Un tempo, con l'aiuto dell'elettrolisi dei sali fusi, era possibile per la prima volta isolare potassio puro, sodio e molti altri metalli.

Oggi, questo processo viene utilizzato anche nella vita di tutti i giorni, per l'"estrazione" dell'idrogeno dall'acqua. La tecnologia è più che conveniente, perché un dispositivo di elettrolisi dell'acqua è solo un contenitore con una soluzione di soda in cui sono immersi gli elettrodi.

Gli elettrodi sono delle lamine quadre ricavate da acciaio zincato o, meglio, da acciaio inox grado 03X16H15M3 (AISI 316L). L'acciaio ordinario sarà molto rapidamente "mangiato" dalla corrosione elettrochimica.

Dopo aver praticato un foro nella parete del contenitore con un coltello, è necessario installare due filtri grossolani su di esso: "collettori di fango" (il secondo nome è un filtro obliquo) o sono adatti i filtri delle lavatrici.

Successivamente, vengono installati una tavola spessa 2,3 mm e un tubo a bolle.

La realizzazione dell'elettrolizzatore si completa con l'installazione di un ugello con serranda posta a lato della scheda.

Dispositivo contenitore superiore

Gli elettrodi sono costituiti da una lamiera di acciaio inossidabile di 50x50 cm, che deve essere tagliata con una smerigliatrice in 16 quadrati uguali. Viene tagliato un angolo di ciascuna piastra e nell'opposto viene praticato un foro per il bullone M6.

Uno per uno, gli elettrodi vengono inseriti su un bullone e gli isolanti per essi vengono tagliati da un tubo di gomma o silicone. In alternativa, puoi usare un tubo dal livello dell'acqua.

Il contenitore viene fissato con i raccordi e solo dopo vengono installati il ​​tubo a bolle e gli elettrodi con terminali.

Modello contenitore inferiore

In questa versione, l'assemblaggio del dispositivo inizia con una base in acciaio, le cui dimensioni devono corrispondere alle dimensioni del contenitore. Quindi, installa la scheda e il tubo. L'installazione di filtri in questa modifica non è richiesta.

Quindi è necessario fissare l'otturatore al pannello inferiore con viti da 6 mm.

L'installazione dell'ugello avviene tramite un raccordo. Se, tuttavia, si decide di installare filtri, è necessario utilizzare clip di plastica sulle guarnizioni in gomma per fissarli.

Dispositivo finito

Lo spessore degli isolanti tra le piastre degli elettrodi deve essere di 1 mm. Con un tale divario, la forza della corrente sarà sufficiente per un'elettrolisi di alta qualità, allo stesso tempo, le bolle di gas possono facilmente staccarsi dagli elettrodi.

Le piastre sono collegate a loro volta ai poli della fonte di alimentazione, ad esempio la prima piastra - al "più", la seconda - al "meno", ecc.

Dispositivo con due valvole

Il processo di fabbricazione di un modello di elettrolizzatore a 2 valvole non è particolarmente difficile. Come nella versione precedente, il montaggio dovrebbe iniziare con la preparazione della base. È costituito da una lamiera d'acciaio grezza, che deve essere tagliata in base alle dimensioni del contenitore.

La scheda è saldamente fissata alla base (usiamo viti M6), dopodiché è possibile installare un tubo gorgogliante con un diametro di almeno 33 mm. Dopo aver raccolto un otturatore sul dispositivo, è possibile procedere con l'installazione delle valvole.

Contenitore di plastica

Il primo è installato sulla base del tubo, per il quale è necessario fissare il raccordo in questo luogo. La connessione è sigillata con un anello di bloccaggio, dopo di che viene installata un'altra piastra: sarà necessaria per fissare l'otturatore.

La seconda valvola deve essere montata sul tubo con una distanza di 20 mm dal bordo.

Con l'avvento del sistema di riscaldamento dell'acqua, il sistema ad aria ha immeritatamente perso la sua popolarità, ma ora sta guadagnando slancio. - raccomandazioni per la progettazione e l'installazione.

Imparerai tutto sulla produzione e l'uso di una fornace miracolosa sul carburante diesel.

E in questo argomento analizzeremo i tipi di contatori di calore per un appartamento. Classificazione, caratteristiche del design, prezzi dei dispositivi.

Modelli a tre valvole

Questa modifica differisce non solo per il numero di valvole, ma anche per il fatto che la base deve essere particolarmente forte. Viene utilizzato lo stesso acciaio inossidabile, ma di spessore maggiore.

