2019 április 23 - kedd

2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

István készített egy lemezes elektrolizáló készüléket, de annyiban tovább ment, hogy nem csak 5 lemezt használt, hanem jóval többet, s az alkalmazott áramok is már 50-100 A-es nagyságrendeket értek el.

Az elektrolizáló és az elektronika

Elsőként a négyszögjelek előállítására használt elektronikát láthatod.

vezaramk 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

1. ábra. A vezérlő elektronika

ELEKTR 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

2. ábra. A megépített elektronika és a hűtőbordák

Az elektronikánál használt alkatrészek adatlapjait itt nézheted meg:

Az elektródák saválló lemezből készültek, méretük 14 cm * 17 cm. Ezekből a lemezekből 30 db-ot összerakva kapunk egy cellát. 4 db ilyen 30 lemezből álló cellát tartalmaz István elektrolizálója.

lemez 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

3. ábra. Egy elektródalemez

cella1 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

4. ábra. 30 db lemezt összerakva kapunk egy elektrolizáló cellát

Mint István elmondta, az első elektrolizáló készüléke felrobbant, mivel valószínűleg két elektródalemez összeért. Az 5. és 6. ábrákon már a második elektrolizálót láthatod. A kísérletekhez használt elektrolizáló készülék a következőképpen nézett ki.

eLEKTROLIZaLo_OLDALRoL 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

5. ábra. Az elektrolizáló készülék oldalnézetben

FELuLNeZET 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

6. ábra. Az elektrolizáló készülék felülnézetben

Ha az elektrolizáló készülék fedelét levesszük, a cellák felülről a következőképpen néznek ki.

CELLaK_FELuLRoL 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

7. ábra. A cellák felülnézetben

A következő képen a gázfejlődést láthatod. Ebben az esetben egy cellasor (lásd a kép baloldalán) direkt ki volt kapcsolva.

GaZFEJLoDeS 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

8. ábra. A gázfejlődés

A mérések elvégzéséhez István a következő műszereket használta:

Musz1 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

9. ábra. Az akkumulátortöltő, oszcilloszkóp és analóg feszültségmérő

aRAMMeReS 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

10. ábra. Az áramméréshez használt műszerek

Mivel István valóban nagy áramokkal dolgozott, ezért a közönséges árammérő műszerek méréshatárát ki kellett terjesztenie. Sönt ellenállásként egy 3 mm átmérőjű kór hegesztőpálcát darabolt fel és azokat kötötte párhuzamosan. Erről itt olvashatsz.

sont1 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3
sont2 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

11. ábra. A sönt ellenállás szerepét hegesztőpálca darabok töltötték be

A fejlődő gázok mérésére István a Naudin féle módszert használta.

GaZMENY_MeReSE 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

12. ábra. Fejlődő gázok mérése

Az idő mobiltelefonban lévő stopperral lett mérve.

stopper 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

13. ábra. A "stopper"

Mérések

István a legjobb hatásfok érdekében különböző módokon kapcsolta össze az elektródákat.

Az itt következő táblázatokban 500 ml gáz fejlődési idejét és a hozzá szükséges áramokat, valamint a hatásfokokat láthatod. Az elektrolit vezetőképességét István Trisó-val változtatta. A Trisót kiskanállal adagolta. Az elektrolit 10 liter vizet és adott mennyiségű Trisót tartalmazott. A pontos koncentrációt az adott kísérletnél adjuk meg.

tris_25F3 2.4.1.11.3. Lemezes elektrolizáló 3

14. ábra. A Trisó és az adagoláshoz használt kiskanál

Az árammérés pontosságának növelése érdekében az impulzusok kitöltési tényezője 50 %-os volt. Ahol ez eltért, ott külön jelezzük.

1. Kísérlet

A kísérlet célja az ideális cellakombináció megtalálása. Itt István nem a fentebb említett 30 db-os cellákkal dolgozott még, hanem különböző egyéb kombinációkkal.

A kombináció oszlopban az első szám a párhuzamosan kapcsolt lemezsorokat jelenti, a második pedig egy-egy sort alkotó lemezek számát.

