Генерация водорода стала проще

Как сделать: построить небольшой водородный генератор HHO.

Сделайте свой собственный генератор водорода (и кислорода) с батареей 9 В, медным проводом и пищевой содой (или солью). Почему? Кто знает. Обязательно проверьте свои соединения. Для получения дополнительной информации об этом хаке, включая подробные пошаговые инструкции по сборке собственного генератора HHO, посмотрите это обучающее видео.

Обеспечьте безопасность своего соединения без ежемесячного счета. Получите пожизненную подписку на VPN Unlimited для всех своих устройств, совершив разовую покупку в новом магазине гаджетов, и смотрите Hulu или Netflix без региональных ограничений, повышайте безопасность при просмотре в общедоступных сетях и многое другое.

Другие выгодные предложения, на которые стоит обратить внимание:

33 комментариев

джекфишерселл 14 лет назад

какова цель генератора hho?

Сесиломар 14 лет назад

HHO — это горючее, которое горит при температуре Солнца и обладает большей взрывной силой, чем бензин. Он не выделяет CO2, химическая реакция после сжигания этих газов заключается в том, чтобы снова объединить молекулы водорода (H2) и кислород, снова создав H2O.

Знахарь 14 лет назад

Я помню, как делал это в старшей школе. от одного из электрических зондов исходит водород, а от другого – кислород. Если 2 зонда находятся в отдельных контейнерах и 2 контейнера соединены трубой, позволяющей воде течь между ними, тогда вы можете собирать отдельные газы.

Британия 14 лет назад

Этот процесс популярен среди домашних «ученых», которые подключают их к воздухозаборным клапанам. Добавление легковоспламеняющихся веществ предположительно увеличивает эффективность использования топлива. Газ, созданный в этом видео, очень минимален по сравнению с тем, что можно было бы создать с помощью нескольких пластин.

imagxz 14 лет назад

кто-нибудь ответьте на этот вопрос, я тоже хотел бы знать.

мечтатель 13 лет назад

С пищевой содой вы создаете угарный газ — смертельный, а с солью вы создаете газообразный хлор, также смертельный — вернитесь к химии 101, прежде чем отправлять такие опасные вещества — HHO должен генерироваться только с KOH или NAOH. Ваш первый урок – посмотреть, что они собой представляют в научных книгах!

Антоник312 13 лет назад

о черт возьми. Я провел этот эксперимент в школе и использовал пищевую соду вместо соли, потому что я думал, что это будет безопаснее, потому что я знал, что соль производит хлор. я не знал, что оба сделали ядовитый газ.

Джим Барби 9 лет назад

KOH и NOAH гораздо более опасны и агрессивны для человека и двигателя автомобиля, чем пищевая сода. Я помню, как делал газ H2 на уроке химии HS, используя соляную кислоту и кристаллы цинка.

жаль дурака123 13 лет назад

что, черт возьми, вы должны делать с водородным генератором. Как его подключить к источнику питания. Вы должны были упомянуть об этом в видео. Пожалуйста, пересмотрите.

надоедает 13 лет назад

Это настоящий генератор водорода, загляните на этот сайт http://www.fuelfromh2o.com.
Действительно хороший продукт у них есть.

жаль дурака123 13 лет назад

пожалуйста, напишите мне по моему вопросу. На jewishguy96@yahoo.com. Пожалуйста, учтите это. Спасибо.

Mark182 13 лет назад

Я предполагаю, что они добавляют соль, чтобы увеличить проводимость воды??

райанемма42 13 лет назад

боберто 13 лет назад

почему я хочу, чтобы hho был просто водой, также известной как h2o, однако генератор h + – это то, что есть

Египет 13 лет назад

Спасибо, я хотел увидеть это, мой ребенок сделал это в прошлом году в шестом классе, я вижу, что это можно улучшить. Я буду использовать обычную воду или что-то безопасное.

мифический кот 13 лет назад

Попробуйте построить что-нибудь, чтобы поймать H2 и оставить O. Нам нужно это в атмосфере.

биджикенёт 13 лет назад

так? последний факт, этот проект опасен?

пауломихаэль 13 лет назад

Я предполагаю, что вы замкнули первую батарею, когда сгибали провод.

Пгдавис 13 лет назад

Вчера это сделал наш 5-й класс. Показать, что проволока, в которой было в два раза больше пузырьков (газа), была водородом, а другая — кислородом.

mt_flyer05 12 лет назад

Легкий голубовато-зеленый цвет воды был обусловлен окислением меди.

человек 12 лет назад

Привет.. ЧУВАК, ПОЧЕМУ ты закорачивал батарею в начале?! Почему бы не использовать что-то другое, чтобы обернуть провод для контактов к аккумулятору? Это не сильно повредит, но повреждает аккумулятор каждый раз, когда вы его закорачиваете.

В любом случае, мне было интересно, зачем использовать 2 медных клеммы, вы получите гораздо лучшие результаты, если используете другой металл на отрицательной стороне, вы получите гораздо больше водорода на медной стороне и будете намного эффективнее!

Итак, у меня есть вопрос, что нам делать с водородом, который мы можем производить сейчас, как мы можем использовать его в качестве энергии? Что я могу сделать, чтобы использовать его?