Il luogo per l'installazione della valvola n. 1 deve essere scelto sul tubo di ingresso (è collegato direttamente al contenitore). Successivamente, la piastra superiore e il secondo tubo a bolle devono essere fissati. La valvola numero 2 è installata all'estremità di questo tubo.

Quando si installa la seconda valvola, il raccordo deve essere fissato con una rigidità sufficiente. Avrai anche bisogno di un anello di bloccaggio.

Versione pronta del bruciatore a idrogeno

La fase successiva è la fabbricazione e l'installazione dell'otturatore, dopo di che la valvola n. 3 viene avvitata al tubo. Con l'ausilio di prigionieri, deve essere collegato all'ugello, mentre l'isolamento deve essere fornito mediante guarnizioni in gomma.

L'acqua pura (distillata) è un dielettrico e affinché l'elettrolizzatore funzioni con una produttività sufficiente, deve essere trasformato in una soluzione.

Le migliori prestazioni non sono dimostrate dalle soluzioni saline, ma da soluzioni alcaline. Per prepararli, puoi aggiungere all'acqua del bicarbonato di sodio o della soda caustica. Sono adatti anche alcuni prodotti chimici domestici, ad esempio "Mr. Muscle" o "Mole".

Dispositivo con scheda zincata

Una versione molto comune dell'elettrolizzatore, utilizzato principalmente negli impianti di riscaldamento.

Dopo aver raccolto la base e il contenitore, collegano le tavole con viti (ne servono 4). Quindi una guarnizione isolante viene installata sulla parte superiore del dispositivo.

Le pareti del contenitore non devono essere elettricamente conduttive, cioè in metallo. Se è necessario rendere il contenitore estremamente resistente, è necessario prendere un contenitore di plastica e posizionarlo in un guscio di metallo della stessa dimensione.

Resta da avvitare il contenitore con prigionieri alla base e installare l'otturatore con i terminali.

Modello con plexiglas

L'assemblaggio di una cella elettrolitica utilizzando grezzi di vetro organico non può essere definito un compito semplice: questo materiale è piuttosto difficile da lavorare.

Le difficoltà possono anche essere in agguato nella fase di trovare un contenitore di dimensioni adeguate.

Negli angoli della tavola viene praticato un foro, dopo di che vengono montate le piastre. Il passo tra loro dovrebbe essere di 15 mm.

Il prossimo passo è installare l'otturatore. Come in altre modifiche, è necessario utilizzare guarnizioni in gomma. Tieni solo a mente che in questo design il loro spessore non dovrebbe essere superiore a 2 mm.

Modello su elettrodi

Nonostante il nome leggermente allarmante, questa modifica dell'elettrolizzatore è anche abbastanza conveniente per l'autoproduzione. Questa volta, il montaggio del dispositivo parte dal basso, rafforzando l'otturatore su una solida base in acciaio. Il contenitore con l'elettrolito, come in una delle opzioni sopra descritte, è posizionato sopra.

Dopo l'otturatore, procedere all'installazione del tubo. Se le dimensioni del contenitore lo consentono, può essere dotato di due filtri.

• il foglio non tocca il contenitore;
• la distanza tra esso (foglio) e le viti di fissaggio deve essere di 20 mm.

Con questa versione del generatore di idrogeno, gli elettrodi devono essere fissati al gate, posizionando i terminali sull'altro lato di esso.

L'uso di guarnizioni in plastica

La possibilità di realizzare un elettrolizzatore con guarnizioni in polimero consente l'utilizzo di un contenitore in alluminio anziché in plastica. Grazie alle guarnizioni, sarà isolato in modo sicuro.

Quando tagli le guarnizioni dalla plastica (avrai bisogno di 4 pezzi), devi dare loro la forma di rettangoli. Sono posati agli angoli della base, fornendo uno spazio di 2 mm.

Ora puoi iniziare a installare il contenitore. Per fare ciò, è necessario un altro foglio in cui sono praticati 4 fori. Il loro diametro deve corrispondere al diametro esterno della filettatura M6: è con queste viti che verrà avvitato il contenitore.

Le pareti di un contenitore in alluminio sono più rigide di quelle di un contenitore in plastica, quindi per un fissaggio più sicuro è opportuno posizionare delle rondelle di gomma sotto le teste delle viti.

Rimane la fase finale: l'installazione dell'otturatore e dei terminali.

Modello per due terminali di contatto

Fissare un contenitore di plastica a una base in lamiera di acciaio o alluminio utilizzando cilindri o viti. Successivamente, è necessario installare l'otturatore.

In questa modifica viene utilizzato un ugello ad ago con un diametro di 3 mm o poco più. Deve essere installato al suo posto collegandolo al contenitore.

Ora, con l'aiuto dei conduttori, è necessario collegare i terminali direttamente alla scheda inferiore.

Il tubo è montato come ultimo elemento e il punto in cui è collegato al contenitore deve essere sigillato con un anello di bloccaggio.

I filtri possono essere presi in prestito da lavatrici rotte oppure è possibile installare normali "collettori di fango".

Dovrai anche fissare due valvole sul mandrino.

L'elettrificazione domestica è una fase importante nella sistemazione di un nuovo edificio. – consigli di elettricisti professionisti.

Imparerai come realizzare un semplice accumulatore di calore con le tue mani. Oltre a collegare e configurare il sistema.

Rappresentazione schematica

Una descrizione schematica della reazione di elettrolisi non richiederà più di due righe: gli ioni di idrogeno caricati positivamente si precipitano all'elettrodo caricato negativamente e gli ioni di ossigeno caricati negativamente a quello positivo. Perché è necessario utilizzare una soluzione elettrolitica al posto dell'acqua pura? Il fatto è che per rompere la molecola d'acqua è necessario un campo elettrico sufficientemente potente.

Il sale o l'alcali svolgono chimicamente una parte significativa di questo lavoro: un atomo di metallo con una carica positiva attrae gruppi idrossilici carichi negativamente OH e un residuo alcalino o acido con una carica negativa attrae ioni idrogeno positivi H. Pertanto, il campo elettrico può solo tirare a parte gli ioni agli elettrodi.

Schema dell'elettrolizzatore

L'elettrolisi funziona meglio in una soluzione di soda, una parte della quale è diluita in quaranta parti di acqua.

Il miglior materiale per gli elettrodi, come già accennato, è l'acciaio inossidabile, ma l'oro è più adatto per realizzare piastre. Maggiore è la loro area e maggiore è la forza attuale, più gas verrà rilasciato.

Le guarnizioni possono essere realizzate con una varietà di materiali non conduttivi, ma il cloruro di polivinile (PVC) è più adatto per questo ruolo.

Conclusione

L'elettrolizzatore può essere utilizzato efficacemente non solo nell'industria, ma anche nella vita di tutti i giorni.

L'idrogeno che produce può essere trasformato in combustibile per cucinare, oppure arricchito con una miscela aria-benzina, aumentando la potenza dei motori delle automobili.

Nonostante la semplicità del dispositivo di base del dispositivo, gli artigiani hanno imparato a realizzare alcune delle sue varietà: il lettore può realizzarne una qualsiasi con le proprie mani.

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L'elettrolisi è ampiamente utilizzata nel settore manifatturiero, ad esempio, per la produzione di alluminio (macchine ad anodo cotto RA-300, RA-400, RA-550, ecc.) o cloro (impianti industriali di Asahi Kasei). Nella vita di tutti i giorni, questo processo elettrochimico è stato utilizzato molto meno frequentemente, come l'elettrolizzatore per piscina Intellichlor o la saldatrice al plasma Star 7000. L'aumento dei costi del carburante, delle tariffe del gas e del riscaldamento ha cambiato radicalmente la situazione, rendendo l'idea dell'elettrolisi dell'acqua a casa popolare. Considera quali sono i dispositivi per dividere l'acqua (elettrolizzatori) e qual è il loro design, nonché come realizzare un semplice dispositivo con le tue mani.

Che cos'è un elettrolizzatore, sue caratteristiche e applicazione

Questo è il nome di un dispositivo per il processo elettrochimico con lo stesso nome, che richiede una fonte di alimentazione esterna. Strutturalmente, questo apparato è un bagno riempito di elettrolita, in cui sono posti due o più elettrodi.

La caratteristica principale di tali dispositivi è la produttività, spesso questo parametro è indicato nel nome del modello, ad esempio negli impianti di elettrolisi stazionari SEU-10, SEU-20, SEU-40, MBE-125 (elettrolizzatori a blocco di membrana), ecc. . In questi casi le cifre indicano la produzione di idrogeno (m 3 /h).

Per quanto riguarda le restanti caratteristiche, dipendono dal tipo specifico di dispositivo e dall'ambito di applicazione, ad esempio, quando viene eseguita l'elettrolisi dell'acqua, i seguenti parametri influiscono sull'efficienza dell'impianto:

Quindi, applicando 14 volt alle uscite, otterremo 2 volt su ciascuna cella, mentre le piastre su ciascun lato avranno potenziali diversi. Gli elettrolizzatori che utilizzano un sistema di connessione a piastre simile sono chiamati elettrolizzatori a secco.

1. La distanza tra le piastre (tra il catodo e lo spazio anodico), minore è, minore sarà la resistenza e, quindi, più corrente passerà attraverso la soluzione elettrolitica, il che comporterà un aumento della produzione di gas.
2. Le dimensioni della piastra (ovvero l'area degli elettrodi) sono direttamente proporzionali alla corrente che scorre attraverso l'elettrolita, il che significa che influiscono anche sulle prestazioni.
3. Concentrazione elettrolitica e suo bilancio termico.
4. Caratteristiche del materiale utilizzato per realizzare gli elettrodi (l'oro è un materiale ideale, ma troppo costoso, quindi l'acciaio inossidabile viene utilizzato nei circuiti fatti in casa).
5. Applicazione di catalizzatori di processo, ecc.

Come accennato in precedenza, impianti di questo tipo possono essere utilizzati come generatori di idrogeno, per produrre cloro, alluminio o altre sostanze. Sono utilizzati anche come dispositivi per la purificazione e la disinfezione dell'acqua (UPEV, VGE), nonché per un'analisi comparativa della sua qualità (Tesp 001).

Siamo principalmente interessati ai dispositivi che producono il gas di Brown (idrogeno con ossigeno), poiché è questa miscela che ha tutte le prospettive per l'uso come vettore di energia alternativa o additivo per combustibili. Li considereremo un po 'più tardi, ma per ora passiamo al design e al principio di funzionamento dell'elettrolizzatore più semplice che scinde l'acqua in idrogeno e ossigeno.

Dispositivo e principio di funzionamento dettagliato

L'apparecchiatura per la produzione di gas detonante, per motivi di sicurezza, non implica il suo accumulo, ovvero la miscela di gas viene bruciata immediatamente dopo il ricevimento. Questo in qualche modo semplifica il design. Nella sezione precedente, abbiamo considerato i criteri principali che influenzano le prestazioni del dispositivo e impongono determinati requisiti di prestazione.

Il principio di funzionamento del dispositivo è mostrato in Figura 4, una sorgente di tensione costante è collegata a elettrodi immersi in una soluzione elettrolitica. Di conseguenza, una corrente inizia a attraversarlo, la cui tensione è superiore al punto di decomposizione delle molecole d'acqua.

Figura 4. Il progetto di una cella semplice

Come risultato di questo processo elettrochimico, il catodo rilascia idrogeno e l'anodo rilascia ossigeno, in un rapporto di 2 a 1.

Tipi di elettrolizzatori

Diamo una breve occhiata alle caratteristiche progettuali dei principali tipi di dispositivi di divisione dell'acqua.

Asciutto

Il progetto di un dispositivo di questo tipo è stato mostrato in Figura 2, la sua caratteristica è che manipolando il numero di celle, è possibile alimentare il dispositivo da una sorgente con una tensione notevolmente superiore al potenziale minimo dell'elettrodo.

Fluente

Una disposizione semplificata di dispositivi di questo tipo può essere trovata nella Figura 5. Come puoi vedere, il design include un bagno con elettrodi "A", completamente riempito con una soluzione e un serbatoio "D".

Figura 5. Costruzione di una cella a flusso

Il principio di funzionamento del dispositivo è il seguente:

• all'ingresso del processo elettrochimico, il gas, insieme all'elettrolita, viene spremuto nel contenitore "D" attraverso il tubo "B";
• nel serbatoio “D” vi è un separatore dalla soluzione elettrolitica del gas, che viene scaricato attraverso la valvola di scarico “C”;
• l'elettrolita ritorna nel bagno di idrolisi attraverso il tubo "E".

Membrana

La caratteristica principale di dispositivi di questo tipo è l'uso di un elettrolita solido (membrana) a base di un polimero. Il design di dispositivi di questo tipo può essere trovato nella Figura 6.

Figura 6. Elettrolizzatore a membrana

La caratteristica principale di tali dispositivi è il duplice scopo della membrana: essa non solo trasporta protoni e ioni, ma separa sia gli elettrodi che i prodotti del processo elettrochimico a livello fisico.

Diaframma

Nei casi in cui non è consentita la diffusione di prodotti di elettrolisi tra le camere degli elettrodi, viene utilizzato un diaframma poroso (che ha dato il nome a tali dispositivi). Il materiale può essere ceramica, amianto o vetro. In alcuni casi, è possibile utilizzare fibre polimeriche o lana di vetro per creare un tale diaframma. La Figura 7 mostra la versione più semplice di un dispositivo a membrana per processi elettrochimici.

Spiegazione:

1. uscita per l'ossigeno.
2. Borraccia a forma di U.
3. Uscita per idrogeno.
4. Anodo.
5. catodo.
6. Diaframma.

alcalino

Il processo elettrochimico non è possibile in acqua distillata; come catalizzatore viene utilizzata una soluzione alcalina concentrata (l'uso del sale è indesiderabile, poiché viene rilasciato cloro). Sulla base di ciò, la maggior parte dei dispositivi elettrochimici per la scissione dell'acqua può essere chiamata alcalina.

Nei forum tematici si consiglia di utilizzare idrossido di sodio (NaOH), che, a differenza del bicarbonato di sodio (NaHCO 3), non corrode l'elettrodo. Si noti che quest'ultimo ha due vantaggi significativi:

1. Puoi usare elettrodi di ferro.
2. Non vengono emesse sostanze nocive.

Ma uno svantaggio significativo nega tutti i vantaggi del bicarbonato di sodio come catalizzatore. La sua concentrazione in acqua non supera gli 80 grammi per litro. Ciò riduce la resistenza al gelo dell'elettrolita e la sua conduttività di corrente. Se il primo può essere ancora tollerato nella stagione calda, il secondo richiede un aumento dell'area delle piastre degli elettrodi, che a sua volta aumenta le dimensioni della struttura.

Elettrolizzatore per la produzione di idrogeno: disegni, diagramma

Considera come puoi realizzare un potente bruciatore a gas alimentato da una miscela di idrogeno e ossigeno. Un diagramma di tale dispositivo può essere visto nella Figura 8.

Riso. 8. Dispositivo bruciatore ad idrogeno

Spiegazione:

1. Ugello del bruciatore.
2. tubi di gomma.
3. Secondo blocco d'acqua.
4. Primo blocco d'acqua.
5. Anodo.
6. catodo.
7. Elettrodi.
8. Bagno elettrolizzatore.

La figura 9 mostra un diagramma schematico dell'alimentazione per l'elettrolizzatore del nostro bruciatore.

Riso. 9. Alimentazione bruciatore ad elettrolisi

Per un potente raddrizzatore, abbiamo bisogno delle seguenti parti:

• Transistori: VT1 - MP26B; VT2 - P308.
• Tiristori: VS1 - KU202N.
• Diodi: VD1-VD4 - D232; VD5 - D226B; VD6, VD7 - D814B.
• Condensatori: 0,5 uF.
• Resistenze variabili: R3 -22 kOhm.
• Resistori: R1 - 30 kOhm; R2 - 15 kOhm; R4 - 800 Ohm; R5 - 2,7 kOhm; R6 - 3 kOhm; R7 - 10 kOhm.
• PA1 - amperometro con scala di misura di almeno 20 A.

Una breve istruzione sui dettagli dell'elettrolizzatore.

Un bagno può essere fatto da una vecchia batteria. Le lastre devono essere tagliate 150x150 mm dal ferro per tetti (spessore lamiera 0,5 mm). Per funzionare con l'alimentatore di cui sopra, dovrai assemblare un elettrolizzatore per 81 celle. Il disegno in base al quale viene eseguita l'installazione è mostrato in Figura 10.

Riso. 10. Disegno di un elettrolizzatore per un bruciatore a idrogeno

Si noti che la manutenzione e la gestione di un tale dispositivo non causa difficoltà.

Elettrolizzatore fai-da-te per auto

Su Internet puoi trovare molti schemi di sistemi HHO, che, secondo gli autori, consentono di risparmiare dal 30% al 50% di carburante. Tali affermazioni sono eccessivamente ottimistiche e generalmente non sono supportate da alcuna prova. Un diagramma semplificato di tale sistema è mostrato in Figura 11.

Schema semplificato di un elettrolizzatore per un'auto

In teoria, un tale dispositivo dovrebbe ridurre il consumo di carburante a causa del suo completo esaurimento. Per fare ciò, la miscela di Brown viene immessa nel filtro dell'aria del sistema di alimentazione. Si tratta di idrogeno e ossigeno ottenuti da un elettrolizzatore alimentato dalla rete interna dell'auto, che aumenta il consumo di carburante. Circolo vizioso.

Naturalmente, è possibile utilizzare un circuito regolatore di corrente PWM, un alimentatore switching più efficiente o altri trucchi per ridurre il consumo di energia. A volte su Internet ci sono offerte per l'acquisto di un alimentatore a basso ampere per un elettrolizzatore, il che generalmente non ha senso, poiché le prestazioni del processo dipendono direttamente dalla forza attuale.

È come il sistema Kuznetsov, il cui attivatore d'acqua è perso e non c'è alcun brevetto, ecc. Nei video sopra, dove parlano degli innegabili vantaggi di tali sistemi, non ci sono praticamente argomenti motivati. Ciò non significa che l'idea non abbia diritto di esistere, ma i risparmi dichiarati sono "leggermente" esagerati.

Elettrolizzatore fai-da-te per il riscaldamento domestico

Realizzare un elettrolizzatore fatto in casa per riscaldare una casa al momento non ha senso, poiché il costo dell'idrogeno ottenuto dall'elettrolisi è molto più costoso del gas naturale o di altri vettori di calore.

Va inoltre tenuto presente che nessun metallo può resistere alla temperatura di combustione dell'idrogeno. È vero, esiste una soluzione brevettata da Stan Martin che ti consente di aggirare questo problema. È necessario prestare attenzione al punto chiave che ti consente di distinguere un'idea degna da un'ovvia sciocchezza. La differenza tra loro è che al primo viene concesso un brevetto e al secondo trova i suoi sostenitori su Internet.

Questa potrebbe essere la fine dell'articolo sugli elettrolizzatori domestici e industriali, ma ha senso fare una piccola panoramica delle aziende che producono questi dispositivi.

Panoramica dei produttori di elettrolizzatori

Elenchiamo produttori che producono celle a combustibile a base di elettrolizzatori, alcune aziende producono anche elettrodomestici: NEL Hydrogen (Norvegia, sul mercato dal 1927), Hydrogenics (Belgio), Teledyne Inc (USA), Uralkhimmash (Russia), RusAl (Russia, ha notevolmente migliorato la tecnologia Soderberg), RutTech (Russia).

L'elettrolisi è un fenomeno chimico-fisico di decomposizione di sostanze in componenti per mezzo di una corrente elettrica, ampiamente utilizzato per scopi industriali. Sulla base di questa reazione, vengono realizzati aggregati per la produzione, ad esempio, di cloro o metalli non ferrosi.

Il costante aumento dei prezzi delle risorse energetiche ha reso popolari gli impianti domestici di elettrolisi. Cosa sono questi disegni e come realizzarli a casa?

Informazioni generali sull'elettrolizzatore

Un impianto di elettrolisi è un dispositivo per l'elettrolisi che richiede una fonte di energia esterna, strutturalmente costituita da più elettrodi che vengono posti in un contenitore riempito di elettrolita. Inoltre, tale installazione può essere definita un dispositivo per dividere l'acqua.

In tali unità, il principale parametro tecnico è la produttività, che indica il volume di idrogeno prodotto all'ora e si misura in m³/h. Le unità fisse portano questo parametro nel nome del modello, ad esempio, l'unità a membrana SEU-40 produce 40 metri cubi all'ora. m di idrogeno.

Altre caratteristiche di tali dispositivi dipendono completamente dallo scopo previsto e dal tipo di installazione. Ad esempio, quando si esegue l'elettrolisi dell'acqua, l'efficienza dell'unità dipende dai seguenti parametri:

1. Il livello del potenziale dell'elettrodo più piccolo (tensione). Per il normale funzionamento dell'unità, questa caratteristica dovrebbe essere compresa tra 1,8 e 2 V per piastra. Se l'alimentatore ha una tensione di 14 V, ha senso dividere la capacità della cella elettrolitica con una soluzione elettrolitica in 7 celle per fogli. Tale installazione è chiamata cella a secco. Un valore più piccolo non avvierà l'elettrolisi e uno più grande aumenterà notevolmente il consumo di energia;

1. Minore è la distanza tra i componenti della piastra, minore sarà la resistenza che, al passaggio di una grande corrente, comporterà un aumento della produzione di una sostanza gassosa;
2. La superficie degli inserti ha un impatto diretto sulle prestazioni;
3. Bilancio termico e grado di concentrazione elettrolitica;
4. Materiale degli elementi dell'elettrodo. L'oro è un materiale costoso ma ideale per l'uso negli elettrolizzatori. A causa del suo costo elevato, viene spesso utilizzato l'acciaio inossidabile.

Importante! Nelle costruzioni di tipo diverso, i valori avranno parametri diversi.

Gli impianti di elettrolisi dell'acqua possono essere utilizzati anche per scopi quali la disinfezione, la purificazione e la valutazione della qualità dell'acqua.

Il principio di funzionamento e i tipi di elettrolizzatore

Il dispositivo più semplice ha elettrolizzatori che dividono l'acqua in ossigeno e idrogeno. Sono costituiti da un contenitore con un elettrolita in cui sono posti degli elettrodi collegati a una fonte di energia.

Il principio di funzionamento dell'impianto di elettrolisi è che la corrente elettrica che attraversa l'elettrolita abbia una tensione sufficiente a decomporre l'acqua in molecole. Il risultato del processo è che l'anodo rilascia una parte di ossigeno e il catodo produce due parti di idrogeno.

Tipi di elettrolizzatori

I dispositivi per la divisione dell'acqua sono dei seguenti tipi:

1. asciutto;
2. Flusso attraverso;
3. Membrana;
4. Diaframma;
5. Alcalino.

tipo secco

Tali elettrolizzatori hanno il design più semplice (immagine sopra). Hanno una particolarità, che sta nel fatto che la manipolazione con il numero di celle consente di alimentare l'unità da una fonte con qualsiasi tensione.

tipo di flusso

Queste installazioni hanno nel loro design un bagno completamente riempito di elettrolita con elementi elettrodi e un serbatoio.

Il principio di funzionamento dell'impianto di elettrolisi a flusso è il seguente (nella foto sopra):

• durante l'elettrolisi, l'elettrolita insieme al gas viene spremuto attraverso il tubo "B" nel serbatoio "D";
• nel serbatoio “D” avviene il processo di separazione del gas dall'elettrolita;
• il gas esce attraverso la valvola "C";
• la soluzione elettrolitica ritorna attraverso il tubo "E" al bagno "A".

Interessante da sapere. Questo principio di funzionamento è configurato in alcune saldatrici: la combustione del gas emesso consente di saldare gli elementi.

Tipo di membrana

L'impianto di elettrolisi a membrana ha un design simile ad altri elettrolizzatori, tuttavia, l'elettrolita è una sostanza solida a base di polimeri, chiamata membrana.

La membrana in tali aggregati ha un duplice scopo: il trasferimento di ioni e protoni, la separazione di elettrodi e prodotti di elettrolisi.

tipo a diaframma

Quando una sostanza non può penetrare e influenzare un'altra, viene utilizzato un diaframma poroso, che può essere fatto di vetro, fibre polimeriche, ceramica o materiale di amianto.

Tipo alcalino

L'elettrolisi non può avvenire in acqua distillata. In questi casi è necessario utilizzare catalizzatori, che sono soluzioni alcaline ad alta concentrazione. Di conseguenza, la parte principale dei dispositivi di elettrolisi può essere chiamata alcalina.

Importante! Va notato che l'uso del sale come catalizzatore è dannoso, poiché durante la reazione viene rilasciato cloro gassoso. Il catalizzatore ideale può essere l'idrossido di sodio, che non corrode gli elettrodi di ferro e non contribuisce al rilascio di sostanze nocive.

Autoproduzione dell'elettrolizzatore

Chiunque può realizzare un elettrolizzatore con le proprie mani. Per il processo di assemblaggio del design più semplice, saranno necessari i seguenti materiali:

• lamiera di acciaio inossidabile (le opzioni ideali sono AISI 316L straniero o domestico 03X16H15M3);
• bulloni M6x150;
• rondelle e dadi;
• tubo trasparente: è possibile utilizzare il livello dell'acqua, che viene utilizzato per scopi di costruzione;
• diversi raccordi a spina di pesce con un diametro esterno di 8 mm;
• un contenitore di plastica con un volume di 1,5 l;
• un piccolo filtro per l'acqua corrente, come un filtro per le lavatrici;
• controllare la valvola dell'acqua.

Processo di assemblaggio

Montare l'elettrolizzatore con le proprie mani secondo le seguenti istruzioni:

1. Il primo passo è contrassegnare e tagliare ulteriormente la lamiera di acciaio inossidabile in quadrati uguali. Il taglio può essere effettuato con una smerigliatrice angolare (smerigliatrice). Uno degli angoli di tali quadrati deve essere tagliato ad angolo per il corretto fissaggio delle piastre;
2. Successivamente, è necessario praticare un foro per il bullone sul lato opposto della piastra rispetto al taglio d'angolo;
3. Il collegamento delle piastre va fatto alternativamente: una piastra sul "+", la successiva sul "-" e così via;
4. Tra piastre caricate in modo diverso dovrebbe esserci un isolante, che funge da tubo dal livello dell'acqua. Va tagliato ad anelli, che vanno tagliati nel senso della lunghezza per ottenere delle strisce spesse 1 mm. Tale distanza tra le piastre è sufficiente per un rilascio efficiente di gas durante l'elettrolisi;
5. Le piastre sono fissate insieme per mezzo di rondelle come segue: una rondella viene montata sul bullone, quindi una piastra, quindi tre rondelle, quindi una piastra e così via. Le lastre caricate positivamente vengono specchiate su fogli caricati negativamente. Ciò consente di evitare di toccare gli elettrodi con i bordi segati;