Kombin.
Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
2*10 db
35,0 A
0:37 perc
810,8 ml/perc
23,66 ml/perc/amper
35,4 %
1*30 db
17,0 A
0:34 perc
882,4 ml/perc
51,90 ml/perc/amper
77,6 %
5*4 db
22,0 A
1:10 perc
428,6 ml/perc
19,48 ml/perc/amper
29,1 %
10*4 db
11,0 A
1:12 perc
416,6 ml/perc
37,88 ml/perc/amper
56,6 %
3*8 db
50,0 A
0:19 perc
1679 ml/perc
31,58 ml/perc/amper
47,2 %
4*8 db
28,7 A
0:44 perc
681,8 ml/perc
23,76 ml/perc/amper
35,5 %

1. táblázat

Kiértékelés:

  • A sorbakapcsolt cellák számának növelésével növekszik az elektrolízis hatásfoka.
  • Ugyanannyi lemezből álló sorokból többet kötve párhuzamosan a hatásfok szintén növekszik.

2. Kísérlet

A kísérlet célja annak meghatározása, hogy a párhuzamosan összekapcsolt cellák számának növelése milyen hatással van az elektrolízis hatásfokára. Egy-egy cella 30 db lemezből állt.

Cella Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
1 db
17,0 A
0:34 perc
882,4 ml/perc
51,90 ml/perc/amper
77,6 %
3 db
16,0 A
0:53 perc
566,1 ml/perc
35,38 ml/perc/amper
52,9 %
5 db
32,0 A
0:24 perc
1250 ml/perc
39,06 ml/perc/amper
58,4 %

2. táblázat

Kiértékelés:

  • A legjobb hatásfokot 1 db 30 lemezes cellasor esetén kapunk.

3. Kísérlet

A kísérlet célja megállapítani a frekvenciák és a kitöltési tényező hatásait az elektrolízis hatásfokára. Mivel István nem rendelkezett frekvenciamérővel, ezért az oszcilloszkópján olvasta le a periódusidőt, a táblázatban azonban már a kiszámolt frekvencia értékei láthatóak.

5 cella párhuzamosan van összekötve, az impulzusok kitöltési tényezője 50%.

Frekv. Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
125 kHz
22,0 A
0:37 perc
810,8 ml/perc
36,85 ml/perc/amper
55,1 %
100 kHz
22,0 A
0:43 perc
697,7 ml/perc
31,71 ml/perc/amper
47,4 %
125 kHz
10,0 A
2:15 perc
222,2 ml/perc
22,22 ml/perc/amper
33,2 %

3a. táblázat

5 cella párhuzamosan van összekötve, az impulzusok kitöltési tényezője 90%.

Frekv. Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
125 kHz
15,0 A
1:25 perc
352,9 ml/perc
23,53 ml/perc/amper
35,2 %
125 Hz
13,0 A
2:03 perc
243,9 ml/perc
18,76 ml/perc/amper
28,0 %
143 Hz
12,1 A
2:02 perc
245,9 ml/perc
20,32 ml/perc/amper
30,4 %

3b. táblázat

Kiértékelés:

  • A hatásfok a frekvencia növekedésével nőtt.
  • Az impulzus szélességének csökkenése növeli a hatásfokot.

Mind a két eredmény megegyezik azzal, amit Mi is kaptunk a kísérleteink során.

4. Kísérlet

A kísérlet célja megállapítani a polaritás hatásait az elektrolízis hatásfokára.

4 db 8 lemezből álló sor van összekötve, az impulzusok kitöltési tényezője 50%.

Polar. Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
+ –
27,0 A
0:48 perc
625,0 ml/perc
23,15 ml/perc/amper
34,6 %
– +
31,3 A
0:43 perc
697,7 ml/perc
22,23 ml/perc/amper
33,2 %

4. táblázat

Kiértékelés:

  • A hatásfokra hatással van a polaritás.

5. Kísérlet

A kísérlet célja annak megállapítása, hogy az elektrolit Trisó tartalmának (és ezáltal a vezetőképességnek) növelése milyen hatással van az elektrolízis hatásfokára.

3 db 8 lemezből álló sor van összekötve, az impulzusok kitöltési tényezője 50%. Az elektrolit 10 liter vizet és a táblázat egyes sorainál meghatározott mennyiségű Trisót tartalmaz.