Я люблю эту вещь, кстати.. Спасибо

Эд Тернер 12 лет назад

Насколько далеко мы хотим возместить природную экосистему Земли? Сегодня мы создаем угарный газ, правда!

1000 лет назад была более активная вулканическая активность, которая произвела примерно в 100 раз больше, чем мы, люди, создали за весь наш индустриальный век. 80 лет, правда!

Эти вулканы по всей земле также выбрасывали в атмосферу серу, окись углерода, двуокись углерода, аммоний, хром и другие токсичные газы, которые в конечном итоге попадали в слоистую сферу и тропосферы, о которых мы сегодня заявляем, что создаем «глобальное потепление» и разрушаем Наша планета.

Природа поглощает угарный газ (деревья/кустарники/растения) и выделяет кислород, правда!

Что ж, я считаю, что мы находимся в естественном цикле Земли между «ледниковыми периодами», короткие или длинные периоды не имеют значения, нагреваем мы или замораживаем, поскольку многие вещи в прошлом также изменили их.

Что имеет значение, так это то, что в этом мышлении «Go Green»..

Итак, мой вопрос заключается в том, если мы заберем (удалим) кислород из наших источников энергии, и мы перестанем создавать окись углерода для деревьев и всего, чтобы они циркулировали естественным образом, и мы будем производить водород, который при сгорании оставляет воду без кислорода, потому что это факт. В какой момент мы нарушаем баланс и становимся кислородным голоданием и убиваем «ВСЕ» живые существа? Почему бы не ускорить процесс и не запустить сразу около 50 гидробомб по всему миру, чтобы узнать результаты?

Некоторые науки пугают меня тем, что в один прекрасный день мы примем неверное решение и полностью сотрем жизнь с лица земли.

Гжегож Ву 10 лет назад

Проблема с тем, что вы видите, заключается в том, что мы УНИЧТОЖАЕМ эти 10-25 тысяч лет за 120 лет развития нашей мировой цивилизации.

Планета какое-то время находилась под вулканическим пеплом, и ДЖУНГЛЯМ потребовалось 100 миллионов лет, чтобы это разрушить. «мы», как люди, уже вырубили ЧЕТВЕРТЬ этих ДЖУНГЛЕЙ на бумагу пищевой промышленности.

мы убили 45% озонового слоя. Вы помните новость о OZONE HOLE двух десятилетий назад? теперь, к сожалению, OZONE HOLE повсюду на планете.

речь идет не о том, чтобы «стать зеленым», а о том, что дальнейшее развитие, основанное на сжигании СТАРОГО УГЛЯ, должно прекратиться. Речь идет о создании всех способов изъятия денег из рук корпораций, контролирующих рынок, чтобы стать свободными и сделать эту цель такой, какая она есть, как необходимость.

PS. не лги себе, ты как собака на выщелачивании. выщелачивание может быть дольше, чем в Китае, Кубе или Иране. но тем не менее, ваши источники энергии строго контролируются правительством, и вы должны делать и платить все, что они вам скажут. у вас есть возможность тратить большую часть своих денег на счета или счета.

погоня 12 11 лет назад

хорошо, я узнал, что это, безусловно, хороший стартер огня

Птица и Медведь 11 лет назад

Соль или пищевая сода используются для повышения проводимости воды. Он использует два медных провода, чтобы оба полюса производили соответствующие газы с (одинаковой) скоростью. Если бы водорода было намного больше, чем кислорода, он сгорал бы гораздо быстрее и с меньшим выделением тепла. Сочетание двух газов увеличивает энергию сгорания. Чтобы заставить его генерировать электричество, вы использовали полученную газовую смесь для питания генератора. Этот процесс не производит монооксид углерода или токсичные газы, о которых в последнее время часто говорят в средствах массовой информации, и когда вы сжигаете газообразный продукт, вы выделяете энергию, и два газа снова объединяются в воду. Во время процесса горения вы можете выпустить окись или двуокись углерода только в том случае, если вы введете углерод в систему. Если вы этого не сделаете, вы не сможете создать эти газы. Ни водород, ни кислород не теряются ни в одном из этих процессов. Они просто смещаются туда-сюда HHO HH + O

Адам Деон 10 лет назад

это действительно работает чувак.

Птица и Медведь 10 лет назад

Как генератор водорода? Конечно. Как средство передвижения? Не совсем. Во всяком случае, не так.

Адам Деон 10 лет назад

Ты попробуешь это? Птица и Медведь

Птица и Медведь 10 лет назад

Когда-то я делал это на уроке естествознания.

Адам Деон 10 лет назад

Куртис Джетер 8 лет назад

сколько людей, которые сделали свои собственные генераторы HHO, получили зеленый водород?

я сделал один генератор водорода немного большего размера, все еще используя 9-вольтовую батарею, но получил почти весь зеленый цвет от клеммы (-)

использовал морскую соль, чтобы предотвратить это, и ничего не вызывает коррозии

Джереми Эблер 8 лет назад

Водород бесцветен. Зелень, которую вы видели, была от того, что вы подмешали в воду. Хлор – зеленый газ.

Производство водорода стало проще

Даже если вы никогда не захотите производить водород, видео [Мацея Новака] (приведенное ниже) интересно посмотреть из-за умного способа изготовления электрода из шайб из нержавеющей стали. Вам понадобится термоусадочная трубка, но она все равно должна быть у вас под рукой. Создание электрода с использованием методов, показанных в видео, приводит к большой площади поверхности, что важно для электрохимической реакции.

Стандартная перезаряжаемая ячейка обеспечивает питание генератора, который находится в модифицированной пластиковой бутылке. В целом сборка выглядит неплохо, несмотря на то, что все сделано из переработанного материала.

Химия внутри — обычная вода и очиститель канализации — гидроксид калия. Нам не нужно говорить вам, чтобы вы были осторожны с этим, а также заботиться о том, что вы делаете со взрывоопасным газом. Мы говорим «взрывоопасный», а не «огнеопасный», потому что эта конструкция не отделяет водород от кислорода, и полученная смесь готова к взрыву. На видео показаны несколько самодельных ракет, использующих это топливо, и хотя они не летят на Луну, они содержат довольно много энергии.

Мы были впечатлены тем, сколько газа производит маленькая бутылка. Мы просто не могли придумать вескую причину, по которой нам нужен взрывоопасный газ на праздники. Может, хочешь кофе? Или вы можете поэкспериментировать с топливом из водородной пасты.

44 мысли о «Производство водорода стало проще»

для его первого теста добавление мыла делает хорошие пузыри, чтобы гореть…

Это хорошее устройство, но я бы не назвал его «генератором водорода», потому что водород смешивается с кислородом. С этим мало что можно сделать, кроме как сжечь напрямую.

Вы могли бы использовать отдельную бутылку для терминала +ve, который производит кислород. Переверните обе бутылки на поднос, наполненный одним и тем же электролитом, чтобы образовать соединение. Теперь газы находятся в отдельных баллонах.

Однако вам нужно будет использовать более высокое напряжение.

Некоторые люди используют бензиновые двигатели на этом. Их генераторы, как правило, имеют низкую мощность, и эта конструкция может помочь.

Да, толпа вечных двигателей, которые думают, что это получает больше энергии, чем вы вкладываете. Просто запустите электродвигатель и готово.

Если вы можете заставить его работать от автомобильного генератора для производства водорода и прокладывать шланг к воздухозаборнику, разве вы не получите лучший расход бензина, чем только газ?

Нет, потому что вы увеличите электрическую нагрузку на генератор переменного тока, что заставит двигатель работать усерднее, чтобы создать повышенный крутящий момент, необходимый для его вращения. Подумайте о том, что происходит, когда вы включаете электрическую систему, такую как фары или обогреватель заднего стекла, когда двигатель работает на холостом ходу. Вы заметите, что обороты на мгновение упадут из-за нагрузки, а затем снова поднимутся, когда дроссельная заслонка откроется, чтобы увеличить подачу топлива в двигатель. Мощность, необходимая для включения генератора переменного тока, зависит от нагрузки и должна откуда-то поступать.

Это генератор водорода он производит водород Der

Или сделать приятный взрыв, осыпав вас гидроксидом калия. Игра со стехиометрическими смесями водорода и кислорода опасна. Хранение этих смесей — безумие. По сути, это бомба, готовая взорваться при малейшем источнике воспламенения, который может быть таким же простым, как статическое электричество, создаваемое вашим газом, протекающим через трубку. Хранить их под давлением просто самоубийственно.

Технически производится HHO, а не водород (который сам по себе немного безопаснее).

Я видел, как кого-то ударили по голове при тестировании старой свинцово-кислотной батареи старым асбестовым (это даст вам представление о том, как давно это было) тестером, в основном два металлических щупа вонзаются в клеммы батареи (и обычно искрят!) и ток полной нагрузки замыкается накоротко через длинную зигзагообразную металлическую пластину с низким сопротивлением, а калиброванный аналоговый вольтметр отображает напряжение полной нагрузки. Но вместо напряжения четыре сегмента: красный для разряженного/полностью разряженного, белый для низкого заряда, оранжевый для номинального и зеленый для полностью заряженного.

Как бы то ни было, однажды была неисправна батарея (наполненная водородом и кислородом), в ней, должно быть, была микроскопическая трещина, и эта штука взорвалась, как граната, и большой кусок пластика (из теста) попал им в голову, хлынув кровью и навсегда. проломил им череп. Излишне говорить, что я всегда вижу, как кто-то дурачится с HHO.

Излишне говорить, что виноват был человек, который тестировал батарею. Правильная процедура заключается в том, чтобы отключить батарею и оставить ее на полные 24 часа перед ее тестированием (более чем достаточно времени для утечки любого опасного накопления водорода).

извините, если я педантичен, но такой вещи, как HHO, не существует, газ представляет собой смесь кислорода и водорода, или вы можете назвать его оксиводородом или даже зналгазом. если вы хотите перейти к очень техническим 2H2 и O2, эта ерунда HHO просто должна прекратиться

Мы не на уроке химии, поэтому использовать все, что доносит идею до масс, вполне нормально. Английский носит описательный, а не предписывающий характер.

Нет, *словари* носят описательный, а не предписывающий характер.

Я думаю, это то, что вы могли бы назвать разговорным прозвищем. Он имеет правильную основную пропорцию смеси без слишком глубокого проникновения. Не похоже, чтобы люди, играющие с этим, имели сильное научное образование или образование. Я не думаю, что вы можете остановить прозвище, и действительно, зачем вам пытаться?

