Водород из воды в домашних условиях

Водород практически идеальный вид топлива, но проблема заключается в том, что он на нашей планете встречается только в виде соединений с другими химическими элементами. Доля «чистого» вещества в атмосфере составляет не более 0,00005%. Учитывая такие реалии, становится актуальным вопрос о водородном генераторе. Рассмотрим принцип работы такого устройства, его конструктивные особенности, сферу применения и возможность самостоятельного изготовления.

Описание и принцип работы водородного генератора

Есть несколько методик выделения водорода и из других веществ, перечислим наиболее распространенные:

1. Электролиз, данная методика наиболее простая и может быть реализована в домашних условиях. Через водный раствор, содержащий соль, пропускается постоянный электрический ток, под его воздействием происходит реакция, которую можно описать следующим уравнением: 2NaCl + 2H₂O→2NaOH + Cl₂ + H₂↑. В данном случае пример приведен для раствора обычной кухонной соли, что не лучший вариант, поскольку выделяющийся хлор является ядовитым веществом. Заметим, что полученный данным способом водород наиболее чистый (порядка 99,9%).


2. Путем пропускания водяного пара над каменноугольным коксом, нагретым до температуры 1000°С, при таких условиях протекает следующая реакция: Н₂О + С ⇔ СО↑ + H₂↑.
3. Добыча из метана путем конверсии с водяным паром (необходимое условие для реакции – температура 1000°С): СН₄ + Н₂О ⇔ СО + 3Н₂. Второй вариант – окисление метана: 2СН₄ + О₂ ⇔ 2СО + 4Н₂.
4. В процессе крекинга (переработки нефти) водород выделяется в качестве побочного продукта. Заметим, что в нашей стране все еще практикуется сжигание этого вещества на некоторых нефтеперерабатывающих заводах ввиду отсутствия необходимого оборудования или достаточного спроса.

Из перечисленных вариантов последний наименее затратный, а первый наиболее доступный, именно он положен в основу большинства генераторов водорода, в том числе и бытовых. Их принцип действия заключается в том, что в процессе пропускания тока через раствор, положительный электрод притягивает отрицательные ионы, а электрод с противоположным зарядом – положительные, в результате происходит расщепление вещества.

Конструктивные особенности и устройство генератора водорода

Если с получением водорода проблем сейчас практически нет, то его транспортировка и хранение до сих пор остается актуальной задачей. Молекулы этого вещества настолько малы, что могут проникать даже сквозь металл, что несет определенную угрозу безопасности. Хранение в абсорбированном виде пока не отличается высокой рентабельностью. Поэтому наиболее оптимальный вариант – генерация водорода непосредственно перед его использованием в производственном цикле.

Для этой цели изготавливаются промышленные установки для генерации водорода. Как правило, это электролизеры мембранного типа. Упрощенная конструкция такого устройства и принцип работы приведен ниже.

Обозначения:

• А – трубка для отвода хлора (Cl₂).
• B – отвод водорода (Н₂).
• С – анод, на котором происходит следующая реакция: 2CL^—→CL₂ + 2е^—.
• D – катод, реакцию на нем можно описать следующим уравнением: 2Н₂О + 2е^— →Н₂ + ОН^—.
• Е – раствор воды и хлористого натрия (Н₂О & NaCl).
• F – мембрана;
• G – насыщенный раствор хлористого натрия и образование каустической соды (NaОН).
• H – отвод рассола и разбавленной каустической соды.
• I – ввод насыщенного рассола.
• J – крышка.

Конструкция бытовых генераторов значительно проще, поскольку в большинстве своем они не вырабатывают чистый водород, а производят газ Брауна. Так принято называть смесь кислорода и водорода. Этот вариант наиболее практичен, не требуется разделять водород и кислород, то можно значительно упростить конструкцию, а значит и сделать ее дешевле. Помимо этого полученный газ сжигается по мере его выработки. Хранить и накапливать его в домашних условиях не только проблематично, но и небезопасно.

Обозначения:

• а – трубка для отвода газа Брауна;
• b – впускной коллектор подачи воды;
• с – герметичный корпус;
• d – блок пластин электродов (анодов и катодов), с установленными между ними изоляторами;
• e – вода;
• f – датчик уровня воды (подключается к блоку управления);
• g – фильтр водоотделения;
• h – подвод питания, подаваемого на электроды;
• i – датчик давления (подает сигнал блоку управления при достижении порогового уровня);
• j – предохранительный клапан;
• k – отвод газа с предохранительного клапана.

Характерная особенность таких устройств – использование блоков электродов, поскольку не требуется сепарирование водорода и кислорода. Это позволяет сделать генераторы довольно компактными.