Trisó Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
4 kanál
23,0 A
0:42 perc
714,3 ml/perc
31,06 ml/perc/amper
46,4 %
5 kanál
25,3 A
0:37 perc
810,8 ml/perc
32,05 ml/perc/amper
47,9 %
6 kanál
27,9 A
0:34 perc
882,4 ml/perc
31,63 ml/perc/amper
47,3 %
7 kanál
33,5 A
0:28 perc
1071 ml/perc
31,98 ml/perc/amper
47,8 %
8 kanál
33,6 A
0:28 perc
1071 ml/perc
31,88 ml/perc/amper
47,7 %
9 kanál
33,6 A
0:28 perc
1071 ml/perc
31,88 ml/perc/amper
47,7 %
10 kanál
34,7 A
0:27 perc
1111 ml/perc
32,02 ml/perc/amper
47,9 %
11 kanál
31,0 A
0:31 perc
967,7 ml/perc
31,21 ml/perc/amper
46,7 %
13 kanál
81,0 A
0:13 perc
2307 ml/perc
28,49 ml/perc/amper
42,6 %
15 kanál
84,0 A
0:12 perc
2500 ml/perc
29,76 ml/perc/amper
44,5 %
18 kanál
83,0 A
0:12 perc
2500 ml/perc
30,12 ml/perc/amper
45,0 %
18 kanál
88,0 A
0:11 perc
2727 ml/perc
30,99 ml/perc/amper
46,3 %
18 kanál
128,0 A
0:08 perc
3750 ml/perc
29,29 ml/perc/amper
43,8 %

5. táblázat

Megjegyzés: Az 5. táblázat utolsó három sorában ugyanakkora volt a Trisó koncentráció, de az áramok különböztek. Ennek oka az volt, hogy István az első mérés után elkezdte tölteni az akkumulátort, majd egy idő múlva ismét kimérte a gázfejlődést. Ezt követően jóval több ideig töltötte az akkumulátort, s utána elvégezte a harmadik mérést is.

Kiértékelés:

  • Az elektrolit vezetőképességének növelése nagyon kis mértékben van hatással az elektrolízis hatásfokára.

6. Kísérlet

A kísérlet célja annak megállapítása, hogy az elektródalemezek közötti távolság csökkentése hogyan hat az elektrolízis hatásfokára.

1 db 10 lemezből álló sor van összekötve, az áram egyenáram. Az 1 mm-es lemeztávolságnál 5 liter vízhez 21 kanál, míg a 0,5 mm-es lemeztávolságnál 18 kanál Trisó lett adva.

Távols. Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
1 mm
26,2 A
0:38 perc
789,5 ml/perc
30,13 ml/perc/amper
45,0 %
0,5 mm
26,8 A
0:38 perc
789,5 ml/perc
29,46 ml/perc/amper
44,0 %

4. táblázat

Kiértékelés:

  • A hatásfok nem változott jelentősen az elektródák közötti távolság csökkentésével, de mivel könnyebb 1 mm-es távolságot kialakítani, mint 0,5 mm, ezért inkább ezt használjuk.

7. Kísérlet

A kísérlet célja annak megállapítása, hogy az elektródalemezek alá helyezett állandó mágnes hogyan hat az elektrolízis hatásfokára.

1 db 10 lemezből álló sor van összekötve, az áram egyenáram. A lemeztávolság 1 mm. 5 liter vízhez 21 kanál Trisó lett adva. A polaritás az elektromos áram polaritását jelenti.

Polar. Áram 500 ml
Gáz/perc
Egységnyi gáz Hatásfok
+ –
28,3 A
0:36 perc
833,3 ml/perc
29,45 ml/perc/amper
44,0 %

– +

32,8 A
0:34 perc
882,3 ml/perc
26,90 ml/perc/amper
40,2 %

4. táblázat

Kiértékelés:

  • A mágnes ebben az elrendezésben nem gyakorolt hatást az elektrolízisre, viszont a polaritás megváltozása igen, mint ezt már láttuk a 4.kísérletnél is.

Összegzés

Mint a kísérletekből láthatjuk, a sorba kapcsolt elektródalemezek számának növelésével, a megfelelő polaritással, a frekvencia növelésével és az impulzusok kitöltési tényezőjének csökkentésével tudjuk növelni a hatásfokot.

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás