الماء بدلاً من البنزين: التحليل الكهربائي هو تكنولوجيا المستقبل

المحلل الكهربائي

التحليل الكهربائي هو ظاهرة كيميائية فيزيائية لتحلل المواد إلى عناصر باستخدام التيار الكهربائي ، والذي يستخدم في كل مكان للأغراض الصناعية. على أساس هذا التفاعل ، يتم تصنيع الركام للحصول على ، على سبيل المثال ، الكلور أو المعادن غير الحديدية.

مصنع التحليل الكهربائي ، ويتكون من صفائح

أدى النمو المستمر لأسعار موارد الطاقة إلى إنشاء تركيبات أيونية للاستخدام المنزلي عند الطلب. ما هي هذه الهياكل وكيف تصنعها في المنزل؟

معلومات عامة عن المحلل الكهربائي

محطة التحليل الكهربائي هي جهاز للتحليل الكهربائي يتطلب مصدر طاقة خارجي ، والذي يتكون هيكليًا من عدة أقطاب كهربائية ، يتم وضعها في حاوية مملوءة بالكهرباء. أيضًا ، يمكن تسمية هذا التثبيت بجهاز تقسيم الماء.

في الوحدات المماثلة ، تعتبر الإنتاجية المعلمة التقنية الرئيسية ، مما يعني حجم الهيدروجين المنتج في الساعة ويتم قياسه بالمتر المكعب / ساعة. تحمل الوحدات الثابتة مثل هذه المعلمة باسم النموذج ، على سبيل المثال ، تشكل وحدة الغشاء SEU-40 40 مترًا مكعبًا في الساعة. م من الهيدروجين.

منظر خارجي للوحدة الصناعية الثابتة SEU-40

تعتمد الخصائص الأخرى لهذه الأجهزة تمامًا على الغرض المقصود ونوع التثبيت. على سبيل المثال ، عند إجراء التحليل الكهربائي للمياه ، تعتمد كفاءة الوحدة على المؤشرات التالية:

1. مستوى جهد القطب الأدنى (الجهد). للحصول على أداء جيد للوحدة ، يجب أن تكون هذه الخاصية في حدود 1.8-2 فولت لكل لوحة. إذا كان مصدر الطاقة بجهد 14 فولت ، فإن سعة الخلية الإلكتروليتية بمحلول الإلكتروليت أمر منطقي لتقسيم الألواح إلى 7 خلايا. تثبيت مماثل يسمى خلية جافة. لن تبدأ القيمة الأصغر في التحليل الكهربائي ، وستؤدي القيمة الأكبر إلى زيادة استهلاك الطاقة بشكل كبير ؛

ترتيب الصفائح في حمام محطة التحليل الكهربائي

1. كلما كانت المسافة بين عناصر اللوحة أصغر ، كلما قلت المقاومة ، مما يؤدي ، عند مرور تيار كبير ، إلى زيادة إنتاج المادة الغازية ؛
2. تؤثر مساحة سطح الألواح بشكل مباشر على الإنتاجية ؛
3. توازن الحرارة ودرجة تركيز المنحل بالكهرباء ؛
4. مادة مكونات القطب. يعتبر الذهب مادة باهظة الثمن ولكنها رائعة لاستخدامها في الخلايا الإلكتروليتية. يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في بعض الأحيان بسبب تكلفته العالية.

الشيء الرئيسي! في الإنشاءات من نوع مختلف ، سيكون للقيم معلمات مختلفة.

يمكن أيضًا استخدام محطات التحليل الكهربائي للمياه لأغراض مثل إزالة التلوث والتنقية وتقييم جودة المياه.

إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي للماء.

السابق 16 التالي

يعد التحليل الكهربائي للماء أحد أكثر الطرق المعروفة والمدروسة جيدًا لإنتاج الهيدروجين. يوفر منتج نقي (99.6-99.9٪)H2) في مرحلة تكنولوجية واحدة. في تكاليف الإنتاج لإنتاج الهيدروجين ، تبلغ تكلفة الطاقة الكهربائية حوالي 85٪.

يعتبر التحليل الكهربائي للماء من أكثر الطرق المعروفة والمدروسة جيدًا لإنتاج الهيدروجين [433]. يوفر منتجًا نقيًا (99.6-99.9٪ H2) في خطوة عملية واحدة. تعتمد اقتصاديات العملية بشكل أساسي على تكلفة الكهرباء. في تكاليف الإنتاج لإنتاج الهيدروجين ، تبلغ تكلفة الطاقة الكهربائية حوالي 85٪.

تم تطبيق هذه الطريقة في عدد من البلدان التي لديها موارد كبيرة من الطاقة الكهرومائية الرخيصة.توجد أكبر المجمعات الكهروكيميائية في كندا والهند ومصر والنرويج ، ولكن تم إنشاء الآلاف من المنشآت الأصغر وتعمل في العديد من دول العالم. هذه الطريقة مهمة أيضًا لأنها الأكثر تنوعًا فيما يتعلق باستخدام مصادر الطاقة الأولية. فيما يتعلق بتطوير الطاقة النووية ، من الممكن حدوث ازدهار جديد في التحليل الكهربائي للماء على أساس الكهرباء الرخيصة من محطات الطاقة النووية. موارد صناعة الطاقة الكهربائية الحديثة غير كافية للحصول على الهيدروجين كمنتج لاستخدام المزيد من الطاقة. إذا تم الحصول على الكهرباء من أرخص طاقة ذرية ، فإن كفاءة عملية توليد الكهرباء تساوي 40٪ (في حالة مفاعلات التوليد السريع) وكفاءة عملية إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي حتى 80٪ ، فإن المجموع الكلي ستكون كفاءة عملية التحليل الكهربائي 0.8-0.4 = 0.32 أو 32٪. علاوة على ذلك ، إذا افترضنا أن الكهرباء تمثل 25٪ من إجمالي إنتاج الطاقة ، وأن 40٪ من الكهرباء تُستهلك للتحليل الكهربائي ، فإن مساهمة هذا المصدر في إجمالي إمدادات الطاقة ستكون في أفضل الأحوال 0.25XX 0.4-0.32 = 0.032 ، أو 3، 2٪. وبالتالي ، يمكن اعتبار التحليل الكهربائي للماء كطريقة لإنتاج الهيدروجين لتزويد الطاقة ضمن أطر محدودة للغاية. ومع ذلك ، كطريقة لإنتاج الهيدروجين للصناعات الكيماوية والمعدنية ، يجب أن تكون مسلحة تقنيًا ، حيث يمكن استخدامها في ظل ظروف اقتصادية معينة على نطاق صناعي واسع النطاق.

يمكن استخدام التحليل الكهربائي بنجاح في محطات الطاقة الكهرومائية أو في الحالات التي يكون فيها لمحطات الطاقة الحرارية والنووية قدرة زائدة ، ويكون إنتاج الهيدروجين وسيلة لاستخدام الطاقة وتخزينها وتخزينها. لهذا الغرض ، يمكن استخدام المحلل الكهربائي القوي بسعة تصل إلى مليون متر مكعب من الهيدروجين يوميًا. في محطة كبيرة لتحليل المياه بسعة 450 طن / يوم أو أكثر ، يمكن زيادة استهلاك الطاقة لكل 1 متر مكعب من الهيدروجين إلى 4-4.5 كيلو واط / ساعة. مع مثل هذا الاستهلاك للطاقة في عدد من حالات الطاقة ، يمكن أن يصبح التحليل الكهربائي للماء ، حتى في ظل الظروف الحديثة ، طريقة تنافسية لإنتاج الهيدروجين [435].

تتميز الطريقة الكهروكيميائية لإنتاج الهيدروجين من الماء بالصفات الإيجابية التالية: 1) درجة نقاء عالية للهيدروجين المنتج - تصل إلى 99.99٪ وما فوق. 2) بساطة العملية التكنولوجية ، واستمراريتها ، وإمكانية أتمتة كاملة ، وغياب الأجزاء المتحركة في الخلية الإلكتروليتية ؛ 3) إمكانية الحصول على المنتجات الثانوية الأكثر قيمة - الماء الثقيل والأكسجين ؛ 4) المواد الخام المتاحة بشكل عام والتي لا تنضب - الماء ؛ 5) مرونة العملية وإمكانية إنتاج الهيدروجين مباشرة تحت الضغط ؛ 6) الفصل الفيزيائي للهيدروجين والأكسجين في نفس عملية التحليل الكهربائي.