Он проломил несколько черепов? Должно быть, это был сильный взрыв.

Как раз про поправку. Смесь водорода и кислорода гораздо опаснее, чем водород сам по себе. Водород довольно безопасен, пока не подвергнется воздействию кислорода. Вспомните Гинденбург, он горел и не взорвался, потому что это был большой мешок с водородом. С этой смесью крошечный шарик, наполненный ею, произведет очень громкий взрыв. Из него получается очень хорошее (немного неконтролируемое) ракетное топливо.

Или откройте его и продуйте вентилятором… искра, скорее всего, возникла внутри аккумулятора из-за низкого уровня жидкости. Кроме того, мне трудно поверить, что в свинцово-кислотной батарее может быть достаточно водорода, чтобы взорваться. Водород является наименее плавучим элементом, он очень быстро высвобождается и рассеивается.

Этот метод существует уже давно. Это делает газ Брауна, смесь водорода и кислорода, весьма взрывоопасным. п

О, о. Нержавеющая сталь в качестве анода. Как правило, с небольшим содержанием хрома. Будьте осторожны с этим электролитом [1].

У меня есть немного графитового электродного материала EDM. Это, вероятно, сработало бы лучше.

Цинково-угольные батарейки типа D, если вы можете найти их в наши дни, являются отличным источником углеродных стержней, которые намного дешевле, чем карандаши для художников. Углеродные дуги под водой — это всегда весело.

Я думаю, что эти долларовые аккумуляторы все еще являются углеродно-цинковыми.

Так много приложений, когда они разделены. Я думаю, что вместе V взрывоопасен, но некоторые говорят, что в целом он взрывается. Кто-нибудь уточнил? Может быть, подобно термоядерному, тепло расширяется, завершает реакцию, сжимается, образуя воду?

Высвобождаемая энергия заставляет воду мгновенно превращаться в пар.

Идеально подходит для изготовления горелки для выдувания стекла и т. д., если кто-то не хочет хранить сжатые газы или хочет более дешевую альтернативу. Но да, я в основном видел, что для этого используются углеродные стержни.

Год назад у меня была реклама. Бренд был Water Welder, и он отлично подходил для миниатюрных вещей, таких как украшения.

Так как же отдельно генерировать водород и кислород? Какова общая эффективность? Он больше 50%?

Кислород и водород поступают из противоположных терминалов, их нужно собирать в отдельные контейнеры, а не так, как сделан этот.

Недавно я узнал, что в моем городе есть датчики звука для триангуляции выстрелов.

Интересно, взорвутся ли те «бутылочные ракеты», которые он сделал, и вызовет ли у меня очень неловкий визит?

Обычно нет. Другой класс взрыва от «нормального» пороха, чем используемый в пиротехнике класса c. Тревога не срабатывает. Однако на самом деле их можно использовать неправильно, чтобы слышать разговоры поблизости. Это имело место, но поскольку плохие парни были пойманы, никто не жаловался… чуть ли не прецедент.

Нет, если преступление не было совершено примерно в то же время.

Вы можете собирать газообразный водород путем вытеснения воды вниз

Это очень опасная установка. Я знаю, потому что я сделал это. Вы создаете водород на одном электроде и кислород на другом, но они смешиваются вместе и образуют идеальное взрывоопасное сочетание газов. Любая искра или источник воспламенения приведет к взрыву, в результате которого образуется вода. Это тип взрывчатки, которая приводит в действие поршневой двигатель, переоборудованный для работы на водороде. Я сделал установку для гидролиза воды в пробирке много лет назад, и когда я поджег ее от искры, меня ждал большой сюрприз. К счастью, пробирка оторвалась от резиновой пробки и не взорвалась. С такими количествами я закрываюсь, чтобы подумать, что может случиться.

Если вы хотите генерировать отдельные водород и кислород, просто собирайте газ, выходящий из каждого электрода отдельно. Проблема, которую вы увидите, заключается в том, что вода сама по себе не очень проводящая, поэтому чем дальше электроды, тем меньший ток вы можете подать в систему, тем медленнее она идет. Таким образом, вы обычно добавляете что-то, что ионизирует, чтобы увеличить проводимость, но вы должны быть осторожны с тем, что вы добавляете, так как такие вещества, как соль, будут реагировать с образованием газообразного хлора и гидроксида натрия. Серная кислота является распространенным выбором, поскольку она не вступает в реакцию, и именно поэтому обычные автомобильные батареи старой школы выделяют водород и кислород, когда они полностью заряжены и напряжение растет. Будьте осторожны с этим и прочитайте об этом, прежде чем делать это.

Люди, которые производят сепараторы водорода для автомобилей, указывают определенную SS… возможно, версию с низким содержанием хрома? Я не помню, какой именно. Они выделяют O2. Водород не добавляет столько энергии, но способствует лучшему сгоранию газа.

Здесь я не химик… но я понимаю, что вследствие использования нержавеющей стали реакция на аноде также приводит к образованию шестивалентного хрома… который токсичен и канцерогенен, вреден для глаз, кожи и легких.

Возможно, стоит подтвердить или опровергнуть эту информацию перед репликацией сборки.

Надеюсь, никто не подаст на вас в суд за отсутствие заявления об отказе от ответственности. Добавить один?

Какое вещество лучше, если оно не токсично

Зачем такая сложная штука с шайбами?