Сферы применения водородного генератора

Ввиду проблем, связанных с транспортировкой и хранением водорода, такие устройства востребованы в производствах, где наличие этого газа требует технологический цикл. Перечислим основные направления:

1. Производства, связанные с синтезом хлороводорода.
2. Изготовление топлива для ракетных двигателей.
3. Создание удобрений.
4. Производство нитрида водорода (аммиака).
5. Синтез азотной кислоты.
6. В пищевой промышленности (для получения твердых жиров из растительных масел).
7. Обработка металла (сварка и резка).
8. Восстановление металлов.
9. Синтез метилового спирта
10. Изготовление соляной кислоты.

Несмотря на то, что производство водорода в процессе переработки нефти дешевле, чем его получение путем электролиза, как уже указывалось выше, возникают сложности с транспортировкой газа. Строить опасные химические производства, непосредственно, рядом с перерабатывающими нефть заводами не всегда позволяет экологическая обстановка. Помимо этого водород, полученный путем электролиза, значительно чище, чем при крекинге нефти. В связи с этим на промышленные водородные генераторы всегда высокий спрос.

Бытовое применение

В быту также есть применение водороду. В первую очередь это автономные отопительные системы. Но здесь некоторые особенности. Установки по производству чистого водорода стоят значительно дороже, чем генераторы газа Брауна, последние даже можно собрать самостоятельно. Но при организации отопления дома необходимо учитывать, что температура горения газа Брауна значительно выше, чем у метана, поэтому потребуется специальный котел, который несколько дороже обычного.

В интернете можно встретить немало статей, в которых написано, что для гремучего газа можно использовать обычные котлы, это делать категорически нельзя. В лучшем случае они быстро выйдут из строя, а в худшем могут стать причиной печальных или даже трагических последствий. Для смеси Брауна предусмотрены специальные конструкции с более термостойким соплом.

Необходимо заметить, что рентабельность отопительных систем на основе водородных генераторов вызывает большое сомнение ввиду низкого КПД. В таких системах имеются двойные потери, во-первых, в процессе генерации газа, во-вторых, при нагреве воды в котле. Дешевле для отопления сразу нагревать воду в электрическом бойлере.

Не менее спорная реализация для бытового использования, при которой газом Брауна обогащают бензин в топливной системе двигателя автомобиля с целью экономии.

Обозначения:

• а – генератор ННО (принятое обозначение для газа Брауна);
• b – отвод газа в камеру сушки;
• с – отсек для удаления водяных паров;
• d – возвращение конденсата в генератор;
• е – подача осушенного газа в воздушный фильтр топливной системы;
• f – автомобильный двигатель;
• g – подключение к аккумулятору и электрогенератору.

Нужно заметить, что в некоторых случаях такая система даже работает (если ее собрать правильно). Но точные параметры, коэффициент прироста мощности, процент экономии вы не найдете. Эти данные сильно размыты, и достоверность их вызывает сомнения. Опять же не ясен вопрос, насколько уменьшится ресурс двигателя.

Но спрос порождает предложения, в интернетах можно найти подробные чертежи таких приспособлений и инструкцию по их подключению. Есть и готовые модели, сделанные в стране Восходящего Солнца.

Делаем простейший генератор водорода своими руками пошагово

Расскажем, как можно сделать самодельный генератор для получения смеси водорода и кислорода (ННО). Его мощности на отопления дома не хватит, но для газовой горелки для резки металла количество полученного газа будет достаточным.

Обозначения:

• а – сопло горелки;
• b – трубки;
• c – водные затворы;
• d – вода;
• е – электроды;
• f – герметичный корпус.

В первую очередь делаем электролизер, для этого нам понадобится герметичная емкость и электроды. В качестве последних используем стальные пластины (их размер выбираем произвольно, в зависимости от желаемой производительности), прикрепленные к диэлектрическому основанию. Соединяем между собой все пластины каждого из электродов.

Когда электроды готовы их надо укрепить в емкости таким образом, чтобы места подключения проводов питания были выше предполагаемого уровня воды. Провода от электродов идут к блоку питания на 12 вольт или автомобильному аккумулятору.

В крышке емкости делаем отверстие под трубку для выхода газа. В качестве водных затворов можно использовать обычные стеклянные банки емкостью 1 литр. Заполняем их на 2/3 водой и подключаем к электролизеру и горелке, как показано на рисунке 8.

Горелку лучше взять готовую, поскольку не каждый материал может выдержать температуру горения газа Брауна. Подключаем ее к выходу последнего водного затвора.

Наполняем электролизер водой, в которую добавлена обычная кухонная соль.

Подаем напряжение на электроды и проверяем работу устройства.

Источник: www.asutpp.ru

Что это такое?

В простой воде кислород связан с водородом. При этом отдельная молекула газа включает в себя только два его атома. В этом виде водород летуч, следовательно, его у поверхности встретить очень проблематично. Единственные источники – целебные ключи. Молекулярный водород в них растворен, а это препятствует его улетучиванию. Способствует его сохранению и расположение под землей вод. Таким образом, у молекул водорода выхода нет. Оказываясь на поверхности, понемногу вещество жидкость покидает.

Водородная питьевая вода с момента открытия провозглашена живой. Объяснились сказочные сюжеты о волшебных источниках воды, дающих последующее воскрешение. Водородная вода в прямом смысле из мертвых не возвращает, правда, вещество может «оживить» больных людей, даруя им дополнительные годы жизни. Узнаем, в чем заключаются свойства водородной воды, в домашних условиях которые, к слову, не утрачиваются.

Свойства водородной воды

Молекулярный водород считается антиоксидантом, давая фору по многим параметрам «коллегам». Например, молекулы витаминов Е, С и коэнзимов велики, устроены сложно. Размеры частиц их способность проникать через мембраны клеток снижают. При этом внутри них образуются вредные оксиданты. А значит, коэнзимы и витамины – антиоксиданты неэффективные.

Их функция – поглощать свободные радикалы, заряженные положительно. В организме с их накоплением связаны возникающие процессы старения. Но привычные антиоксиданты также поглощают источник молодости – отрицательно заряженные частицы. Следовательно, действие веществ сходит на нет. Молекулы газа малы в размерах и просто устроены. Частицы с легкостью проникают в клетки, работая прицельно.

За счет этого многие пытаются сделать в домашних условиях водородную воду. Ее можно сразу же выпить. Технологи смогли отыскать способ обогащать водопроводную жидкость антиоксидантом. Для этого произведен специальный генератор. Изобретая этот аппарат, ученые также придумали способ сохранения воды, созданной самой природой – поскольку молекулы газа могут проникать через мембраны, тару производят плотнее стенок клеток.

Изготовление водородной воды

При получении этой живой воды имеется выбор. Помимо забора из натуральных источников, работают также с простой питьевой. Первый способ, как сделать водородную воду в домашних условиях, – это сатурация (обогащение ее молекулярным водородом). Это обязательный этап изготовления газировок. В них газ появляется методом обработки в сатураторе. Миниатюрная версия прибора имелась практически во всех советских семьях. Стоит отметить, что аппарат насыщал напитки углекислым газом. При этом сатуратор для водородной воды в нее переводит водород из специальных баллонов.

Следующий активатор – это электролизация, которая проходит методом пропускания тока через жидкость. На катоде при этом образуется молекулярный водород, кислород – на аноде. Героиню статьи можно получить и методом реакции воды с различными металлами. В этом случае подойдет элементарный магний, а также его гидриды. Но полученный продукт таким образом насыщается газом и различными сторонними примесями. А значит, ему требуется очистка. Иначе вред водородной воды ее пользу перевесит. Следовательно, новинку рынка изготавливают чаще всего сатурацией и электролизом.

Тара для водородной воды

Мы выяснили, как сделать водородную воду в домашних условиях. Теперь стоит отметить, что, если ее не выпить в течение двадцати минут после получения, она потеряет свои свойства. Контейнеры для такой воды металлизированы. В основном в них используется алюминий. При этом в такой таре жидкость живой остается неделю. Существуют альтернативы различных фирм. Правда, все контейнеры молекулярный водород удерживают только несколько дней.

В нашей стране изготавливается вода под брендом Einhell и, конечно же, специальная для нее тара. Российские контейнеры созданы из стекла. Материал обогащен тоже частицами металла. Стоит отметить, что в плане хранения воды отечественные специалисты оказались единственными, кто смог перещеголять японцев. Такая система укупорки дает возможность воде живые свойства сохранять весь год.

Вред и польза водородной воды

Как получить водородную воду в домашних условиях мы уже выяснили в статье выше. Теперь отметим, что живая вода показана космонавтам благодаря способности эффективно блокировать любое действие радиации. При этом в исследованиях JAXA речь идет об их ежедневном облучении 1000 микрозеверт. Это издержки открытого космоса. Такое излучение выработку оксидантов ускоряет, как и их разрушающее действие. Организм ослабляется, начинаются сбои, которые ведут к возникновению аллергических реакций. Водородная связь молекул против них также выступает.

Это, между прочим, одна из основных причин пользы воды для детей, которые подвержены атопическому дерматиту. Применение водородной воды вместо простой ведет к сокращению проявлений аллергии, а также помогает организму человека адаптироваться к переработке веществ и продуктов, вызывающих ее.

Аппарат для изготовления водородной воды

Уже говорилось о принципе работы сатурата. Сосредоточимся теперь на электролизных аппаратах, изготовление которых самое массовое. Получение в этом случае водородной воды в домашних условиях для питья начинается с прохода простой через несколько фильтров. Жидкость после них накапливается в специальном двухотсековом резервуаре. Воду в одном отсеке охлаждают, во втором же она подвергается электролизу, при этом она насыщается водородом в двух состояниях.

Стоит отметить, что добавляют растворенные и газообразные молекулы. Последние закачиваются в воду под давлением. Следовательно, обогащение водородом ведется только в аппаратах смешанного вида, способных также к сатурации. Изготовители заявляют, что воду обогащают газообразным водородом практически за минуты до ее дальнейшего разлива по емкостям. Таким образом достигается ОВП — показатель в окислительно-восстановительных реакциях активности вещества.

Одни участники в них отдают электроны, вторые – принимают их. Идеальный для антиоксидантных процессов показатель равен 500. Выясним, ощущают ли его покупатели и сколько платят за это благо.

Стоимость водородной воды

Выше мы поговорили о том, как приготовить водородную воду в домашних условиях. Если же получать ее планируется в масштабах предприятия, то закупают не жидкость, а специальный аппарат для ее производства. Отдать придется примерно 50 000 рублей. При этом портативные версии для применения несколькими людьми можно купить за 5000. Последний вариант подходит для семейного, личного пользования. Существуют даже карманные модели.

Применение в косметологии

Приобретая готовую водородную воду, как правило, платят за упаковки бутылок. Товар в рознице встречается нечасто. В Россию из Японии вода «просочилась» только в позапрошлом году. В середине прошлого года за 12 бутылок просили около примерно 350 рублей. В основном изготавливают косметику с этой водой. Соответственно, газ улетучивается сразу после ее разгерметизации.

В основном, делают маски. В упаковку в этом случае закладывают смесь, необходимую для одного применения. Средство держится на лице 15 минут. Водород за это время полностью из воды вырваться не успевает, впитываясь частично в кожу. Подобные маски стоят в районе тысячи рублей.

Польза и вред водородной воды: отзывы

Если говорить об отзывах, в то сети чаще всего приводят комментарии профессоров и знаменитостей. Они активно расхваливают водородный показатель, а также ее чудодейственное влияние на человеческий организм. Правда, комментариев простых обывателей совсем немного. Восхищаясь учеными и кумирами, публика в их неподкупности сильно сомневается. Идут разговоры о том, что реплики знаменитостей проплачены.

Источник: FB.ru

Давно хотел сделать подобную штуку. Но дальше опытов с батарейкой и парой электродов не доходило. Хотелось сделать полноценный аппарат для производства водорода, в количествах для того чтобы надуть шарик. Прежде чем делать полноценный аппарат для электролиза воды в домашних условиях, решил все проверить на модели.

Общая схема электролизера выглядит так.

Эта модель не подходит для полноценной ежедневной эксплуатации. Но проверить идею удалось.

Итак для электродов я решил применить графит. Прекрасный источник графита для электродов это токосъемник троллейбуса. Их полно валяется на конечных остановках. Нужно помнить, что один из электродов будет разрушаться.

Пилим и дорабатываем напильником. Интенсивность электролиза зависит от силы тока и площади электродов.

К электродам прикрепляются провода. Провода должны быть тщательно изолированы.

Для корпуса модели электролизера вполне подойдут пластиковые бутылки. В крышке делаются дырки для трубок и проводов.

Все тщательно промазывается герметиком.

Для соединения двух ёмкостей подойдут отрезанные горлышки бутылок.

Их необходимо соединить вместе и оплавить шов.

Гайки делаются из бутылочных крышек.

В двух бутылках в нижней части делаются отверстия. Все соединяется и тщательно заливается герметиком.

В качестве источника напряжения будем использовать бытовую сеть 220в. Хочу предупредить, что это довольно опасная игрушка. Так что, если нет достаточных навыков или есть сомнения, то лучше не повторять. В бытовой сети у нас ток переменный, для электролиза его необходимо выпрямить. Для этого прекрасно подойдет диодный мост. Тот что на фотографии оказался не достаточно мощным и быстро перегорел. Наилучшим вариантом стал китайский диодный мост MB156 в алюминиевом корпусе.