في جميع عمليات إنتاج الهيدروجين ، ينتج عن تحلل الماء كميات كبيرة من الأكسجين كمنتج ثانوي. سيوفر هذا حوافز جديدة لتطبيقه. سيجد مكانه ليس فقط كمسرّع للعمليات التكنولوجية ، ولكن أيضًا كمنقي لا غنى عنه وصحي للخزانات والنفايات الصناعية السائلة يمكن أن يمتد نطاق استخدام الأكسجين هذا إلى الغلاف الجوي والتربة والماء. يمكن أن يؤدي حرق كميات متزايدة من النفايات البلدية في الأكسجين إلى حل مشكلة النفايات الصلبة في المدن الكبرى.

المنتج الثانوي الأكثر قيمة للتحليل الكهربائي للماء هو الماء الثقيل ، وهو وسيط نيوتروني جيد في المفاعلات النووية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الماء الثقيل كمادة خام لإنتاج الديوتيريوم ، والذي يعد بدوره مادة خام لهندسة الطاقة النووية الحرارية.

التحلل الالكتروليتي للماء.

2 H2O = 2 H2 + O2

لا تقوم المياه النقية عمليًا بإجراء تيار ، لذلك يتم إضافة الإلكتروليتات (عادةً KOH) إليها. أثناء التحليل الكهربائي ، يتم إطلاق الهيدروجين عند الكاثود.يتم إطلاق كمية معادلة من الأكسجين عند الأنود ، وهو بالتالي منتج ثانوي في هذه الطريقة.

الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي نقي جدًا ، بصرف النظر عن خليط كميات صغيرة من الأكسجين ، والتي يمكن إزالتها بسهولة عن طريق تمرير الغاز فوق محفزات مناسبة ، على سبيل المثال ، فوق البلاديوم على الأسبستوس المسخن قليلاً. لذلك ، يتم استخدامه لكل من هدرجة الدهون وعمليات الهدرجة التحفيزية الأخرى. الهيدروجين الناتج عن هذه الطريقة مكلف للغاية.

السابق 16 التالي

تاريخ الاضافة: 2016-10-26؛ وجهات النظر: 13219؛ تأمر كتابة العمل

مقالات مماثلة:

مبدأ العمل وأنواع المحلل الكهربائي

جهاز بسيط للغاية يحتوي على المحلل الكهربائي الذي يقسم الماء إلى أكسجين وهيدروجين. وهي تتكون من وعاء به إلكتروليت ، توضع فيه أقطاب كهربائية ، متصلة بمصدر طاقة.

تصميم أبسط محطة للتحليل الكهربائي

مبدأ العمل في محطة التحليل الكهربائي هو أن التيار الكهربائي الذي يمر عبر الإلكتروليت له جهد كافٍ لتحليل الماء إلى جزيئات. نتيجة العملية هي أن القطب الموجب يطلق جزءًا واحدًا من الأكسجين ، ويخلق الكاثود جزأين من الهيدروجين.

تطهير المياه بالتحليل الكهربائي المباشر

ما هو التحليل الكهربائي للماء المباشر؟

يصاحب مرور التيار الكهربائي عبر المياه المعالجة سلسلة من التفاعلات الكهروكيميائية ، ونتيجة لذلك تتشكل مواد جديدة في الماء ، وتتغير بنية التفاعلات بين الجزيئات. أثناء التحليل الكهربائي المباشر للماء ، يتم تصنيع المؤكسدات - الأكسجين والأوزون وبيروكسيد الهيدروجين وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، يتشكل الكلور المتبقي في الماء حتى مع وجود محتوى منخفض جدًا من الكلوريد أثناء التحليل الكهربائي المباشر ، وهو أمر مهم جدًا للتأثير المطول لتطهير المياه .

نظرية عملية التحليل الكهربائي للماء

في شكل مبسط ، يتكون التحليل الكهربائي المباشر للماء من عدة عمليات.

1) العملية الكهروكيميائية.

يوجد في الماء (H2O) صفيحتان (قطبان) على التوازي: القطب الموجب والكاثود. يؤدي الجهد المستمر المطبق على الأقطاب الكهربائية إلى التحليل الكهربائي للماء.

ينتج الأنود الأكسجين: 2H2O → O2 + 4H + 4e− (الماء محمض).

يتكون الهيدروجين عند الكاثود: 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− (الماء قلوي).

كمية الهيدروجين المتولدة ضئيلة وليست مشكلة كبيرة.

يتيح استخدام الأقطاب الكهربائية الخاصة إنتاج الأوزون وبيروكسيد الهيدروجين من الماء.

ينتج الأنود الأوزون: 3H2O → O3 + 6e− + 6H + (الماء محمض).

عند الكاثود - بيروكسيد الهيدروجين: O2 + 2H2O + 2e− → H2O2 + 2 OH (الماء قلوي).

تحتوي المياه العذبة الطبيعية (غير المقطرة) دائمًا على أملاح معدنية - كبريتات ، كربونات ، كلوريدات. من أجل الحصول على الكلور لتأثير مطول لتطهير المياه ، فإن الكلوريدات فقط هي التي تهم. في الماء ، يتم تمثيلهم بشكل رئيسي بواسطة كلوريد الصوديوم (NaCl) وكلوريد الكالسيوم (CaCl) وكلوريد البوتاسيوم (KCl).

باستخدام مثال كلوريد الصوديوم ، سيكون تفاعل تكوين الكلور عن طريق التحليل الكهربائي على النحو التالي.

ملح مذاب في الماء: 2NaCl + H2O → 2Na + + 2Cl– + 2H2O

أثناء التحليل الكهربائي ، يتكون الكلور عند الأنود: 2Cl– → Cl2+ 2e– (الماء محمض).

وعند الكاثود يتكون هيدروكسيد الصوديوم: Na + + OH– → NaOH (الماء قلوي).

هذا التفاعل قصير العمر ، حيث يتم استهلاك أي كلور يتم إنتاجه عند الأنود بسرعة حتى يتشكل هيبوكلوريت الصوديوم: Cl2 + 2NaOH → H2 + 2NaOCl.

تحدث تفاعلات التحليل الكهربائي المماثلة مع كلوريد الكالسيوم والبوتاسيوم.

وهكذا ، نتيجة للتحليل الكهربائي للمياه العذبة ، يتم إنشاء خليط من المؤكسدات القوية: أكسجين + أوزون + بيروكسيد الهيدروجين + هيبوكلوريت الصوديوم.

2) العملية الكهرومغناطيسية.

جزيء الماء هو ثنائي القطب صغير يحتوي على شحنات موجبة (من جانب الهيدروجين) وسالبة (من جانب الأكسجين) في القطبين.في المجال الكهرومغناطيسي ، ينجذب جزء الهيدروجين من جزيء الماء إلى القطب السالب وجزء الأكسجين إلى القطب الموجب. هذا يؤدي إلى إضعاف وحتى تمزق الروابط الهيدروجينية في جزيء الماء. يعزز إضعاف الروابط الهيدروجينية تكوين الأكسجين الذري. يساعد وجود الأكسجين الذري في الماء على تقليل عسر الماء. يوجد الكالسيوم دائمًا في الماء العادي. تتأكسد أيونات Ca + بواسطة الأكسجين الذري: Ca + + O → CaO. أكسيد الكالسيوم ، الذي يتحد مع الماء ، يشكل هيدرات أكسيد الكالسيوم: CaO + H2O → Ca (OH) 2. هيدرات أكسيد الكالسيوم هي قاعدة قوية ، قابلة للذوبان في الماء بسهولة. تحدث عمليات مماثلة مع عناصر أخرى من عسر الماء.

3) عمليات التجويف.

نتيجة للعملية الكهروكيميائية والكهرومغناطيسية ، تتشكل فقاعات غاز مجهرية من الأكسجين والهيدروجين. تظهر سحابة بيضاء بالقرب من سطح الأقطاب الكهربائية ، تتكون من فقاعات ناشئة. بسبب تدفق المياه بعيدًا ، تتحرك الفقاعات إلى المنطقة التي تكون فيها سرعة التدفق أقل والضغط أعلى ، وتنهار بسرعة عالية.

يطلق الانهيار الفوري للفقاعة طاقة هائلة تدمر الجدار المائي للفقاعة ، أي جزيئات الماء. نتيجة تدمير جزيء الماء هو تكوين أيونات الهيدروجين والأكسجين والجزيئات الذرية للهيدروجين والأكسجين وجزيئات الهيدروجين والأكسجين والهيدروكسيل ومواد أخرى.

تساهم العمليات المدرجة في تكوين المؤكسد الرئيسي - الأكسجين الذري.

ما هو تفرد التحليل الكهربائي للماء المباشر؟

يعد تطهير المياه عن طريق التحليل الكهربائي المباشر نوعًا من المعالجة المؤكسدة للمياه ، ولكنه يختلف اختلافًا جوهريًا عن طرق التطهير الشائعة حيث يتم إنتاج المواد المؤكسدة من الماء نفسه ، ولا يتم إحضارها من الخارج ، وبعد أن أدت وظيفتها ، تنتقل إلى الحالة السابقة. كفاءة تطهير المياه عن طريق التحليل الكهربائي المباشر أعلى عدة مرات مقارنة بالطرق الكيميائية. يعزز التحليل الكهربائي المباشر للماء إزالة اللون وكبريتيد الهيدروجين والأمونيوم مصدر المياه. لا يتطلب التحليل الكهربائي المباشر مضخات القياس أو الكواشف.

الكلور ، ضروري لمنع التلوث الجرثومي الثانوي للمياه في شبكات التوزيع ، يتم تنشيطه من الأملاح المعدنية الطبيعية في المياه التي تمر عبر المحلل الكهربائي ويذوب فيها على الفور. يكسر التحليل الكهربائي المباشر الكلورامين ويحولها إلى نيتروجين وملح.

مصدر

شارك على الشبكات الاجتماعية:

نوصي أيضًا بقراءة:

مضادات الأكسدة الأطعمة ذات الخصائص العالية المضادة للأكسدة.

مقارنة بين مؤينات الماء Panasonic TK-HS91 و Fujiiryoki FWH-6000

ماء الهيدروجين وأنواع الأكسجين التفاعلية

أحدث مقالات المدونة

تقنيات تخزين المياه القلوية FUJIIRYOKI تنظيف غرفة مؤين الماء التحليل الكهربائي المباشر مهم لمعرفة! فهم كامل للألواح في مؤينات الماء هل عدد الألواح في مؤينات الماء مهم؟

أنواع المحلل الكهربائي

أجهزة فصل المياه من الأنواع التالية:

هذه المحلل الكهربائي لديها التصميم الأكثر بدائية (الصورة أعلاه). تتميز بخاصية أن التلاعب بعدد الخلايا سيمنحك الفرصة لتشغيل الجهاز من مصدر بأي جهد.

عرض متدفق

تحتوي هذه التركيبات في تصميمها الخاص على حوض استحمام مملوء بالكامل بالكهرباء مع عناصر قطب كهربائي وخزان.

جهاز المحلل الكهربائي التقليدي ، حيث A عبارة عن حمام به أقطاب كهربائية ، و D عبارة عن خزان ، و B ، و E عبارة عن أنابيب ، و C عبارة عن صمام مخرج

مبدأ عمل محطة التحليل الكهربائي عبر التدفق كما يلي (من الصورة أعلاه):

• عندما يتسرب التحليل الكهربائي ، يتم ضغط المنحل بالكهرباء في نفس الوقت مع الغاز عبر الأنبوب "B" في الخزان "D" ؛
• في الخزان "D" عملية فصل الغاز عن تدفقات الإلكتروليت ؛
• مخارج الغاز من خلال الصمام "ج" ؛
• يتدفق محلول الإلكتروليت مرة أخرى عبر الأنبوب "E" إلى الحمام "A".

من المثير للاهتمام معرفة ذلك. تم إعداد مبدأ العمل هذا في بعض آلات العاكس - يسمح احتراق الغاز المنطلق بلحام الأجزاء.

عرض الغشاء

مصنع التحليل الكهربائي الغشائي له نفس التصميم مثل المحلل الكهربائي الآخر ، لكن المنحل بالكهرباء عبارة عن مادة صلبة قائمة على البوليمر تسمى النسيج الغشائي.

تصميم الغشاء الكهربائي

غشاء الغشاء في هذه الركام له غرض مزدوج - نقل الأيونات والبروتونات ، وتقسيم الأقطاب الكهربائية ومنتجات التحليل الكهربائي.

عرض الحجاب الحاجز

عندما لا تستطيع إحدى المواد اختراق المادة الأخرى والتأثير عليها ، يتم استخدام غشاء مسامي يمكن تصنيعه من الزجاج أو ألياف البوليمر أو السيراميك أو مادة الأسبستوس.

جهاز المحلل الكهربائي الغشائي ، حيث 1 عبارة عن مخرج للأكسجين ، و 2 عبارة عن قارورة ، و 3 مخرج للهيدروجين ، و 4 عبارة عن أنود ، و 5 عبارة عن كاثود ، و 6 عبارة عن غشاء

قلوي

لا يمكن أن يحدث التحليل الكهربائي في الماء المقطر. في مثل هذه الحالات ، من الضروري استخدام المحفزات ، وهي عبارة عن محاليل قلوية عالية التركيز. بناءً على ذلك ، يمكن تسمية جزء كبير من الأجهزة الأيونية بالقلوية.

الشيء الرئيسي! وتجدر الإشارة إلى أن استخدام الملح كعامل مساعد ضار ، حيث يتم إطلاق غاز الكلور أثناء التفاعل. كقاعدة عامة ، يعمل هيدروكسيد الصوديوم كمحفز رائع لا يتسبب في تآكل الأقطاب الكهربائية المعدنية ولا يساهم في إطلاق مواد ضارة.

محلل كهربائي عصامي

يمكن لأي شخص صنع جهاز التحليل الكهربائي بأيديهم. لعملية تجميع التصميم الأكثر شيوعًا ، ستكون هناك حاجة إلى المواد التالية:

• ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ (أفضل الخيارات هي AISI 316L الأجنبية أو لدينا 03X16H15M3) ؛
• البراغي М6х150 ؛
• غسالات وصواميل
• أنبوب شفاف - يمكنك استخدام مستوى الروح ، والذي يستخدم لأغراض البناء ؛
• عدة تركيبات متعرجة بقطر خارجي 8 مم ؛
• حاوية بلاستيكية بحجم 1.5 لتر ؛
• مرشح صغير لمياه الصنبور ، على سبيل المثال ، مرشح للغسالات ؛
• صمام ماء غير رجعي.

عملية التجميع

اجمع المحلل الكهربائي بيديك وفقًا للإرشادات التالية:

1. بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى تحديد ونشر صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ في مربعات متطابقة. يمكن أن يتم النشر باستخدام طاحونة زاوية (طاحونة زاوية). يجب قطع أحد الزوايا في هذه المربعات بزاوية لتأمين الألواح بشكل صحيح ؛
2. بعد ذلك ، تحتاج إلى عمل ثقب للمسمار الموجود على جانب اللوحة المقابلة لزاوية قطع المنشار ؛
3. يجب أن يتم توصيل الألواح بالتناوب: لوحة واحدة على "+" ، واللوحة التالية على "-" وهكذا ؛
4. يجب أن يكون هناك عازل بين الألواح المشحونة المختلفة ، والذي يعمل كأنبوب من مستوى الروح. يجب تقطيعها إلى حلقات ، والتي يجب قطعها بالطول للحصول على شرائح بسماكة 1 مم. هذه المسافة بين الألواح كافية لتطور غاز جيد أثناء التحليل الكهربائي ؛
5. يتم تثبيت الألواح معًا باستخدام غسالات على النحو التالي: غسالة توضع على البرغي ، ثم لوحة ، ثم ثلاث غسالات ، بعد صفيحة ، وهكذا. يتم وضع اللوحات ، المشحونة بشكل إيجابي ، في صورة معكوسة لألواح سالبة الشحنة. هذا يجعل من الممكن منع الحواف المقطوعة من لمس الأقطاب الكهربائية ؛

لوحات محطة التحليل الكهربائي مجمعة معًا

1. عند تجميع الألواح ، يجب عزلها في نفس الوقت وشد الصواميل ؛
2. أيضًا ، يجب حلق كل لوحة للتأكد من عدم وجود دائرة كهربائية قصيرة ؛
3. علاوة على ذلك ، يجب وضع المجموعة بأكملها في صندوق بلاستيكي ؛
4. بعد ذلك ، يجدر إبراز الأماكن التي تلمس فيها البراغي جدران الحاوية ، حيث تقوم بحفر فتحتين. إذا كانت البراغي لا تتناسب مع الحاوية ، فيجب قطعها بمنشار ؛
5. ثم يتم شد البراغي بالصواميل والغسالات من أجل إحكام الهيكل ؛

توضع اللوحات في وعاء بلاستيكي

1. بعد الخطوات التي تم اتخاذها ، ستحتاج إلى عمل ثقوب في غطاء الحاوية وإدخال التركيبات فيها. يمكن ضمان عدم النفاذية في هذه الحالة عن طريق إغلاق المفاصل باستخدام مواد مانعة للتسرب قائمة على السيليكون ؛
2. يوجد صمام أمان وفلتر في الهيكل عند مخرج الغاز ويعملان كوسيلة للتحكم في التراكم المفرط للغاز ، مما قد يؤدي إلى نتائج سيئة ؛
3. يتم تجميع وحدة التحليل الكهربائي.

المرحلة الأخيرة هي اختبار يتم إجراؤه بطريقة مماثلة:

• ملء الحاوية بالماء حتى علامة البراغي للمثبتات ؛
• توصيل الطاقة بالجهاز ؛
• اتصال بتركيب الأنبوب ، يتم إنزال الطرف الآخر منه في الماء.

إذا تم تطبيق تيار ضعيف على التثبيت ، فسيكون إطلاق الغاز عبر الأنبوب غير محسوس تقريبًا ، ولكن سيكون من الممكن مشاهدته من داخل المحلل الكهربائي. عن طريق زيادة التيار المتردد ، إضافة محفز قلوي إلى الماء ، يمكن زيادة محصول المادة الغازية بشكل كبير.

يعد المحلل الكهربائي المصنوع ، كقاعدة عامة ، جزءًا مهمًا من العديد من الأجهزة ، على سبيل المثال ، موقد الهيدروجين.

ظهور موقد الهيدروجين ، والذي يعتبر أساسه محلل كهربي عصامي

من خلال معرفة الأنواع والخصائص الرئيسية والجهاز ومبدأ العمل للتركيبات الأيونية ، يمكنك إجراء التجميع الصحيح لهيكل عصامي ، وهو مساعد ممتاز في مجموعة متنوعة من المواقف اليومية: من اللحام وتوفير استهلاك الوقود للسيارات إلى عمل أنظمة التدفئة.

قم بعمل المحلل الكهربائي بيديك

بالتأكيد ، أنت على دراية بعملية التحليل الكهربائي من مناهج المدرسة الابتدائية. يحدث هذا عندما يتم وضع قطبين قطبين في الماء تحت التيار للحصول على المعادن أو غير المعادن في شكلها النقي. هناك حاجة إلى المحلل الكهربائي لتحليل جزيئات الماء إلى أكسجين وهيدروجين. المحلل الكهربائي ، كجزء من الآليات العلمية ، يقسم الجزيئات إلى أيونات.

يوجد نوعان من هذا الجهاز:

• المحلل الكهربائي الجاف (هذه خلية مغلقة تمامًا) ؛
• المحلل الكهربائي الرطب (هذان هما لوحان معدنيان موضوعان في وعاء من الماء).

هذا الجهاز بسيط من حيث الجهاز مما يجعله ممكنا استخدم حتى في المنزل... المحلل الكهربائي يقسم شحنات التحليل الكهربائي لذرات الجزيئات إلى ذرات مشحونة.

في حالتنا ، يقسم الماء إلى هيدروجين موجب وأكسجين سالب. للقيام بذلك ، يتطلب الأمر كمية كبيرة من الطاقة ، ولإنتاج كمية أقل من الطاقة المطلوبة ، يتم استخدام محفز.

الماء بدلاً من البنزين: التحليل الكهربائي هو تكنولوجيا المستقبل

وقد تم تقديم العروض من قبل البروفيسور مايكل لوتون ، عميد الهندسة في كلية كوين ماري بلندن ، والأدميرال السير أنتوني جريفين ، القائد السابق للبحرية البريطانية ، والدكتور كيث هندلي ، كيميائي أبحاث إنجليزي. أنتجت خلية ماير ، التي صنعها المخترع في المنزل في جروف سيتي بولاية أوهايو ، مزيجًا من الهيدروجين والأكسجين أكثر بكثير مما هو متوقع من التحليل الكهربائي البسيط.

بينما يتطلب التحليل الكهربائي للماء التقليدي تيارًا ، يُقاس بالأمبير ، فإن خلية ماير تنتج نفس التأثير عند مللي أمبير. علاوة على ذلك ، تتطلب مياه الصنبور العادية إضافة إلكتروليت ، مثل حمض الكبريتيك ، لزيادة التوصيل ، وتعمل خلية ماير بقدرة هائلة مع الماء النقي.

وفقًا لشهود العيان ، كان الجانب الأكثر لفتًا للانتباه في قفص ماير هو أنه ظل باردًا حتى بعد ساعات من إنتاج الغاز.

حصلت تجارب ماير ، التي رأى أنه من الممكن تقديمها للحصول على براءات الاختراع ، على سلسلة من براءات الاختراع الأمريكية ، المقدمة بموجب القسم 101. ويتوقف تقديم براءة اختراع بموجب هذا القسم على العرض الناجح للاختراع إلى لجنة مراجعة البراءات.

تشترك خلية ماير كثيرًا مع خلية التحليل الكهربائي ، فيما عدا أنها تعمل بشكل أفضل في الجهد العالي والتيار المنخفض مقارنة بالطرق الأخرى. البناء بسيط.الأقطاب الكهربائية - التي تشير إلى اهتمام ماير - مصنوعة من ألواح متوازية من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وتشكل إما تصميمًا مسطحًا أو متحد المركز. يتناسب مخرج الغاز عكسياً مع المسافة بينهما ، وتعطي المسافة 1.5 مم التي اقترحتها براءة الاختراع نتيجة جيدة.

توجد اختلافات كبيرة في تغذية الخلية. يستخدم ماير محاثة خارجية تتأرجح مع سعة الخلية - يبدو أن الماء النقي يحتوي على ثابت عازل يبلغ حوالي 5 - لإنشاء دائرة طنين متوازية.

إنه متحمس بواسطة مولد نبضي قوي ، والذي ، مع سعة الخلية والصمام الثنائي المعدل ، يشكلان دائرة الضخ. ينتج عن تردد النبض العالي إمكانية صعود تدريجية في أقطاب الخلية حتى يتم الوصول إلى النقطة التي يتفكك فيها جزيء الماء ويحدث نبضة تيار قصيرة. تكتشف دائرة قياس تيار الإمداد هذا الارتفاع وتغلق مصدر النبض لعدة دورات ، مما يسمح للمياه بالتعافي.

يقدم الكيميائي البحثي Keith Hindley الوصف التالي لعرض خلية ماير: "بعد يوم من العروض التقديمية ، شهدت لجنة Griffin عددًا من الخصائص المهمة لـ WFC (خلية وقود الماء ، كما أسماها المخترع).

شهدت مجموعة شهود عيان من مراقبين علميين مستقلين في المملكة المتحدة أن المخترع الأمريكي ، ستانلي ماير ، نجح في تحلل مياه الصنبور العادية إلى العناصر المكونة لها من خلال مزيج من النبضات عالية الجهد ، بمتوسط ​​استهلاك حالي يبلغ مللي أمبير فقط. كان ناتج الغاز الثابت كافياً لإظهار لهب الهيدروجين والأكسجين الذي يذيب الفولاذ على الفور.

مقارنة بالتحليل الكهربائي التقليدي ذي التيار العالي ، ذكر شهود عيان أنه لم يكن هناك تدفئة في الزنزانة. ورفض ماير التعليق على التفاصيل التي من شأنها أن تسمح للعلماء بإعادة إنتاج "خليته المائية" وتقييمها. ومع ذلك ، فقد قدم وصفاً مفصلاً بما فيه الكفاية إلى مكتب براءات الاختراع في الولايات المتحدة لإقناعهم بإمكانية إثبات طلبه للاختراع.

تم تجهيز خلية توضيحية واحدة بقطبين إثارة متوازيين. بعد أن تمتلئ بمياه الصنبور ، ولدت الأقطاب الغازية عند مستويات تيار منخفضة للغاية - لا تزيد عن أعشار الأمبير ، وحتى المللي أمبير ، كما يدعي ماير - زاد ناتج الغاز كلما اقتربت الأقطاب الكهربائية وانخفضت كلما ابتعدت. وصل جهد النبض إلى عشرات الآلاف من الفولتات.

احتوت الخلية الثانية على 9 خلايا من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات أنبوب مزدوج وأنتجت المزيد من الغاز. تم التقاط سلسلة من الصور التي تظهر إنتاج الغاز بالمللي أمبير. عندما تم دفع الجهد إلى الحد الأقصى ، خرج الغاز بكمية رائعة للغاية.

"لقد لاحظنا أن الماء الموجود في الجزء العلوي من الخلية بدأ يتحول ببطء من لون كريمي شاحب إلى لون بني غامق ، ونحن شبه متأكدين من تأثير الكلور في ماء الصنبور عالي الكلور على أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في الإثارة."

أظهر إنتاج الغاز بالمللي أمبير والكيلوفولت.

"الملاحظة الأكثر روعة هي أن WFC وجميع أنابيبها المعدنية ظلت باردة تمامًا عند لمسها ، حتى بعد أكثر من 20 دقيقة من التشغيل. آلية تقسيم الجزيء تنتج حرارة قليلة للغاية مقارنة بالتحليل الكهربائي ، حيث يسخن المنحل بالكهرباء بسرعة ".

تتيح النتيجة للمرء أن يفكر في إنتاج غاز فعال ويمكن التحكم فيه سريع الظهور وآمن للتشغيل. لقد رأينا بوضوح كيف يتم استخدام الزيادة والنقصان في السعة لدفع إنتاج الغاز. لقد رأينا كيف توقف تدفق الغاز وبدأ مرة أخرى ، على التوالي ، عندما تم إيقاف جهد الدخل وتشغيله مرة أخرى. "

"بعد ساعات من النقاش فيما بيننا ، توصلنا إلى أن ستيف ماير قد توصل إلى ابتكار طريقة جديدة تمامًا لتحلل المياه ، والتي أظهرت بعض ميزات التحليل الكهربائي الكلاسيكي. وهذا ما تؤكده حقيقة أن أجهزته ، التي تعمل بالفعل ، مأخوذة من مجموعته ، معتمدة من براءات الاختراع الأمريكية لأجزاء مختلفة من نظام WFC. منذ تقديمها بموجب المادة 101 من مكتب براءات الاختراع في الولايات المتحدة ، تم التحقق بشكل تجريبي من الجهاز المتضمن في براءات الاختراع من قبل خبراء من مكتب براءات الاختراع في الولايات المتحدة ، وتم إنشاء الفاحصين الثانيين وجميع الطلبات ".

"تم وضع WFC الرئيسي على محاكمة لمدة ثلاث سنوات. وقد أدى ذلك إلى رفع براءات الاختراع الممنوحة إلى مستوى الأدلة المستقلة والنقدية والعلمية والهندسية على أن الأجهزة تعمل بالفعل كما هو موصوف ".

يعتبر العرض العملي لخلية ماير أكثر إقناعًا إلى حد كبير من المصطلحات العلمية الزائفة المستخدمة لشرحها. تحدث المخترع شخصيًا عن تشويه واستقطاب جزيء الماء ، مما يؤدي إلى انقطاع مستقل للرابطة تحت تأثير تدرج المجال الكهربائي ، والرنين داخل الجزيء ، مما يعزز التأثير.

بصرف النظر عن التطور الغزير للأكسجين والهيدروجين والحد الأدنى من تسخين الخلية ، أفاد شهود العيان أيضًا أن الماء داخل الخلية يختفي بسرعة ، ويمر إلى الأجزاء المكونة لها على شكل رذاذ من عدد كبير من الفقاعات الصغيرة التي تغطي سطح الخلية.

صرح ماير أنه كان يشغل محولًا للأكسجين والهيدروجين على مدار السنوات الأربع الماضية باستخدام سلسلة من 6 خلايا أسطوانية.

نصنع جهازًا بأيدينا

يمكن إجراء الجهاز لهذه العملية يدويًا.

لهذا سوف تحتاج:

• صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ؛
• مسامير M6 × 150 ؛
• غسالات.
• المكسرات.
• أنبوب شفاف
• ربط العناصر بخيط على كلا الجانبين ؛
• حاوية بلاستيكية سعة لتر ونصف ؛
• مصفي مياه؛
• فحص الصمام للمياه.

خيار ممتاز للفولاذ المقاوم للصدأ هو AISI 316L لشركة تصنيع أجنبية أو 03X16H15M3 لشركة تصنيع من بلدنا. ليست هناك حاجة على الإطلاق لشراء الفولاذ المقاوم للصدأ ، يمكنك أن تأخذ القديم. 50 إلى 50 سم تكفيك.

"لماذا تأخذ الفولاذ المقاوم للصدأ نفسه؟" - أنت تسأل. لأن المعدن الأكثر شيوعًا سوف يتآكل. الفولاذ المقاوم للصدأ يتحمل القلويات بشكل أفضل. ينبغي حدد الخطوط العريضة للورقة بطريقة تقسمها إلى 16 مربعًا متشابهًا... يمكنك قصها بجلاخة زاوية. في كل مربع ، قم بقطع إحدى الزوايا.

على الجانب الآخر والزاوية المقابلة ، من الزاوية المنشورة ، قم بحفر ثقب لمسمار يساعد في تثبيت الألواح معًا. لا يتوقف المحلل الكهربائي عن العمل على النحو التالي:تتدفق كهرباء اللوحة إلى اللوحة - ويتحلل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. بفضل هذا ، نحتاج إلى لوحة جيدة وسلبية.

يجب توصيل اللوحات بالتناوب: زائد ناقص زائد ناقصوبطريقة مماثلة ، سيكون هناك تيار قوي. لعزل الصفائح واحدة من واحدة ، يتم استخدام أنبوب. حلقة مقطوعة من المستوى. بقصها نحصل على شريط بسمك ملليمتر. هذه المسافة هي الأصح لصنع الغاز.

ترتبط اللوحات ببعضها البعض مع غسالات: نضع الغسالة على الترباس ، ثم صفيحة وثلاث غسالات ، ثم صفيحة مرة أخرى ، وهكذا. على موجب وناقص ، يجب زرع ثماني لوحات. إذا تم كل شيء بشكل صحيح ، فلن تلمس قطع الألواح الأقطاب الكهربائية.

ثم تحتاج إلى شد الصواميل وعزل الألواح. ثم نضع الهيكل في وعاء بلاستيكي.

إنتاج الهيدروجين المنزلي

لا تنطبق طرق درجات الحرارة العالية لإنتاج الهيدروجين في المنزل. غالبًا ما يستخدم هنا التحليل الكهربائي للماء.

اختيار المحلل الكهربائي

للحصول على عنصر من المنزل ، فأنت بحاجة إلى جهاز خاص - جهاز تحليل كهربائي.هناك العديد من الخيارات لمثل هذه المعدات في السوق ، ويتم تقديم الأجهزة من قبل كل من شركات التكنولوجيا المعروفة والشركات المصنعة الصغيرة. الوحدات ذات العلامات التجارية أغلى ثمناً ، لكن جودة البناء أعلى.

الجهاز المنزلي صغير الحجم وسهل الاستخدام. تفاصيلها الرئيسية هي:

المحلل الكهربائي - ما هو

• مصلح.
• نظام التنظيف
• خلايا الوقود؛
• معدات ضاغط
• وعاء لتخزين الهيدروجين.

تؤخذ مياه الصنبور البسيطة كمادة خام ، وتأتي الكهرباء من منفذ منتظم. الوحدات التي تعمل بالطاقة الشمسية توفر في الكهرباء.

يستخدم الهيدروجين المنزلي في أنظمة التدفئة أو الطبخ. كما أنها تعمل على إثراء خليط الوقود والهواء من أجل زيادة قوة محركات السيارة.

صنع جهاز بيديك

من الأرخص أن تصنع الجهاز بنفسك في المنزل. تشبه الخلية الجافة حاوية مغلقة ، تتكون من لوحين قطبين في وعاء به محلول إلكتروليتي. تقدم شبكة الويب العالمية مجموعة متنوعة من مخططات التجميع للأجهزة من طرز مختلفة:

• مع مرشحين
• مع الترتيب العلوي أو السفلي للحاوية ؛
• مع اثنين أو ثلاثة صمامات ؛
• مع لوح مجلفن
• على الأقطاب الكهربائية.

مخطط جهاز التحليل الكهربائي

ليس من الصعب إنشاء جهاز بسيط لإنتاج الهيدروجين. سوف يتطلب:

• صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ
• أنبوب شفاف
• توصيلات؛
• حاوية بلاستيكية (1.5 لتر) ؛
• فلتر مياه وصمام رجوع.

جهاز بسيط لإنتاج الهيدروجين

بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى أجهزة مختلفة: المكسرات ، الغسالات ، البراغي. تتمثل الخطوة الأولى في تقطيع الورقة إلى 16 مقصورة مربعة ، وقطع زاوية من كل منها. في الزاوية المقابلة منه ، تحتاج إلى حفر حفرة لإغلاق الألواح. لضمان تيار ثابت ، يجب توصيل الألواح وفقًا لمخطط زائد - ناقص - زائد - ناقص. يتم عزل هذه الأجزاء عن بعضها البعض باستخدام أنبوب ، وعند التوصيل بمسامير وغسالات (ثلاث قطع بين الألواح). يتم وضع 8 لوحات على موجب وناقص.