Почему бы не просто Steel Wool?

Когда я был ребенком, мы наполняли воздушный шар из пустой бутылки щелочным мылом и полосками алюминиевой фольги… Затем смотрели, как он уплывает, или зажигали его и намокали.

Плохой заголовок. Должно быть «Легко взрывоопасный генератор водорода + кислород».

«Мы просто не могли придумать вескую причину, по которой нам нужен взрывоопасный газ на праздники».

В яблочко. Какой в этом смысл, тем более, что он и так уже использует гидроксид калия? Просто добавьте алюминиевую фольгу. Presto, JUST H2 без проблем с ядовитым соединением хрома.

Мы с другом сделали это в старшей школе, используя стеклянный кувшин на галлон, резиновые пробки, стеклянную трубку через пробки, хирургическую трубку, протянутую через заполненный водой желоб для конденсата (реакция сильно экзотермична и производит пар, который необходимо конденсировать), и бутылка водосборного резервуара после корыта (давление от кувшина H2 вытолкнуло его из трубки туда).

Мы наполнили латексные шары для вечеринок прикрепленными, заклеенными скотчем пакетами для сэндвичей (самого дешевого/легкого типа, без застежки-молнии), содержащими анкету-открытку (где вы это нашли, когда, что привлекло ваше внимание и т. д.), и разместили их в нашем родной штат Иллинойс. Мы вернули несколько из них, большинство из одного или трех штатов, но один был найден на берегу Нью-Джерси, так что, вероятно, он добрался до Атлантики и был выброшен на берег.

Мы ОЧЕНЬ опасались статического электричества и избегали смеси O2 H2. Пленка H2, просачивающаяся через латексный баллон, может воспламениться от искры. Кроме того, мы позволяем воздуху из кувшина полностью замениться H2 перед заполнением баллона при запуске реакции. Также использовалась защита глаз и рук от сильно едкого гидроксида калия. Брызги в глаза было бы очень плохо…

В день любительского поля мы наполнили излишки 8-футового метеозонда до 4 футов в диаметре, чтобы поднять вертикальную антенну из тонкого провода толщиной 1 м на 4/80 длины волны, но работали из загородного дома моего друга. Мы сделали все это поколение H2 в их гараже.

Я видел это видео по телевизору с женой в комнате. Как только это произошло, первое, что я сказал, было, вряд ли он попытается поджечь это. Она не ответила и не сделала никакого выражения лица, показывая, что она чем-то заинтересована. Угадайте, что случилось, я был прав, и она все еще продолжала не обращать внимания и спросила, можем ли мы включить что-нибудь еще.

Использование алюминия и воды для производства чистого водородного топлива — когда и где это необходимо

Лорин Меруэ, доктор философии 20 года (на фото), и профессора Дуглас П. Харт и Томас В. Игар систематически изучали, как генерировать водород путем соединения алюминия с водой. Их результаты показывают, что, выбрав определенный алюминиевый сплав из кучи отходов и предприняв несколько шагов по его модификации, пользователь может создать поток водорода, необходимый для конкретного практического применения. Кредит: Реза Миршекари

Исследователи Массачусетского технологического института разработали практические рекомендации по производству водорода с использованием алюминиевого лома и воды. Во-первых, они получили специально изготовленные образцы чистого алюминия и алюминиевых сплавов, предназначенные для воспроизведения типов алюминиевого лома, которые обычно можно получить из источников вторичной переработки. Затем они продемонстрировали способы обработки образцов, чтобы на поверхности всех алюминиевых «зерен», из которых состоит твердое вещество, не оставалось отложений на протяжении всей реакции. Затем они показали, что могут «настроить» выход водорода, начав с чистого алюминия или определенных сплавов и манипулируя размером внутренних алюминиевых зерен. Такая настройка может быть использована для удовлетворения потребностей, например, в коротких вспышках водорода или в более низких и более продолжительных потоках. Работа подтверждает, что в сочетании с водой алюминий может обеспечить высокую плотность энергии, легко транспортируемый, гибкий источник водорода, который может служить безуглеродной заменой ископаемого топлива.

Поскольку мир работает над отказом от ископаемого топлива, многие исследователи изучают, может ли чистое водородное топливо играть расширенную роль в различных секторах, от транспорта и промышленности до зданий и производства электроэнергии. Его можно использовать в транспортных средствах на топливных элементах, тепловых котлах, газовых турбинах, вырабатывающих электроэнергию, системах хранения возобновляемой энергии и многом другом.

Но хотя использование водорода не приводит к выбросам углерода, в отличие от его производства. Сегодня почти весь водород производится с использованием процессов, основанных на ископаемом топливе, которые вместе производят более 2% всех глобальных выбросов парниковых газов. Кроме того, водород часто производится в одном месте, а потребляется в другом, что означает, что его использование также сопряжено с логистическими проблемами.

Многообещающая реакция

Другой вариант получения водорода исходит, возможно, из неожиданного источника: реакции алюминия с водой. Металлический алюминий легко реагирует с водой при комнатной температуре с образованием гидроксида алюминия и водорода. Эта реакция обычно не происходит, потому что слой оксида алюминия естественным образом покрывает необработанный металл, предотвращая его прямой контакт с водой.

Использование реакции алюминий-вода для получения водорода не приводит к выбросам парниковых газов и обещает решить проблему транспортировки в любом месте с доступной водой. Просто переместите алюминий, а затем проведите реакцию с водой на месте. «По сути, алюминий становится механизмом хранения водорода — и очень эффективным», — говорит Дуглас П. Харт, профессор машиностроения. «Используя алюминий в качестве источника, мы можем «хранить» водород с плотностью в 10 раз большей, чем если бы мы просто хранили его в виде сжатого газа».

Две проблемы не позволяют использовать алюминий в качестве безопасного и экономичного источника для производства водорода. Первая проблема заключается в обеспечении того, чтобы алюминиевая поверхность была чистой и доступной для реакции с водой. С этой целью практическая система должна включать средства, сначала модифицирующие оксидный слой, а затем предотвращающие его повторное формирование по мере протекания реакции.

Вторая проблема заключается в том, что добыча и производство чистого алюминия энергоемки, поэтому любой практический подход требует использования лома алюминия из различных источников. Но алюминиевый лом – не самый простой исходный материал. Обычно он встречается в легированной форме, что означает, что он содержит другие элементы, которые добавляются для изменения свойств или характеристик алюминия для различных целей. Например, добавление магния увеличивает прочность и коррозионную стойкость, добавление кремния снижает температуру плавления, а добавление небольшого количества того и другого делает сплав умеренно прочным и устойчивым к коррозии.

Несмотря на значительные исследования алюминия как источника водорода, остаются два ключевых вопроса: как лучше всего предотвратить прилипание оксидного слоя к поверхности алюминия и как легирующие элементы в куске алюминиевого лома влияют на общее количество водорода? генерируется и скорость, с которой он генерируется?

«Если мы собираемся использовать алюминиевый лом для производства водорода в практических целях, мы должны быть в состоянии лучше предсказать, какие характеристики образования водорода мы будем наблюдать в результате реакции алюминия с водой», — говорит Лорин Меруэ, доктор философии 20 года. машиностроения.

Поскольку основные этапы реакции изучены недостаточно, трудно предсказать скорость и объем образования водорода из алюминиевого лома, который может содержать различные типы и концентрации легирующих элементов. Итак, Харт, Меруэ и Томас У. Игар, SB ’72, ScD ’75, профессор кафедры материаловедения и инженерного менеджмента на факультете материаловедения и инженерии, решили систематически изучить влияние этих легирующих элементов. о реакции алюминия с водой и о перспективной методике предотвращения образования мешающего оксидного слоя.

Для подготовки эксперты из Novelis Inc. (Спокан, Вашингтон) изготовили образцы чистого алюминия и специальных алюминиевых сплавов, изготовленных из технически чистого алюминия в сочетании либо с 0.6% кремния (по весу), либо с 1.0% магния, либо с обоими составами. характерны для лома алюминия из различных источников. Используя эти образцы, исследователи Массачусетского технологического института провели серию тестов для изучения различных аспектов реакции алюминия с водой.

Предварительная обработка алюминия

Первым шагом была демонстрация эффективного средства проникновения через оксидный слой, образующийся на алюминии на воздухе. Твердый алюминий состоит из крошечных зерен, которые упакованы вместе со случайными границами, где они не совпадают идеально. Чтобы максимизировать производство водорода, исследователям необходимо предотвратить образование оксидного слоя на всех внутренних поверхностях зерен.

Исследовательские группы уже опробовали различные способы «активации» алюминиевых зерен для реакции с водой. Некоторые измельчают образцы металлолома на настолько мелкие частицы, что оксидный слой не прилипает. А вот алюминиевые порошки опасны, так как могут вступить в реакцию с влагой и взорваться. Другой подход требует измельчения образцов лома и добавления жидких металлов для предотвращения осаждения оксидов. Но шлифование – это дорогостоящий и энергоемкий процесс.

Читайте также:

11 лучших мини-сковородок для блинов

По мнению Харта, Меруэ и Игара, наиболее многообещающий подход, впервые предложенный Джонатаном Слокамом, доктором философии ’18, когда он работал в исследовательской группе Харта, заключался в предварительной обработке твердого алюминия путем нанесения сверху жидких металлов и возможности их проникновения через границы зерен. , как показано на диаграмме ниже.

Предотвращение образования оксидного покрытия Чтобы запустить реакцию образования водорода, исследователи должны сначала разрушить естественное оксидное покрытие, которое находится на поверхности алюминия, а затем убедиться, что оно не образуется повторно при реакции алюминия и воды. С этой целью они окрашивают поверхность твердого тела тщательно подобранной смесью жидкого металла комнатной температуры. Смесь изначально смачивает поверхность; но со временем он проникает через границы зерен и достигает внутренних поверхностей зерен, как показано выше.

Чтобы определить эффективность этого подхода, исследователям необходимо было подтвердить, что жидкие металлы достигают внутренних поверхностей зерен, как с присутствием легирующих элементов, так и без них. И им нужно было установить, сколько времени потребуется, чтобы жидкий металл покрыл все зерна чистого алюминия и его сплавов.

