отбеливания с концентрацией перекиси водорода до 40%.

С другой стороны, концентрация перекиси водорода в большинстве магазинов составляет 3%.

Многие люди обеспокоены тем, что более высокие концентрации перекиси могут привести к большему количеству побочных эффектов, таких как разрушение эмали и чувствительность зубов, но это не всегда так.Тем не менее, похоже, что время, которое эти продукты проводят на зубах, очень важно.

Фактически, авторы исследования 2016 года обнаружили, что гели с более низкой концентрацией оказывают более негативное влияние на зубную эмаль, когда они остаются на зубах в течение более длительного периода времени.

Гели с более высокой концентрацией часто требуют меньше времени на зубы, чтобы быть эффективными, что может снизить риск повреждения эмали.

Однако другое исследование, опубликованное в журнале American Journal of Dentistry , показало, что коммерческий ополаскиватель для рта, содержащий только 1.5% перекись водорода вызвала заметное осветление эмали зубов человека через 4 недели.

Людям с чувствительными зубами рекомендуется посоветоваться со своим стоматологом, прежде чем использовать перекись водорода для отбеливания зубов.

Чтобы приготовить перекисью жидкость для полоскания рта, добавьте 2 унции (унции) 3% перекиси водорода и 2 унции воды в небольшую чашку.

Полоскайте рот смесью ежедневно в течение 2–4 минут, прежде чем выплюнуть ее. Не глотайте жидкость.

Как вариант, домашняя паста может помочь некоторым людям удалить мелкие пятна.Чтобы приготовить эту пасту, добавьте чайную ложку перекиси водорода в такое количество пищевой соды, чтобы получилась гладкая густая паста.

Нанесите пасту прямо на зубы с помощью зубной щетки. Оставьте пасту на зубах в течение нескольких минут, а затем смойте ее водой. Не глотайте пасту.

Многие безрецептурные средства для отбеливания зубов содержат перекись водорода или перекись карбамида, которая распадается на перекись водорода.

Американская стоматологическая ассоциация (ADA) отмечает, что продукты, отмеченные знаком соответствия ADA, являются безопасными и эффективными средствами для отбеливания.Для достижения наилучших результатов людям следует тщательно следовать инструкциям на этих продуктах.

В случаях, когда изменение цвета зубов незначительное, может быть достаточно простой жидкости для полоскания рта, содержащей перекись водорода.

Любой, кто замечает боль или болезненность при нанесении продуктов с перекисью водорода на зубы, должен прекратить их использование и обратиться к стоматологу.

Перед использованием перекиси водорода для отбеливания зубов следует учесть некоторые риски.

Общие побочные эффекты методов отбеливания зубов включают чувствительность зубов и десен, а также раздражение или воспаление десен.

Всем, кто испытывает эти симптомы во время лечения, следует прекратить использование продукта и связаться со своим стоматологом, чтобы обсудить другие варианты.

Некоторые люди могут предпочесть отбеливание зубов перекисью водорода в клинике. Дантист может попросить человека сначала прийти на чистку. Очистка поверхности зубов позволит перекиси водорода равномерно проникать в зубы.

Во время этого визита стоматолог также захочет проверить наличие трещин, так как трещины в зубах могут позволить перекиси проникнуть дальше в зуб.Это может стать проблемой, если перекись вступит в контакт с нежным дентином под ним, так как это может вызвать раздражение или чувствительность.

Поделиться на PinterestМало свидетельств того, что домашние средства, такие как лимонный сок, эффективны при отбеливании зубов.

Есть много других средств для отбеливания зубов, которые люди могут использовать дома.

Однако, хотя некоторые неофициальные данные могут свидетельствовать об их эффективности, многие из обычных домашних средств для отбеливания зубов имеют очень мало научных доказательств в поддержку их использования.

Однако большинство этих домашних средств для отбеливания зубов должно быть относительно безопасным. К ним относятся:

ADA не рекомендует ни один из этих методов и указывает на то, что есть исследования, показывающие, что некоторые из этих методов неэффективны и могут фактически повредить зубы или вызвать другие побочные эффекты.

