2019 december 9 - hétfő

2.4.2.3. A lemezek kondicionálása

A megfelelő hatásfok eléréséhez a lemezek kondicionálása életbevágóan fontos lépés. Ezt se kihagyni, se elsietni nem szabad!

Csiszolás

A lemezek mindkét oldalát csiszolópapírral keresztirányban meg kell csiszolni, hogy mély barázdák keletkezzenek a felületen. Ezáltal a teljes felületet jelentősen megnöveljük, ami nagyobb áramsűrűséget eredményez.

Csak gumikesztyűben szabad a lemezekhez érni, mert a kéz beszennyezi a felületet, ami a hatásfokot kísérletekkel bizonyítottan rontja!

csiszolas 2.4.2.3. A lemezek kondicionálása

1. ábra. A lemezek csiszálása

Először hosszirányba csiszoljuk, majd keresztirányba. Ne használjunk csiszológépet, mert az felmelegíti a lemezt, ami hő torzulást eredményez!

A barázdák minél mélyebbek, annál jobb. Szánjunk minden lemezre elegendő időt.

Ügyeljünk arra, hogy a teljes felületet megmunkáljuk, a széleken is.

csiszolt_lemez 2.4.2.3. A lemezek kondicionálása

2. ábra. A megcsiszolt felület

Tisztítás

Miután megcsiszoltuk az összes lemezt, bő desztillált vízben mossuk le a lemezeket.

Soha ne érintse másmilyen víz a lemezeket, csak desztvíz, ellenkező esetben a lentebb ismertetendő kondicionálási folyamat ideje többszörösére növekszik!

Mágnesezés

Az elektrolízis nem csak elektromos folyamat, hanem mágneses is, ezért a lemezeket mágnesesen is illeszteni kell egymáshoz.

Tegyük egymásra a lemezeket olyan sorrendben és olyan irányban, ahogy a dobozba majd behelyezzük őket. Tekerjük körbe az így kapott, lemezekből összeállított oszlopot pár menetes vezetékkel. A vezeték egyik végét kössük az akkumulátor egyik sarkára, a másik végét pedig párszor érintsük a másik sarkához. Ez egyforma irányba mágnesezi be az összes lemezt.

magnesezes 2.4.2.3. A lemezek kondicionálása

3. ábra. A lemezek mágnesezése

A lemezek behelyezése a dobozba

A lemezek dobozba helyezésekor azok iránya és sorrendje egyezzen meg a mágnesezésnél használt iránnyal és sorrenddel.

A lemezeket helyezzük a dobozban kialakított vájatokba. A lemezek lekerekített sarka biztosítja, hogy nem sértjük meg a kimart vájatokat. Ügyeljünk arra, hogy a lemezeket ne hajlítsuk meg a berakáskor. A lemezeket ne üssük közvetlenül a kalapáccsal, hanem használjunk valamilyen közvetítő közeget, pl. HDPE-t.

Ha később valamiért ki kell vennünk egy lemezt, azt pontosan ugyanúgy kell visszahelyezni, azaz a pozitív pólus felé mutató oldala a visszahelyezés után is a pozitív pólus felé nézzen. Ennek oka az, hogy a kondicionálás során a lemez két oldalán különböző anyagok válnak ki.

Ha összekeverjük kivétel után a lemezeket, akkor már csak az segít, ha újból elvégezzük a lemezek előkészítését a csiszolástól a kondicionálásig. Lehetőleg azonban ne vegyük ki a lemezeket a dobozból, miután egyszer már beraktuk őket.

Kondicionálás

A teljes kondicionáláshoz kb. 100 liter desztillált víz, 4 kg laboratóriumi tisztaságú NaOH és 4 kg laboratóriumi tisztaságú KOH kell.

A kondicionáláshoz szükséges elektromos berendezés kapcsolását a következő ábra mutatja.

kondicionalo_bhargav 2.4.2.3. A lemezek kondicionálása

4. ábra. Kondicionáló berendezés

A 230 V-os hálózati feszültséget a Variac-kal szabályozhatjuk 0-230 V között, max. 10 A áramerősséggel. A variac kimeneti feszültségét gratze híddal egyenirányítjuk, majd két darab nagyfeszültségű kondenzátorral és két fojtótekerccsel simítjuk.

Az így kapott egyenfeszültséget vezetjük az elektrolizáló lemezeire, egy ampermérő és feszültségmérő közbeiktatásával.