Диодный мост сильно нагревается. Понадобится активное охлаждение. Кулер для компьютерного процессора подойдет как нельзя лучше. Для корпуса можно использовать подходящую по размеру распаячную коробку. Продается в электротоварах.

Под диодный мост необходимо подложить несколько слоев картона.

В крышке распаячной коробки делаются необходимые отверстия.

Так выглядит установка в сборе. Электролизер запитывается от сети, вентилятор от универсального источника питания. В качестве электролита применяется раствор пищевой соды. Тут нужно помнить, что чем выше концентрация раствора, тем выше скорость реакции. Но при этом выше и нагрев. Причем свой вклад в нагрев будет вносить реакция разложения натрия у катода. Эта реакция экзотермическая. В результате неё будет образовываться водород и гидроксид натрия.

Тот аппарат, что на фото выше, очень сильно нагревался. Его приходилось периодически отключать и ждать пока остынет. Проблему с нагревом удалось частично решить путем охлаждения электролита. Для этого я использовал помпу для настольного фонтана. Длинная трубка проходит из одной бутылки в другую через помпу и ведро с холодной водой.

Место подсоединения трубки к шарику хорошо снабдить краником. Продаются в зоомагазинах в отделе для аквариумов.

Процесс изготовления на видео.

Взрыв шарика с водородом

Источник: www.zabatsay.ru

Получить водород!  До недавнего времени это была моя мечта ? . И я твёрдо решил осуществить ее.

В магазине я приобрёл все необходимые реактивы:

 

Далее заперся в своей комнате и начал творить! В итоге я в домашних условиях смог повторить все нижеописанные способы  получения водорода. И я просто обязан поделиться с вами своими знаниями. Итак, три способа получения водорода.

Способ №1 и все необходимые для него реактивы.

1 Сульфат меди (медный купорос ) его можно купить в любом цветочном магазине ( внимание не путайте с лавками где продоются только цветы нужен магазин с удобрениями ) просто зайдите и скажите что вам нужен медный купорос

2 Обычная пищевая соль

3 фольга (если честно то подойдёт любое алюминиевое изделие будь то ложка или проволока)

Вот собственно и все реактивы. Теперь немного о посуде в которой мы всё это будем делать.

1 Бутылка из толстого стекла ( отлично подойдёт из под вина, пива или шампанского )

2 Кострюля с холодной водой .

Для чего нужно было именно из толстого стекла и с холодной водой? А нужно это поскольку при данной реакции выделяется большоё количество тепла и бутылка может треснуть или вовсе лопнуть.

А теперь начнём!!!! Насыпаем в бутылку примерно четыре ложки сульфата меди и столько же соли ( соли желательно брать немного больше ) добавим воды  и всё это тщательно перемешиваем.  Если всё сделано правильно то раствор должен стать зелёным, если нет, то добавьте ещё соли. Раствор готов! Начнём кидать туда алюминий ИИИИИИИ УРА-УРА начал выделяться водород, при этом алюминий начнёт ржаветь , а вода начнёт пузыриться.

Но как-же это происходит, как идёт реакция??? Дело в том что образующися хлорид меди смывает защитную пленку с алюминия и на равне с восстановлением меди идет образование водорода.

Способ № 2 и реактивы.

1. Гидроксид натрия. Раньше я незнал где его купить, но потом узнал что он продоётся как средство для прочистки труб — крот в любом магазине бытовой химии.
2. Алюминий ( ну вы поняли).

Ну бутылка и вода как в способе №1

Нальём крота в бутылку(если у вас сухой и в гранулах, то разбавьте водой ) . Добавим алюминий (его лучше обжечь на костре перед добавлением). Через минуты две начнётся очень бурная реакция с выделением водорода в больших количествах.

Внимание!!!!!!!! Второй способ ООООчень опасный, советую проделывать его в перчатках( Гидроксид натрия сильно разъедает кожу!!!). Перчаток у меня не нашлось и я делал без них. Потом сильно пожалел. К вечеру у меня все руки были КРАСНЫМИ! и безумно болели. Но самая большая опасность в этой реакции это ВОДОРОД!!!!Его выделяется много!!!! И вообще я не советую проводить этот способ в домашних условиях!!!!

Тут всё тоже самое, только едкая щелочь намного быстрее смывает защитную плёнку с алюминия и далее идёт реакция с выделением водорода

Способ №3.

В этом способе не нужно реактивов. Ну кроме поваренной соли. Этот опыт будет проводится с помощью электролиза. Всё что нужно это пропустить через раствор поваренной соли электричество.Ток должен быть постоянным. ( Водород будет выделяться на аноде, а на катоде небольшие количества кислорода

Источник: mozgochiny.ru