Независимо от того, какой отбеливающий раствор использует человек, ему следует сначала поговорить со своим стоматологом.

Перекись водорода — обычное домашнее средство для отбеливания зубов.Он входит в состав многих растворов для отбеливания зубов, которые можно использовать как дома, так и в кабинете стоматолога.

Простое средство для полоскания рта перекисью водорода может помочь удалить легкие пятна. Однако человеку не следует оставлять растворы перекиси водорода на зубах на длительное время.

Людям с более темными пятнами можно приобрести более сильные варианты отбеливания как без рецепта, так и у стоматолога.

Перекись водорода и продукты, которые ее содержат, доступны во многих аптеках и в Интернете.

Разделение воды на водород и кислород

Мы часто хотим подражать природе для почти идеальных результатов. Но иногда это остается просто желанием. В своем стремлении к зеленой и чистой энергии человечество ищет тот волшебный метод, который может расщеплять воду на водород и кислород. Природа прекрасно справляется с этой задачей в процессе фотосинтеза. Человек все еще сталкивается с трудностями при дублировании этого процесса в лаборатории. Если мы сможем расщеплять воду на кислород и водород в присутствии солнечного света, мы сможем использовать потенциал водорода как чистого и экологически чистого топлива.На сегодняшний день искусственные системы довольно неэффективны, требуют больших затрат времени и денег и часто требуют дополнительного использования химических реагентов.

Исследователи из отдела органической химии института Вейцмана под руководством профессора Дэвида Мильштейна разработали новый способ расщепления молекул воды, который может отделять кислород от воды и связывать атомы в другой молекуле. Этот метод оставляет водород свободным для соединения с другими соединениями. Их вдохновил фотосинтез — процесс, выполняемый растениями.Фотосинтез — это жизненная сила на Земле, потому что он является источником всего кислорода на Земле.

Новый подход, разработанный командой Вейцмана, включает три важных этапа, которые заканчиваются высвобождением водорода и кислорода с помощью специального металлического комплекса. Основным элементом этого металлического комплекса является рутений. Металлическая и органическая части этого «умного» комплекса помогают расщеплять молекулы воды. Когда вода смешивается с этим комплексом, связи между атомами водорода и кислорода разрываются.Здесь один атом водорода связывается с органической частью комплекса, атомы водорода и кислорода (группа ОН) — с его металлическим центром.

Вторая стадия известна как стадия нагрева. Здесь водный раствор нагревается до 100 ° С. При этом из комплекса выделяется газообразный водород. А вот и наш чистый и зеленый источник топлива. К металлическому центру добавляется еще одна группа ОН.

Мильштейн объясняет о волшебной третьей стадии: «Но самая интересная часть — это третья световая стадия.Когда мы подвергли этот третий комплекс воздействию света при комнатной температуре, не только образовался газообразный кислород, но и металлический комплекс вернулся в исходное состояние, которое можно было использовать повторно для использования в дальнейших реакциях ».

Результаты считаются уникальными из-за образования связи между двумя атомами кислорода, вызванного искусственным металлическим комплексом. Это очень необычное мероприятие. И пока неясно, как это может происходить. Ученые выяснили, что на третьем этапе свет дает энергию двум группам ОН, чтобы вместе образовать перекись водорода (h3O2).Эта перекись водорода быстро распадается на кислород и воду. Что Мильштейн думает об этой химической реакции? Он говорит: «Поскольку перекись водорода считается относительно нестабильной молекулой, ученые всегда игнорировали этот шаг, считая его маловероятным; но мы показали обратное ». Еще одна интересная вещь, которую заметили Мильштейн и его команда, заключается в том, что связь между двумя атомами кислорода создается внутри одной молекулы. Это образование связи происходит не между атомами кислорода, расположенными на отдельных молекулах, а из одного металлического центра.

Самым большим достижением команды Мильштейна явилась разработка механизма образования водорода и кислорода из воды без использования химических агентов. Это было достигнуто с помощью отдельных шагов и использования света. В своем следующем проекте они намерены объединить эти этапы для создания качественной каталитической системы. Эти шаги могут оставить след в области альтернативной энергетики.

Центр данных по альтернативным видам топлива: производство и распределение водорода

Несмотря на то, что водород присутствует в большом количестве на Земле как элемент, он почти всегда присутствует в составе другого соединения, такого как вода (H ₂ O) или метан (CH ₄ ), и должен быть разделен на чистый водород (H ₂ ) для использования в электромобилях на топливных элементах.Водородное топливо соединяется с кислородом воздуха через топливный элемент, создавая электричество и воду в результате электрохимического процесса.

Производство

Водород можно производить из различных внутренних источников, включая ископаемое топливо, биомассу и электролиз воды с помощью электричества. Воздействие водорода на окружающую среду и энергоэффективность зависят от того, как он производится. Реализуется несколько проектов по снижению затрат, связанных с производством водорода.

Есть несколько способов производства водорода:

• Риформинг / газификация природного газа: Синтез-газ, смесь водорода, монооксида углерода и небольшого количества диоксида углерода, образуется в результате реакции природного газа с высокотемпературным паром.Окись углерода реагирует с водой с образованием дополнительного водорода. Это самый дешевый, эффективный и распространенный метод. На конверсию природного газа с использованием пара приходится большая часть водорода, ежегодно производимого в Соединенных Штатах.

  Синтез-газ также может быть создан путем реакции угля или биомассы с высокотемпературным паром и кислородом в газификаторе под давлением, который преобразуется в газообразные компоненты — процесс, называемый газификацией . Полученный синтез-газ содержит водород и монооксид углерода, который реагирует с водяным паром для отделения водорода.

• Электролиз: Электрический ток расщепляет воду на водород и кислород. Если электричество производится из возобновляемых источников, таких как солнце или ветер, образующийся водород также будет считаться возобновляемым и имеет множество преимуществ по выбросам. Набирают обороты проекты по производству водорода, когда избыточная возобновляемая электроэнергия, если таковая имеется, используется для производства водорода путем электролиза.

• Возобновляемый жидкий риформинг: Возобновляемое жидкое топливо, такое как этанол, реагирует с высокотемпературным паром с образованием водорода вблизи точки конечного использования.

• Ферментация: Биомасса преобразуется в сырье, богатое сахаром, которое можно сбраживать для получения водорода.

Ряд методов производства водорода находится в стадии разработки:

Основными производителями водорода являются Калифорния, Луизиана и Техас. Сегодня почти весь водород, производимый в Соединенных Штатах, используется для очистки нефти, обработки металлов, производства удобрений и обработки пищевых продуктов.

Основной задачей производства водорода является снижение стоимости технологий производства, чтобы сделать получаемый водород конкурентоспособным по стоимости по сравнению с обычным транспортным топливом.Государственные и промышленные научно-исследовательские и опытно-конструкторские проекты снижают стоимость, а также воздействие на окружающую среду технологий производства водорода. Узнайте больше о производстве водорода в Управлении технологий водорода и топливных элементов.

Распределение

Большая часть водорода, используемого в Соединенных Штатах, производится там или поблизости от того места, где он используется, обычно на крупных промышленных предприятиях. Инфраструктура, необходимая для распределения водорода по общенациональной сети заправочных станций, необходимых для повсеместного использования электромобилей на топливных элементах, все еще нуждается в развитии.Первоначальное развертывание транспортных средств и станций сосредоточено на построении этих распределительных сетей, прежде всего в южной и северной Калифорнии.

В настоящее время водород распределяется тремя способами:

• Трубопровод: Этот наименее дорогой способ доставки больших объемов водорода ограничен, так как в настоящее время доступно только около 1600 миль трубопроводов США для доставки водорода. Эти трубопроводы расположены возле крупных нефтеперерабатывающих и химических заводов в Иллинойсе, Калифорнии и на побережье Мексиканского залива.

• Трубчатые трейлеры высокого давления: Транспортировка сжатого водородного газа автомобильным, железнодорожным транспортом, кораблем или баржей в трубчатых трейлерах высокого давления является дорогостоящей и используется в основном на расстояния до 200 миль или меньше.

• Цистерны для сжиженного водорода: Криогенное сжижение — это процесс, при котором водород охлаждается до температуры, при которой он становится жидкостью. Хотя процесс сжижения является дорогостоящим, он позволяет транспортировать водород более эффективно (по сравнению с использованием трубных прицепов высокого давления) на большие расстояния грузовиком, железнодорожным вагоном, кораблем или баржей.Если сжиженный водород не используется с достаточно высокой скоростью в точке потребления, он выкипает (или испаряется) из резервуаров для хранения. В результате необходимо тщательно согласовывать скорость доставки и потребления водорода.

Создание инфраструктуры для распределения и доставки водорода на тысячи будущих заправочных станций представляет собой множество проблем. Поскольку водород содержит меньше энергии на единицу объема, чем все другие виды топлива, его транспортировка, хранение и доставка к месту конечного использования обходятся дороже в пересчете на галлон бензина (на ГПЭ).Строительство новой сети водородных трубопроводов связано с высокими начальными капитальными затратами, а свойства водорода создают уникальные проблемы для материалов трубопроводов и конструкции компрессора. Однако, поскольку водород можно производить из самых разных ресурсов, региональное или даже местное производство водорода может максимально использовать местные ресурсы и минимизировать проблемы с распределением.

Необходимо учитывать компромисс между централизованным и распределенным производством. Производство водорода централизованно на крупных заводах снижает производственные затраты, но увеличивает затраты на сбыт.Производство водорода в точке конечного потребления — например, на заправочных станциях — снижает затраты на сбыт, но увеличивает производственные затраты из-за затрат на создание производственных мощностей на месте.

Государственные и промышленные научно-исследовательские проекты преодолевают препятствия на пути эффективного распределения водорода. Узнайте больше о распределении водорода в Управлении технологий водорода и топливных элементов.

Новый метод более эффективного извлечения водорода из воды для получения возобновляемой энергии

Кристаллическая структура и многогранники {MoTe} 6, показывающие строительные блоки каждого полиморфа.моноклинная фаза 1T’-MoTe2 и b гексагональная фаза 2H-MoTe2. Кредит: Nature Communications 10.1038 / s41467-019-12831-0

По словам ученых, новый метод более эффективного извлечения водорода из воды может помочь в использовании возобновляемых источников энергии в виде устойчивого топлива.

В новой статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Communications , исследователи из университетов Великобритании, Португалии, Германии и Венгрии описывают, как импульсный электрический ток через слоистый катализатор позволил им почти вдвое увеличить количество водорода, производимого за один милливольт электроэнергии, используемой в процессе.

Электролиз, процесс, который, вероятно, знаком любому, кто изучал химию в средней школе, использует электрический ток для разделения связей между атомами водорода и кислорода в воде, высвобождая водород и газообразный кислород. Если электрический ток для процесса электролиза генерируется с помощью возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра или солнца, весь процесс не выделяет дополнительного углерода в атмосферу, не влияя на изменение климата. Затем газообразный водород можно использовать в качестве источника топлива с нулевым уровнем выбросов в некоторых видах транспорта, таких как автобусы и автомобили, или для отопления домов.

Исследование команды было сосредоточено на поиске более эффективного способа производства водорода посредством электрокаталитической реакции расщепления воды. Они обнаружили, что электроды, покрытые катализатором из теллурида молибедена, показали увеличение количества газообразного водорода, образующегося во время электролиза, когда применялась определенная схема сильноточных импульсов. Оптимизируя импульсы тока через кислотный электролит, они могут снизить количество энергии, необходимое для производства заданного количества водорода, почти на 50%.

Д-р Алексей Ганин из Химической школы Университета Глазго руководил исследовательской группой. Доктор Ганин сказал: «В настоящее время Великобритания удовлетворяет около трети своих потребностей в производстве энергии за счет возобновляемых источников, а в Шотландии этот показатель составляет около 80%.

«Эксперты предсказывают, что мы скоро достигнем точки, когда мы будем производить больше возобновляемой электроэнергии, чем требуется для нашего потребления. Однако в настоящее время избыток генерируемой энергии должен использоваться в том виде, в котором она произведена, иначе она будет потрачена впустую.Жизненно важно, чтобы мы разработали надежный набор методов для хранения энергии для дальнейшего использования.

«Батареи — один из способов сделать это, но водород — очень многообещающая альтернатива. Наши исследования дают важное новое понимание того, как производить водород путем электролиза более эффективно и экономично, и мы стремимся продолжить это многообещающее направление исследований».

Поскольку уровень каталитического усиления контролируется электрическими токами, последние достижения в области машинного обучения могут быть использованы для точной настройки правильной последовательности прикладываемых токов для достижения максимальной мощности.Следующим этапом для команды является разработка протокола искусственного интеллекта, который заменит человеческий фактор в поисках наиболее эффективных электронных структур, используемых в подобных каталитических процессах.

Статья под названием «Быстрая электрохимическая активация MoTe2 для реакции выделения водорода» опубликована в Nature Communications.

---

Новый катализатор затмевает платину при производстве водорода

---

Дополнительная информация: Быстрая электрохимическая активация MoTe2 для реакции выделения водорода, Nature Communications doi.org / 10.1038 / s41467-019-12831-0, www.nature.com/articles/s41467-019-12831-0 Предоставлено Университет Глазго

Ссылка : Новый метод более эффективного извлечения водорода из воды для получения возобновляемой энергии (2019, 29 октября) получено 13 ноября 2020 с https: // физ.org / news / 2019-10-method-Hydrogen -fficiently-Cap-Renewable.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

4 способа получения газообразного водорода дома или в лаборатории

Электролиз воды — один из простых способов получения газообразного водорода.(Wikihow / CC BY-NC-SA 3.0)

Газообразный водород легко сделать дома или в лаборатории, используя обычные химические вещества и повседневные материалы. Получив газ, вы можете использовать его для множества интересных научных проектов. Конечно, вы не «производите» водород, поскольку это элемент. Он образуется в результате химических реакций, которые его высвобождают. Вот как безопасно получить водород.

Получение газообразного водорода — Метод 1

Электролиз воды (H ₂ O) — один из самых простых способов получения газообразного водорода.Электролиз разделяет воду на газообразный водород и газообразный кислород. Таким образом, вы также можете собирать нечистый кислород, используя этот метод.

Материалы

Для этого метода необходимы только основные материалы:

• Вода
• 9-вольтовая батарея
• 2 скрепки (или проволока)
• Емкость с водой

Порядок действий

скрепки и подсоедините по одной к каждой клемме батареи.
1. Поместите другие концы, не касаясь, в емкость с водой.Поздравляю! У вас электролиз.
2. Вы увидите пузыри на обоих проводах. Тот, у которого больше пузырьков, выделяет чистый водород. Остальные пузырьки — это нечистый кислород. Вы можете проверить, какой газ является водородом, подержав зажженную спичку или зажигалку над контейнером. Пузырьки водорода загорятся; пузырьки кислорода не горят.
3. После того, как вы определили источник водорода, вы можете его забрать. Соберите газообразный водород, перевернув наполненную водой трубку или сосуд над проволокой, производящей газообразный водород.Причина, по которой вам нужна вода в емкости, заключается в том, что вы можете собирать водород, не получая воздуха. Воздух содержит 20% кислорода, который вы не должны попадать в контейнер, чтобы он не стал воспламеняющимся. Не собирайте газ, отходящий от обоих проводов, в один и тот же контейнер, так как это смесь водорода и кислорода, которая легко воспламеняется. Если хотите, вы можете использовать второй контейнер с водой для сбора нечистого кислорода.
4. Отсоедините аккумулятор. Закройте или закройте емкость с водой и газом, прежде чем перевернуть ее вправо.Промаркируйте контейнер.

Получение водородного газа — Метод 2

Хотя электролиз является хорошим методом получения водорода, есть два улучшения, которые значительно повышают выход. Первый — использовать грифель карандаша (чистый графит) в качестве электродов. Второй совет — добавить в воду щепотку соли, которая станет электролитом.

Из графита получаются хорошие электроды, поскольку он электрически нейтрален и не растворяется во время электролиза. В воде соль диссоциирует на ионы и увеличивает ток, ускоряя реакцию электролиза.

Материалы

Помимо карандашей и соли, существенным изменением является то, что у вас есть больше вариантов для батареи.

• 2 карандаша
• Соль (хлорид натрия или английская соль)
• Картон
• Вода
• Батарея (может опуститься до 1,5 В из-за наличия электролита)
• 2 Скрепки или кусочки электрического провода
• Емкость с водой

Процедура

1. Снимите ластики и металлические колпачки с карандашей и заточите оба конца, чтобы обнажить грифель карандаша.
2. Добавьте щепотку соли в емкость с водой.
3. Используйте картон, чтобы подставить карандаши в соленую воду. Положите картон на емкость с водой. Проденьте карандаши в картон так, чтобы грифель был погружен в жидкость, но не касался дна или стенок емкости.
4. Прикрепите проволоку к каждому карандашу. Подключите каждый провод к клемме аккумулятора.
5. Соберите газ, как и раньше, в емкость, наполненную водой.

Получение газообразного водорода — Метод 3

При химических реакциях часто выделяется газообразный водород.Одна реакция происходит между цинком и соляной кислотой с образованием хлорида цинка и газообразного водорода:

Zn (s) + 2HCl (l) → ZnCl ₂ (l) + H ₂ (g)

Большинство металлов реагируют с кислотой для выделения водорода, поэтому не стесняйтесь заменять железо или алюминий, если он более доступен. Собирать газ немного сложнее из-за кислоты. Один из способов — перевернуть стеклянный сосуд с кислотой над металлом, чтобы газ вытеснил жидкость. Гораздо безопаснее перевернуть пустую емкость для сбора реакционной смеси и позволить водороду вытеснить воздух.Водород легче воздуха и будет подниматься вверх. В конце процесса сборная емкость будет содержать немного воздуха (и кислорода).

Материалы и процедура

• Соляная кислота или соляная кислота
• Гранулы цинка (или полоски алюминиевой или железной опилки)

При смешивании кислоты и металла немедленно выделяются пузырьки газообразного водорода. Будьте осторожны, не прикасайтесь к кислоте. Кроме того, ожидайте выделения тепла в результате этой экзотермической реакции.

Получение водородного газа — Метод 4

Сильные основания также активно реагируют со многими металлами.Гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид калия (КОН) содержат элемент водород и выделяют водородный газ. Например, реакция алюминия и гидроксида натрия с образованием водорода и алюмината натрия:

2Al (s) + 6NaOH (вод.) → 3H ₂ (г) + 2Na ₃ AlO ₃ (вод.)

Материалы

• Гидроксид натрия (обычно продается в качестве очистителя канализации)
• Алюминий (часто входит в состав очистителей канализации или вы можете использовать алюминиевую фольгу)
• Вода

Процедура

1. Поместите очиститель канализации и алюминий в стакан блюдо.Не используйте металл или пластик, потому что очиститель канализации может вступить в реакцию с металлом. Тепло, выделяемое в результате реакции, может повредить пластик.
2. Наполните стеклянную емкость водой для сбора газообразного водорода.
3. Переверните емкость с водой над кучей химикатов и соберите водород.

Информация по безопасности

• Ознакомьтесь с информацией о безопасности любых химических веществ, которые вы можете использовать. В частности, соляная кислота (сильная кислота) и гидроксид натрия (сильное основание) являются едкими веществами и могут вызвать химические ожоги.Если вы используете эти химические вещества, обязательно надевайте перчатки, защитные очки и другое защитное снаряжение.
• Храните водород вдали от открытого огня, источников тепла и возгорания.
• Имейте в виду, что смешивание газообразного водорода с кислородом или воздухом (который содержит кислород) увеличивает его воспламеняемость, поскольку кислород является окислителем.

Если вам нравится производить газообразный водород и вы хотите попробовать аналогичный проект, попробуйте сделать газообразный хлор.