A rövidzár védelem érdekében kismegszakítót is közbeiktathatunk. A vízbontó dobozának külső falára szerelt hőszenzor automatikusan lekapcsolja az áramot, ha a belső hőmérséklet meghaladja a 70 C fokot, majd visszakapcsolja, ha ez alá esik.

1. Első NaOH-s kezelés

10 liter hideg desztvizhez állandó kevergetés közben adjunk 1 kg NaOH-t. Ez az oldat nagyon hamar felforrósodik, így várni kell egy jó fél órát, míg lehűl szobahőmérsékletűre.

Az oldat kikeverését a szabadban végezzük, mivel a keletkező gázok károsak az egészségre!!

Öntsük a kihűlt oldatot az elektrolizáló celláiba, azok magasságának 75-80 %-áig. Döntsük meg kissé a dobozt, hogy a folyadékszint kiegyenlítődjön a cellák között.

Kapcsoljunk a két szélső elektródára 180-198 V-ot és hajtsuk meg a cellákat olyan erősen, amennyire csak bírjuk 36 órán keresztül. 5,5 – 6 A is folyhat a cellákon. Az egyedüli korlátozás a hőmérséklet. A lemezek felületén a kívánt réteg kialakulásához 70 C fok szükséges. A lemezek 70 C fokos hőmérsékletekor az elektrolit hőmérséklete 32 – 40 C fok közötti. Az egyik oldalon a hőmérséklet magasabb, míg a másik oldalon alacsonyabb!

A tapasztalat az, hogy miután elértük a 70 C fokot, az áramerősséget lecsökkenthetjük 2-3 A-ra, s így a hőmérséklet állandó szinten marad. Az áramot a feszültség csökkentésével tudjuk csökkenteni. Ekkor a gáztermelés is csökken, de ez itt, a kondicionálás fázisában nem lényeges szempont.

A lemezek pozitív oldalán fekete színű hexavalent krómium réteg alakul ki, mely az NaOH és a lemezek kémiai kölcsönhatásának eredménye. A lemezek negatív oldalán arany barna színű réteg keletkezik. Ezen rétegek különbözősége miatt nem szabad felcserélni a kivett lemezek irányát, se pedig a polaritást a későbbiekben.

5 óránként adjunk újabb egy liter NaOH oldatot a kikevert elektrolitból a cellákba, hogy a vízszint állandó maradjon. (Alternatívaként az elektrolit utánpótlását a vízszint érzékelő felhasználásával automatizálhatjuk.)

Ez a folyamat kb. 36 óráig tart. Előbb-utóbb azonban a cellán átfolyó áramerősség elkezd ingadozni. Ez annak a következménye, hogy az elektrolit szennyeződik, s a termelt gáz ezt az iszapot felkavarva annak vezetőképességét növeli vagy csökkenti. Ekkor a cellát ki kell mosni.

Az itt látható videó azt mutatja, hogy a túl magas elektrolit szint elektromos rövidzárat okozott a cellák között, ezért csak a baloldalon alakult ki látható gázképződés. (Bhargav készüléke)

Az itt következő videó azt tükrözi, hogy csökkentve az elektrolit szintjét megszűnt a rövidzár és mind a száz cellában egyenletesen fejlődött a gáz.

2. A cella kimosása, tisztítása

Az első tisztítás legalább 4 órát vesz igénybe. Mielőtt hozzáfognánk, várjuk meg, hogy az elektrolit lehűljön szobahőmérsékletűre.

Öntsük ki az elhasznált elektrolit oldatot egy tároló edénybe. (Ezt később megtisztítva az újabb vízbontó első fázisú kondicionálására használhatjuk fel.) Ezután egy erős műanyag kádban mossuk át desztillált vízben a cellát. Ehhez a legjobb, ha teljesen belemerítjük a desztvízzel teli kádba az elektrolizálót, majd egy 7500 liter/h-s vízpumpával helyezzük nyomás alá a desztvizet és minden cellát egyenként lemosunk a nagynyomású vízzel.

3. Első KOH-s kezelés

Az NaOH-s kezelés eredményeként a pozitív oldalon kialakult a fekete színű hexavalent krómium réteg, de még nem “ragadt” teljesen a lemez felületére. Ezt a ragasztást KOH-s kezeléssel tudjuk elvégezni.

10 liter hideg desztvízhez állandó kevergetés közben adjunk 1 kg KOH-t. Ez az oldat nagyon hamar felforrósodik, így várni kell egy jó fél órát, míg lehűl szobahőmérsékletűre. Az oldat előállítását a szabadban végezzük, mivel a keletkező gázok károsak az egészségre!!

Öntsük a kihűlt oldatot az elektrolizáló celláiba, azok magasságába. Csak pár milliméter emelkedjen ki az elektrolitból, hogy a lehető legnagyobb felületen alakuljon ki a galvanizált felület. Fontos azonban, hogy ne jöjjön létre elektron átszivárgás az egyes cellák között, ezért nem lehet a lemezt színig tölteni. Döntsük meg kissé a dobozt, hogy a folyadékszint kiegyenlítődjön a cellák között.

Ez a folyamat alacsony hőmérsékletet igényel, ezért a két szélső elektródára 150-165 V-ot kapcsolunk csak, hogy kis áramok folyjanak. Az áram értéke ne haladja meg az 1 A-t, de inkább csak 0,5 A legyen. Minél kisebb, annál jobb.

Ez a galvanizálási folyamat kb. 2 hétig tart. Az elektrolit szintet óránként ellenőrizzük és töltsük után, hogy a lemezek felső széléből csak kb. 1-2 mm emelkedjen ki. (Automatizálhatjuk is a folyamatot, ez a legjobban járható út.)

4. A cella kimosása

Ismételjük meg a cella kimosását a 2. pontban leírt módszer alapján.

5. Második NaOH-s kezelés

Ez a folyamat megegyezik az 1.-es ponttal, az új NaOH-s oldattal kb. 36 óráig kezeljük a lemezeket, miközben tartjuk a 70 C fokos hőmérsékletet.

Ez alkalommal már csak nagyon kevés üledék keletkezik az elektrolitban.

6. A cella kimosása

Ismételjük meg a cella kimosását a 2. pontban leírt módszer alapján.

7. Második KOH-s kezelés

Ez a folyamat megegyezik a 2.-es ponttal, de az új KOH-s oldattal csak pár napig kezeljük a lemezeket, nem két hétig.

8. A cella kimosása

Ismételjük meg a cella kimosását a 2. pontban leírt módszer alapján.


9. Harmadik NaOH-s kezelés

Ez a folyamat megegyezik az 1.-es ponttal, az új NaOH-s oldattal kb. 36 óráig kezeljük a lemezeket, miközben tartjuk a 70 C fokos hőmérsékletet. Ez alkalommal már nem szabad üledéknek keletkeznie az elektrolitban, ha az előző lépéseket pontosan végrehajtottuk.

10. A cella kimosása

Ismételjük meg a cella kimosását a 2. pontban leírt módszer alapján.

Ezek után az elektrolizáló készen áll a KOH-s vízbontásra.

Az elektrolit oldatról

Az elektrolit desztillált vízből és KOH-ból áll. A KOH laboratóriumi tisztaságú kell legyen, mivel a háztartási boltokban kapható nagyon szennyezett.

Az elektrolit töménysége 28 %-os.

A cellákat impulzusos vezérlés esetén csak max. 75 mm magasan töltjük fel elektrolittal, mert ekkor olyan intenzív a gázképződés, hogy magasabb elektrolit szint esetén az elektrolitot szétfröcskölné a vízbontó dobozában. Egyenáramú bontás esetén ez a szint magasabb is lehet, hiszen ekkor jóval kevesebb gáz képződik.

Emellett a töménység mellett az elektrolit szintjétől függően 9 és 18 A közötti az áramfelvétel a 12 Vos akkumulátorból (108 W – 216 W).

A cellák tesztelése

Ha helyesen végeztük a tisztítást és a kondicionálást, akkor már EGYENÁRAMÚ vízbontás esetében is több, mint 200 %-os hatásfokú az elektrolízis folyamata. Ennek az az oka, hogy a lemezek felületein kialakult réteg katalizátorként működik az elektrolízis során.

Az itt következő videó watkykjy méréseit mutatja be a kondicionálás után.

Amíg nem értük el ezt az állapotot, vagy a kondicionálás során még szennyeződik az elektrolit a lemezekből kivált anyagok miatt, addig nem ért véget a kondicionálás folyamata.

Nagyon fontos, hogy gondoskodjunk a keletkező gázok elvezetéséről is.

Boyce_collection_aparatus 2.4.2.3. A lemezek kondicionálása

5. ábra. A keletkezett gázok elvezetése

Ha már teljesen tiszta marad az elektrolit és elérjük a kb. 200 %-os hatásfokot, akkor jöhet a legizgalmasabb rész, a komplex impulzusos vízbontás.

Ezt a jelalakot a következő oldalon ismertetendő elektronikával állíthatjuk elő.

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