عندما يتم تجميعها بشكل صحيح ، فإن أضلاع اللوحات لن تلمس الأقطاب الكهربائية. يتم إنزال الأجزاء المجمعة في وعاء بلاستيكي. عند النقطة التي تتلامس فيها الجدران ، يتم عمل فتحتين للتثبيت باستخدام البراغي. قم بتركيب صمام أمان لإزالة الغاز الزائد. يتم تثبيت التركيبات في غطاء الحاوية ويتم إغلاق اللحامات بالسيليكون.

اختبار الجهاز

لاختبار الجهاز ، قم بتنفيذ عدة إجراءات:

مخطط إنتاج الهيدروجين

1. املأ بالسائل.
2. مع تغطية بغطاء ، قم بتوصيل أحد طرفي الأنبوب بالتركيب.
3. الثاني مغمور في الماء.
4. قم بتوصيله بمصدر طاقة.

بعد توصيل الجهاز بالمأخذ ، بعد بضع ثوانٍ ، ستكون عملية التحليل الكهربائي وهطول الأمطار ملحوظة.

لا تتمتع المياه النقية بموصلية كهربائية جيدة. لتحسين هذا المؤشر ، تحتاج إلى إنشاء محلول إلكتروليتي بإضافة القلوي - هيدروكسيد الصوديوم. توجد في مركبات تنظيف الأنابيب مثل الخلد.

تصحيح واختبار الجهاز

ثم من الضروري تحديد مكان ملامسة البراغي لجدران الصندوق ، وفي تلك الأماكن ، قم بحفر فتحتين. إذا اتضح ، بدون سبب واضح ، أن البراغي لا تتناسب مع الحاوية ، فيجب عليهم ذلك قطع وشد من أجل ضيق مع المكسرات... أنت الآن بحاجة إلى حفر الغطاء وإدخال الموصلات الملولبة هناك من كلا الجانبين. لضمان عدم النفاذية ، يجب إغلاق المفصل باستخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون.

بعد تجميع المُحَلِّل الكهربائي الخاص بك بيديك ، يجب عليك اختباره. للقيام بذلك ، قم بتوصيل الجهاز بمصدر طاقة ، املأه بالماء إلى البراغي، ضع الغطاء عن طريق توصيل أنبوب بالتركيب وخفض الطرف الآخر من الأنبوب في الماء. إذا كان التيار ضعيفًا ، فسيكون التيار مرئيًا من داخل المحلل الكهربائي.

قم بزيادة التيار في أجهزتك المنزلية تدريجيًا. الماء المقطر لا يوصل الكهرباء بشكل جيد لأنه لا يحتوي على أملاح أو شوائب.لتحضير المنحل بالكهرباء ، من الضروري إضافة القلويات إلى الماء. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تناول هيدروكسيد الصوديوم (الموجود في وسائل تنظيف الأنابيب مثل "الخلد"). هناك حاجة إلى صمام أمان لمنع تراكم كمية مناسبة من الغاز.

• من الأفضل استخدام الماء المقطر والصودا كعامل مساعد.
• يجب أن تخلط بعضًا من صودا الخبز مع أربعين جزءًا من الماء. من الأفضل أن تكون الجدران على الجانبين مصنوعة من زجاج الأكريليك.
• من الأفضل صنع الأقطاب من الفولاذ المقاوم للصدأ. من المنطقي استخدام الذهب للأطباق.
• استخدم PVC الشفاف للدعم. يمكن أن يكون حجمها 200 × 160 ملم.
• يمكنك استخدام المحلل الكهربائي الخاص بك ، الذي تصنعه بنفسك ، لطهي الطعام ، وللاحتراق الكامل للبنزين في السيارات وفي معظم الحالات.

تستخدم المحلل الكهربائي الجاف بشكل أساسي للآلات. يزيد المولد من قوة محرك الاحتراق. يشتعل الهيدروجين أسرع بكثير من الوقود السائل ، مما يزيد من قوة المكبس. بالإضافة إلى Mole ، يمكنك تناول Mister Muscle ، والصودا الكاوية ، وصودا الخبز.

المولد لا يعمل على مياه الشرب. من الأفضل توصيل الكهرباء على النحو التالي: اللوحة الأولى والأخيرة - ناقص ، وعلى اللوحة في المنتصف - زائد. كلما كبرت مساحة الألواح وزاد التيار ، زاد إطلاق الغاز.

افعل ذلك بنفسك التحليل الكهربائي في المنزل

عندما كنت صغيرًا ، كنت أرغب دائمًا في القيام بشيء ما بنفسي ، بيدي. لكن الآباء (والأشخاص المقربين الآخرين) في معظم الحالات لم يسمحوا بذلك. ولم أر في ذلك الوقت (وحتى الآن لا أرى) شيئًا سيئًا عندما يريد الأطفال الصغار التعلم ؟؟

بالطبع لم أكتب هذا المقال من أجل تذكر تجارب الطفولة في الرغبة في بدء التعليم الذاتي. فقط عن طريق الصدفة ، عندما كنت أتجول على otvet.mail.ru ، صادفت سؤالًا من هذا النوع. سأل بعض الفتى الصغير أسئلة حول كيفية إجراء التحليل الكهربائي في المنزل. صحيح لم أجبه لأن هذا الفتى أراد تحليل الخليط المشبوه بشكل مؤلم ؟؟ قررت ألا أقول أكثر من ذلك بسبب الخطيئة ، دعه يبحث في الكتب بنفسي. لكن منذ وقت ليس ببعيد ، تجولت مرة أخرى في المنتديات ، ورأيت سؤالًا مشابهًا من مدرس في مدرسة كيمياء. إذا حكمنا من خلال الوصف ، فإن مدرسته فقيرة جدًا لدرجة أنها لا تستطيع (لا تريد) شراء محلل كهربي مقابل 300 روبل. لم يتمكن المعلم (يا لها من مشكلة!) من إيجاد مخرج من الموقف الناتج. لذلك ساعدته. بالنسبة لأولئك الذين لديهم فضول بشأن هذا النوع من المنتجات محلية الصنع ، أنشر هذا المقال على الموقع.

في الواقع ، فإن عملية الإنتاج واستخدام مدفعنا الذاتي بدائي للغاية. لكني سأخبرك عن السلامة أولاً ، وعن التصنيع - في الثانية. والنقطة هي أننا نتحدث عن محلل كهربي مظاهرة ، وليس عن مصنع صناعي. بفضل هذا ، من أجل السلامة ، سيكون من الجيد تشغيلها ليس من الشبكة ، ولكن من بطاريات AA أو من بطارية. وبطبيعة الحال ، كلما زاد الجهد ، زادت سرعة عملية التحليل الكهربائي. ومع ذلك ، بالنسبة للمراقبة البصرية لفقاعات الغاز ، فهذا أمر جيد يكفي 6 فولت، ولكن 220 بالفعل مبالغ فيها. مع مثل هذا الجهد ، الماء ، على سبيل المثال ، سوف يغلي بشكل أسرع ، وهذا ليس آمنًا جدًا ... حسنًا ، أعتقد أنك اكتشفت التوتر؟

الآن دعنا نتحدث عن أين وتحت أي ظروف سنختبر. أول شيء يجب أن يكون إما مساحة خالية أو غرفة جيدة التهوية. على الرغم من أنني فعلت كل شيء في شقة بنوافذ مغلقة ولا شيء مثل؟ ثانيًا ، من الأفضل إجراء التجربة على طاولة جيدة. كلمة "جيد" تعني أن الطاولة يجب أن تكون مستقرة ، وثقيلة ، وصلبة ومثبتة على سطح الأرض. في هذه الحالة ، يجب أن يكون غطاء الطاولة مقاومًا للمواد العدوانية. بالمناسبة ، البلاط من البلاط مثالي لهذا (على الرغم من أنه ليس كل شيء ، لسوء الحظ). سيكون جدول مثل هذا مفيدًا ليس فقط لهذه التجربة.ومع ذلك ، فعلت كل شيء على كرسي عادي ؟؟ ثالثًا ، أثناء التجربة ، لا تحتاج إلى نقل مصدر الطاقة (في حالتي ، البطاريات). بفضل هذا ، من أجل الموثوقية ، من الأفضل وضعها على الفور على الطاولة وإصلاحها حتى لا تتزحزح. صدقوني ، هذا أكثر ملاءمة من إمساكهم بيديك بانتظام. لقد قمت ببساطة بربط البطاريات الخاصة بي بشريط كهربائي بأول جسم صلب رأيته. رابعًا ، الأطباق التي سنجربها ، دعها تكون صغيرة. زجاج بسيط يناسب أو زجاج طلقة. بالمناسبة ، هذه هي الطريقة المثلى لاستخدام النظارات في المنزل ، بدلاً من سكب الكحول فيها مع مزيد من الاستخدام ...

حسنًا ، دعنا الآن ننتقل تحديدًا إلى الجهاز. تم تقديمه في الشكل ، ولكن في الوقت الحالي سأشرح بإيجاز ماذا وماذا.

نحتاج أن نأخذ قلم رصاص بسيط ونزيل الشجرة منه بسكين عادي ونخرج رصاصة كاملة من قلم الرصاص. ومع ذلك ، يمكنك أخذ زمام المبادرة من قلم رصاص ميكانيكي. ولكن هناك نوعان من الصعوبات في آن واحد. الأول هو المعتاد. الرصاص من قلم رصاص ميكانيكي رقيق جدًا ، وهذا ببساطة غير مناسب بالنسبة لنا للتجربة البصرية. الصعوبة الثانية هي بعض التكوين غير المفهوم للألواح الحالية. يبدو أنها ليست مصنوعة من الجرافيت ، ولكن من شيء آخر. بشكل عام ، تجربتي مع مثل هذا "الرصاص" لم تكن ناجحة على الإطلاق ، حتى عند جهد 24 فولت. بفضل هذا ، كنت بحاجة إلى اختيار قلم رصاص خشبي بسيط. سيكون قضيب الجرافيت الناتج بمثابة قطب كهربائي بالنسبة لنا. كما يمكنك أن تتخيل ، نحتاج إلى قطبين. بفضل هذا ، نذهب لاختيار القلم الثاني ، أو ببساطة نكسر القضيب الموجود إلى قسمين. لقد فعلت هذا بالفعل.

مع أي سلك في متناول اليد ، نقوم بلف أول قطب كهربائي (مع أحد طرفي السلك) ، ونقوم بتوصيل هذا السلك بطرف مصدر الطاقة (مع الطرف الآخر). ثم نأخذ الصدارة الثانية ونفعل الشيء نفسه معها. لهذا ، بناءً على هذا ، نحتاج إلى سلك ثانٍ. لكن في هذه الحالة ، نقوم بتوصيل هذا السلك بمصدر الطاقة الإضافي. إذا كنت تواجه مشكلات في توصيل قضيب الجرافيت الهش بالسلك ، فيمكنك استخدام الأدوات الموجودة في متناول اليد ، مثل الشريط اللاصق أو الشريط اللاصق. إذا لم ينجح الأمر في لف طرف الجرافيت بالسلك نفسه ، ولم يوفر الشريط أو الشريط العازل تلامسًا محكمًا ، فحاول لصق الرصاص بغراء موصل. إذا لم يكن لديك هذا ، فقم على الأقل بربط السلك بالسلك بخيط. لا داعي للخوف ، لن يحترق الخيط من هذا التوتر ؟؟

بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون شيئًا عن البطاريات والقواعد البسيطة لتوصيلها ، سأشرح قليلاً. تنتج البطارية من نوع الإصبع جهدًا كهربائيًا يبلغ 1.5 فولت. علاوة على ذلك ، فهم متصلون تدريجيا - واحدًا تلو الآخر ، وليس بالتوازي. مع اتصال (تسلسلي) مشابه ، سيتم تلخيص الجهد النهائي من جهد كل بطارية ، أي أنه بالنسبة لي 1.5 + 1.5 = 3.0 فولت ، وهذا أقل من 6 فولت المذكورة سابقًا. لكنني كنت كسولًا جدًا لدرجة أنني لم أتمكن من شراء المزيد من البطاريات. فالمبدأ أنت و لذا يجب أن تكون واضحا ؟؟

لنبدأ التجربة. على سبيل المثال ، سنقتصر على التحليل الكهربائي للماء. أولاً ، يسهل الوصول إليه (آمل ألا يعيش قارئ هذا المقال في الصحراء) ، وثانيًا ، فهو غير ضار. علاوة على ذلك ، سأوضح كيف باستخدام نفس الجهاز (المحلل الكهربائي) مع نفس المادة (الماء) لأداء اثنين مختلف خبرة. أعتقد أن لديك ما يكفي من الخيال للتوصل إلى مجموعة من التجارب المماثلة مع مواد أخرى ؟؟ بشكل عام ، ماء الصنبور مناسب لنا. لكني أوصي بإضافة القليل منه والملح. قليلا - هذا يعني قرصة صغيرة ، وليس ملعقة حلوى كاملة. هذا مهم! قلّب الملح جيدًا حتى يذوب. لذلك فإن الماء ، كونه عازلًا في حالة نقية ، سيوصل الكهرباء بشكل مثالي.في بداية التجربة ، امسح الطاولة من الرطوبة المحتملة ، ثم ضع مصدر الطاقة وكوبًا من الماء عليها.

نخفض كلا القطبين الموجودين تحت الجهد الكهربائي في الماء. في الوقت نفسه ، تأكد من غمر الجرافيت فقط في الماء ، ويجب ألا يلمس السلك نفسه الماء. قد تتأخر بداية التجربة. يعتمد الوقت على عدة عوامل: تكوين الماء ، ونوعية الأسلاك ، ونوعية الجرافيت ، وبالطبع جهد مصدر الطاقة. تأخرت بداية ردة فعلي لبضع ثوان. يبدأ الأكسجين في التطور على القطب الكهربائي الذي كان متصلاً مع البطاريات الإضافية. سيتم إطلاق الهيدروجين على القطب المتصل بالناقص. وتجدر الإشارة إلى أن هناك المزيد من فقاعات الهيدروجين. تلتصق الفقاعات الصغيرة جدًا حول جزء الجرافيت المغمور في الماء. ثم تبدأ بعض الفقاعات في الطفو.

القطب في بداية التجربة. لا توجد فقاعات غاز بعد. تشكلت فقاعات الهيدروجين على القطب المتصل بالقطب السالب للبطاريات

ما هي التجارب الأخرى التي يمكن أن توجد؟ إذا كنت قد لعبت بالفعل ما يكفي من الهيدروجين والأكسجين ، فلننتقل إلى تجربة أخرى. إنه أكثر إثارة للاهتمام ، خاصة بالنسبة للباحثين المنزليين. من المثير للاهتمام أنه ليس من الممكن رؤيته فقط ، ولكن أيضًا شمه. في التجربة السابقة ، تلقينا الأكسجين والهيدروجين ، والتي ، في رأيي ، ليست مذهلة للغاية. وفي تجربة أخرى ، حصلنا على مادتين (بالمناسبة ، مفيدان في الحياة اليومية). في بداية التجربة ، أوقف التجربة السابقة وجفف الأقطاب الكهربائية. خذ الآن ملح الطعام (الذي تستخدمه عادة في غرفة المطبخ) وقم بإذابه في كتلة الماء. في هذه الحالة ، ليست كمية صغيرة. في الواقع ، كمية مناسبة من الملح هي الشيء الوحيد الذي يجعل التجربة الثانية مختلفة عن الأولى. بعد إذابة الملح ، يمكنك تكرار التجربة على الفور. الآن يحدث رد فعل مختلف. على قطب كهربائي جيد ، لا يتم إطلاق الأكسجين الآن ، بل الكلور. وعلى الجانب السلبي ، يتم إطلاق الهيدروجين أيضًا. بالنسبة للزجاج الذي يوجد فيه محلول الملح ، يبقى هيدروكسيد الصوديوم فيه بعد التحليل الكهربائي لفترة طويلة. هذه هي الصودا الكاوية المألوفة ، القلوية.

الكلور ، سوف تكون قادرًا على شمه. ولكن للحصول على أفضل النتائج ، أوصي بأخذ جهد لا يقل عن 12 فولت ، وإلا فقد لا تشعر بالرائحة. يمكن التحقق من وجود القلويات (بعد تحليل كهربائي طويل جدًا) في الزجاج بعدة طرق. أبسط وأعنف أن تضع يدك في الكأس. تقول فأل عرقي أنه إذا بدأ الإحساس بالحرقان ، فهناك قلوي في الزجاج. الطريقة الأكثر ذكاءً وتميزًا هي الاختبار الحقيقي. إذا كانت مدرستك فقيرة جدًا لدرجة أنها لا تستطيع حتى الحصول على عبّاد الشمس ، فستتم مساعدتك من خلال مؤشرات مفيدة. واحد من هؤلاء ، كما يقولون ، يمكن أن يكون بمثابة قطرة من عصير البنجر ؟؟ لكن من الممكن تمامًا تقطير القليل من الدهون في المحلول. بقدر ما أعرف ، يجب أن يتم التصبن.