Они начали с объединения двух металлов — галлия и индия — в определенных пропорциях, чтобы создать «эвтектическую» смесь, то есть смесь, которая оставалась бы в жидкой форме при комнатной температуре. Они покрыли свои образцы эвтектикой и позволили ей проникнуть в течение периода времени от 48 до 96 часов. Затем они подвергали образцы воздействию воды и контролировали выход водорода (количество образовавшегося) и скорость потока в течение 250 минут. Через 48 часов они также сделали изображения с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) с большим увеличением, чтобы увидеть границы между соседними зернами алюминия.

Основываясь на измерениях выхода водорода и изображениях СЭМ, команда Массачусетского технологического института пришла к выводу, что эвтектика галлия-индия естественным образом проникает и достигает внутренних поверхностей зерен. Однако скорость и степень проникновения варьируются в зависимости от сплава. Скорость проникновения в образцах алюминия, легированного кремнием, была такой же, как и в образцах чистого алюминия, но ниже в образцах, легированных магнием.

Возможно, наиболее интересными были результаты для образцов, легированных как кремнием, так и магнием — алюминиевым сплавом, который часто встречается в рециркуляционных потоках. Кремний и магний химически связываются с образованием силицида магния, который образуется в виде твердых отложений на внутренней поверхности зерна. Меруэх предположил, что, когда в алюминиевом ломе присутствуют и кремний, и магний, эти отложения могут действовать как барьеры, препятствующие протеканию эвтектики галлий-индий.

Эксперименты и изображения подтвердили ее гипотезу: твердые отложения действительно действовали как барьеры, а изображения образцов, предварительно обработанных в течение 48 часов, показали, что проникновение не было полным. Очевидно, что длительный период предварительной обработки будет иметь решающее значение для максимизации выхода водорода из алюминиевых отходов, содержащих как кремний, так и магний.

Меруэ указывает на несколько преимуществ используемого ими процесса. «Вам не нужно применять какую-либо энергию, чтобы эвтектика галлия-индия воздействовала на алюминий и избавлялась от этого оксидного слоя», — говорит она. «После того как вы активировали алюминий, вы можете бросить его в воду, и он будет генерировать водород — никаких затрат энергии не требуется». Более того, эвтектика не вступает в химическую реакцию с алюминием. «Он просто физически перемещается между зернами», — говорит она. «В конце процесса я мог восстановить весь вложенный галлий и индий и использовать их снова» — ценная особенность, поскольку галлий и (особенно) индий дороги и относительно дефицитны.

Влияние легирующих элементов на образование водорода

Затем исследователи исследовали, как присутствие легирующих элементов влияет на образование водорода. Они испытали образцы, обработанные эвтектикой в течение 96 часов; к тому времени выход водорода и скорость потока выровнялись во всех образцах. На рисунках ниже показано влияние на общий выход водорода (слева) и скорость потока (справа) с течением времени.

Влияние легирующих элементов на образование водорода На приведенных выше рисунках показано влияние легирующих элементов, обычно встречающихся в алюминиевом ломе, на выход водорода (слева) и на скорость образования водорода (справа). Результаты показывают, что выход водорода можно настроить в соответствии с потребностями конкретного применения. Отметим, что перед экспериментами все образцы были предварительно обработаны эвтектикой в течение 96 часов.

Как видно на рисунке слева, присутствие 0.6 % кремния (красная кривая) увеличивает выход водорода для данной массы алюминия на 20 % по сравнению с чистым алюминием (черная) — даже несмотря на то, что кремнийсодержащий образец содержал меньше алюминия, чем образец чистого алюминия. Напротив, присутствие 1.0% магния (темно-синий) дает гораздо меньше водорода, а добавление кремния и магния (светло-синий) повышает выход, но не до уровня чистого алюминия.

На правом рисунке показано, что присутствие кремния также значительно ускоряет скорость реакции, вызывая гораздо более высокий пик скорости потока, но сокращая продолжительность выхода водорода. Присутствие магния приводило к более низкой скорости потока, но позволяло выходу водорода оставаться довольно стабильным с течением времени. И снова алюминий с обоими легирующими элементами давал скорость потока между легированным магнием и чистым алюминием.

Эти результаты дают практическое руководство о том, как отрегулировать выход водорода в соответствии с рабочими потребностями устройства, потребляющего водород. Если исходным материалом является технически чистый алюминий, добавление небольшого количества тщательно подобранных легирующих элементов может регулировать выход водорода и скорость потока. Если исходным материалом является алюминиевый лом, ключевым фактором может быть тщательный выбор источника. Для мощных кратковременных всплесков водорода хорошо подойдут куски кремнийсодержащего алюминия со свалки автомобилей. Для более низких, но более длинных потоков лучше использовать содержащие магний отходы от каркаса снесенного здания. Для результатов где-то посередине хорошо подойдет алюминий, содержащий как кремний, так и магний; такой материал в изобилии доступен из списанных автомобилей и мотоциклов, яхт, велосипедных рам и даже чехлов для смартфонов.

Также должна быть возможность комбинировать обрезки различных алюминиевых сплавов, чтобы добиться желаемого результата, отмечает Меруэ. «Если у меня есть образец активированного алюминия, который содержит только кремний, и другой образец, содержащий только магний, я могу поместить их оба в контейнер с водой и дать им прореагировать», — говорит она. «Таким образом, я получаю быстрый рост производства водорода из кремния, а затем магний вступает во владение и имеет такой стабильный выход».