بالنسبة للفضوليين للغاية ، سوف أصف ما حدث بالفعل أثناء التجارب. في التجربة الأولى ، تحت تأثير التيار الكهربائي ، حدث تفاعل مماثل: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 كلا الغازين يطفو بشكل طبيعي من الماء إلى السطح. بالمناسبة ، يمكن احتجاز الغازات العائمة. هل ستكون قادرًا على القيام بذلك بنفسك؟

في تجربة أخرى ، كان رد الفعل مختلفًا تمامًا. بدأ أيضًا بواسطة تيار كهربائي ، ولكن الآن ليس فقط الماء ، ولكن أيضًا الملح يعمل كواشف: 4H2O + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 ضع في اعتبارك أن التفاعل يجب أن يحدث في فائض من الماء. لمعرفة كمية الملح التي تعتبر الأكبر ، يمكنك حسابها من التفاعل أعلاه. يمكنك أيضًا التفكير في كيفية تحسين الجهاز أو التجارب الأخرى التي يمكن إجراؤها. في الواقع ، من الممكن الحصول على هيبوكلوريت الصوديوم عن طريق التحليل الكهربائي. في ظل الظروف المختبرية ، يتم الحصول عليها في معظم الحالات عن طريق تمرير الكلور الغازي عبر محلول هيدروكسيد الصوديوم.

تنقية المياه بالتحليل الكهربائي المباشر

عندما يمر الماء عبر المحلل الكهربائي ، نتيجة لتأثير التيار الكهربائي ، تتشكل مركبات خاصة.بمساعدتهم ، يمكن تطهير المياه أثناء تدفقها. هذه التكنولوجيا لتطهير المياه دون استخدام الكواشف هي اليوم الاتجاه الواعد.

خلفية علمية.

تؤدي تنقية المياه بالتحليل الكهربائي المباشر عن طريق تمرير تيار كهربائي إلى تفاعلات كهروكيميائية. وهكذا ، تتشكل مواد جديدة في الماء. هناك أيضًا تغيير في بنية التفاعلات بين الجزيئات.

المتطلبات البيئية.

أثناء التحليل الكهربائي ، تتشكل المواد المؤكسدة مباشرة من الماء ، الأمر الذي لا يتطلب إدخالها الإضافي.

الشروط الاقتصادية.

يمكن معالجة المياه الطبيعية عن طريق التحليل الكهربائي المباشر باستخدام وحدة تزويد الطاقة ومحلل كهربي. ليست هناك حاجة لمضخات الجرعات والكواشف في هذه الحالة. مع التحليل الكهربائي المباشر للمياه الطبيعية ، يبلغ استهلاك الكهرباء حوالي 0.2 كيلو واط / متر مكعب.

المتطلبات التنظيمية.

يوصى بتطهير المياه عن طريق التحليل الكهربائي المباشر بواسطة SNiP 2.04.02-84 إذا كان الماء يحتوي على 20 مجم / لتر من الكلوريدات على الأقل. علاوة على ذلك ، يتم التعبير عن صلابته من حيث لا تزيد عن 7 ملغم- مكافئ / لتر. يمكن إجراء هذه المعالجة بواسطة محطات بسعة 5000 متر مكعب في اليوم.

تنقية المياه وتطهيرها بالتحليل الكهربائي المباشر

يعتبر التحليل الكهربائي المباشر مثاليًا لتنقية المياه الطبيعية. خلال هذه العملية ، يتم تكوين العديد من المؤكسدات ، مثل الأوزون والأكسجين. تحتوي أي مياه طبيعية على كلوريدات بدرجات متفاوتة ، لذلك يتشكل الكلور الحر أثناء التحليل الكهربائي المباشر.

تعتمد محطات التحليل الكهربائي على نمطية. يمكن زيادة قدرة معدات التحليل الكهربائي عن طريق زيادة عدد الوحدات. يزداد الطلب الآن على الوحدات التي تبلغ سعتها 5 أو 12 كجم من الكلور النشط يوميًا. يتم استخدام وحدات بسعة 20 إلى 50 كجم من الكلور النشط يوميًا في منشآت ذات سعة أعلى.

يصاحب التحليل الكهربائي للماء سلسلة من التفاعلات الكهروكيميائية ، ونتيجة لذلك يتم تصنيع المؤكسدات في الماء. التفاعلات الرئيسية للتحليل الكهربائي للماء هي تكوين الأكسجين O2 والهيدروجين H2 ، وكذلك أيون الهيدروكسيد OH¯:

عند الأنود 2H2O → O2 ↑ + 4H + + 4e− (1)

عند الكاثود 2H2O + 2e → H2 + 2OH¯ (2)

أثناء التحليل الكهربائي للماء ، يتكون الأوزون O3 وبيروكسيد الهيدروجين H2O2 أيضًا:

عند الأنود 3H2O → O3 ↑ + 6e− + 6H + (3)

عند الكاثود 2H2O + O2 + 2e− → H2O2 + 2OH− (4)

في وجود الكلوريدات ، يتشكل الكلور المذاب أثناء التحليل الكهربائي للماء:

عند الأنود 2Cl– → Cl2 + 2e– (5)

الكلور المذاب Cl2 ، الذي يتفاعل مع الماء وأيون الهيدروكسيد ، يشكل حمض هيبوكلوروس HClO:

Cl2 + H2O → HClO + H + + Cl¯ (6)

Cl2 + OH¯ → HClO + Cl¯ (7)

يؤدي تحلل حمض هيبوكلوروس HClO في الماء إلى تكوين أيون هيبوكلوريت:

HOCl ↔ H + OCl¯ (8)

من التفاعلات المذكورة أعلاه ، يترتب على ذلك أنه أثناء التحليل الكهربائي للماء ، يتم تكوين عدد من المؤكسدات:

الأكسجين O2 ،

الأوزون O3

بيروكسيد الهيدروجين H2O2 ،

أيون هيبوكلوريت OCl¯.

يؤدي ظهور جذور OH ، H2O2 و O3 أثناء التحليل الكهربائي للماء إلى تكوين مؤكسدات قوية أخرى ، مثل O3¯ ، O2¯ ، O¯ ، HO2 ، HO3 ، HO4 ، إلخ.

تنتج Krasnodar هذه المعدات وفقًا للمبادئ التالية:

• وظائف. تؤدي جميع المعدات وكل وحدة المهمة الرئيسية للحصول على الكاشف ؛
• السلامة البيئية عند استخدام محطات التحليل الكهربائي مقارنة بالكلور الغازي. العمل الآمن لموظفي الخدمة ؛
• سهولة الاستخدام ، لذلك حتى الأفراد الحاصلين على تعليم ثانوي يمكنهم العمل مع هذه المعدات ؛
• الموثوقية. تستخدم معظم المواد البلاستيكية لتصنيع المعدات. عدم استخدام المضخات والوحدات الميكانيكية الأخرى ؛
• الربحية. تشمل تكاليف الحصول على هيبوكلوريت الصوديوم عن طريق التحليل الكهربائي تكلفة الكهرباء والملح والماء في التركيب. ويشمل أيضًا تكلفة الصيانة الوقائية للمعدات. معالجة خاصة للمياه ، على سبيل المثال ، إزالة الكربون منها ، ليست مطلوبة.جنبا إلى جنب مع هيبوكلوريت ، يتم إعادته إلى المياه التي تخضع للمعالجة. هذا يسمح بتجاهل تكلفة المياه على الإطلاق. نظرًا لأن العملية تستخدم ملحًا منتظمًا وغير مكرر ، فإنها أيضًا لا تكلف شيئًا تقريبًا ؛
• الكفاءة تعني أقل تكلفة في الحصول على النتيجة النهائية. يتيح لك هذا التثبيت الحصول على هيبوكلوريت الصوديوم بتركيز 5 جم من الكلور النشط في 1 لتر في أول ساعتين ؛
• الشفافية. يسمح البلاستيك الشفاف بمراقبة عملية التوليف وحالة حزمة الإلكترود. لتصنيع الاتصالات الهيدروليكية الهامة ، يتم أيضًا استخدام مواد ذات شفافية عالية.