Еще одна возможность для настройки: уменьшение размера зерна

Другим практическим способом повлиять на производство водорода может быть уменьшение размера алюминиевых зерен — изменение, которое должно увеличить общую площадь поверхности, доступную для протекания реакций.

Чтобы изучить этот подход, исследователи запросили у своего поставщика специально изготовленные образцы. Используя стандартные промышленные процедуры, специалисты Novelis сначала пропускали каждый образец через два ролика, сжимая его сверху и снизу, чтобы внутренние зерна были сплющены. Затем они нагревали каждый образец до тех пор, пока длинные плоские зерна не реорганизовались и не сжались до заданного размера.

На рисунках ниже представлены результаты уменьшения размера зерна. На левом рисунке показано изменение эффективности реакции, определяемой как количество водорода, образующегося на грамм алюминия, в процентах от теоретического максимума. Кривые отображают результаты, рассчитанные с использованием широко распространенного уравнения, связывающего предел текучести с размером зерна. На правом рисунке показано изменение продолжительности реакции. Как показывают рисунки, уменьшение размера зерна повышало эффективность и уменьшало продолжительность реакции в разной степени в разных образцах.

Влияние уменьшения размера зерна на два показателя На левом рисунке вверху показано изменение эффективности реакции, рассчитанное как выход на грамм алюминия в процентах от теоретического максимума. На правом рисунке показана продолжительность реакции в минутах. Опять же, присутствие определенных легирующих элементов оказывает большое влияние на влияние уменьшения размера зерна.

Требуется: пересмотренная теория, объясняющая наблюдения

В ходе своих экспериментов исследователи столкнулись с некоторыми неожиданными результатами. Например, стандартная теория коррозии предсказывает, что чистый алюминий будет генерировать больше водорода, чем алюминий, легированный кремнием, — противоположное тому, что они наблюдали в своих экспериментах.

Чтобы пролить свет на лежащие в основе химические реакции, Харт, Меруэ и Игар исследовали «поток» водорода, то есть объем водорода, образующийся с течением времени на каждом квадратном сантиметре поверхности алюминия, включая внутренние зерна. Они изучили три размера зерна для каждого из четырех составов и собрали тысячи точек данных, измеряющих поток водорода.

Их результаты показывают, что уменьшение размера зерна оказывает значительное влияние. Он увеличивает пиковый поток водорода из алюминия, легированного кремнием, в 100 раз, а из трех других составов — в 10 раз. Как для чистого алюминия, так и для алюминия, содержащего кремний, уменьшение размера зерна также уменьшает задержку перед пиковым потоком и увеличивает скорость последующего снижения. В магнийсодержащем алюминии уменьшение размера зерна приводит к увеличению пикового потока водорода и приводит к несколько более быстрому снижению скорости выхода водорода. При наличии как кремния, так и магния поток водорода с течением времени напоминает поток алюминия, содержащего магний, когда размер зерна не изменяется. Когда размер зерна уменьшается, характеристики выхода водорода начинают напоминать поведение, наблюдаемое в кремнийсодержащем алюминии. Этот результат был неожиданным, потому что, когда одновременно присутствуют кремний и магний, они реагируют с образованием силицида магния, в результате чего получается новый тип алюминиевого сплава со своими свойствами.

Исследователи подчеркивают преимущества лучшего фундаментального понимания лежащих в основе химических реакций. В дополнение к руководству по проектированию практических систем, это могло бы помочь им найти замену дорогому индию в их смеси для предварительной обработки. Другая работа показала, что галлий естественным образом проникает через границы зерен алюминия. «На данный момент мы знаем, что индий в нашей эвтектике важен, но мы не очень понимаем, что он делает, поэтому мы не знаем, как его заменить», — говорит Харт.

Но Харт, Меруэ и Игар уже продемонстрировали два практических способа регулирования скорости водородной реакции: добавлением определенных элементов к алюминию и изменением размера внутренних алюминиевых зерен. В сочетании эти подходы могут дать значительные результаты. «Если перейти от магнийсодержащего алюминия с наибольшим размером зерна к кремнийсодержащему алюминию с наименьшим размером зерна, вы получите скорость водородной реакции, которая отличается на два порядка», — говорит Меруэ. «Это очень важно, если вы пытаетесь спроектировать реальную систему, которая будет использовать эту реакцию».

Это исследование было поддержано в рамках Инициативы Массачусетского технологического института энергетической инициативой ExxonMobil-MIT Energy Fellowships, присужденной Лорин Меруэ, доктору философии ’20, с 2018 по 2020 год. дешевое производство зеленого водорода. Дополнительную информацию об исследовании можно найти в:

Л. Меруэ, Т.В. Игар и Д.П. Харт. «Влияние легирования Mg и Si на образование водорода путем восстановления алюминиевых сплавов в воде». Материалы ACS Applied Energy, том. 3, нет. 2, стр. 1860–1868, 2020. Онлайн: doi.org/10.1021/acsaem.9b02300.

Л. Меруэ, Л. Нил, Т. В. Игар и Д. П. Харт. «Использование влияния размера зерна на водород, образующийся в результате реакций легированного алюминия и воды, обеспечиваемых жидким металлом». Материалы ACS Applied Energy, декабрь 2020 г. Онлайн: doi.org/10.1021/acsaem.0c02175.

Эта статья опубликована в весеннем выпуске журнала за 2021 г. Фьючерсы на энергию.