1. Quando si assemblano le piastre, è necessario isolarle immediatamente e serrare i dadi;
2. Inoltre, ogni piastra deve essere inanellata per assicurarsi che non ci sia cortocircuito;
3. Successivamente, l'intero assieme deve essere riposto in una scatola di plastica;
4. Successivamente, è necessario contrassegnare i punti in cui i bulloni toccano le pareti del contenitore, dove praticare due fori. Se i bulloni non si adattano al contenitore, devono essere tagliati con un seghetto;
5. Successivamente, i bulloni vengono serrati con dadi e rondelle per la tenuta della struttura;

1. Dopo che le manipolazioni sono state eseguite, dovrai praticare dei fori nel coperchio del contenitore e inserire i raccordi al loro interno. La tenuta in questo caso può essere assicurata lubrificando i giunti con sigillanti a base di silicone;
2. La valvola di sicurezza e il filtro nel design si trovano all'uscita del gas e servono come mezzo per controllarne l'eccessivo accumulo, che può portare a conseguenze disastrose;
3. L'impianto di elettrolisi è assemblato.

La fase finale è il test, che si svolge in questo modo:

• riempire il serbatoio con acqua fino al livello dei bulloni di fissaggio;
• collegare l'alimentazione al dispositivo;
• collegamento al raccordo di un tubo, la cui estremità opposta è calata in acqua.

Se viene applicata una corrente debole all'impianto, il rilascio di gas attraverso il tubo sarà quasi impercettibile, ma può essere osservato all'interno dell'elettrolizzatore. Aumentando la corrente elettrica, aggiungendo all'acqua un catalizzatore alcalino, si può aumentare notevolmente la resa di una sostanza gassosa.

L'elettrolizzatore prodotto può essere parte integrante di molti dispositivi, ad esempio un bruciatore a idrogeno.

Conoscendo le tipologie, le principali caratteristiche, il design e il principio di funzionamento degli impianti di elettrolisi, è possibile assemblare correttamente una struttura fatta in casa, che sarà un assistente indispensabile nelle diverse situazioni quotidiane: dalla saldatura e risparmio di carburante dei veicoli all'operazione degli impianti di riscaldamento.

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L'essenza del processo di elettrolisi (Fig.) è che quando una corrente elettrica continua scorre attraverso il bagno elettrolitico, può verificarsi uno dei seguenti fenomeni:

Oppure c'è una deposizione di particelle di una sostanza dall'elettrolita sugli elettrodi del bagno (elettroestrazione)

Oppure c'è un trasferimento di una sostanza da un elettrodo all'altro attraverso un elettrolita (raffinazione elettrolitica)

SEGNALIBRO

Come elettrolita vengono utilizzate soluzioni di sali, acidi e basi, solitamente in acqua.

La conduzione ionica avviene nell'elettrolita. Quando la tensione viene applicata agli elettrodi, gli ioni si spostano sugli elettrodi, si neutralizzano e si depositano su di essi. In questo caso avviene o elettroestrazione o raffinazione elettrolitica.

La nozione di potenziale normale è di primaria importanza nella scelta.

Se l'elettrodo è fatto dello stesso metallo dell'elettrolita, a un certo potenziale non c'è né il primo né il secondo processo tra l'elettrodo e l'elettrolita. Tale potenziale è chiamato normale.

Se viene applicato un potenziale più negativo agli elettrodi, inizia l'elettroestrazione.

Se più positivo, allora raffinazione elettrolitica.

L'elettrolisi viene utilizzata per ottenere o purificare i metalli.

Quantitativamente, il processo di elettrolisi è descritto dalla stessa legge di Faraday.

U email \u003d E p + E p + U e + U s

E p - tensione di decomposizione

E p - la somma dell'anodo e del catodo PN

U e - caduta di tensione sull'elettrolita

U s - caduta di tensione sui bus dei contatti degli elettrodi

U e \u003d I ∙ R est

U e \u003d I ∙ (da R w + R a + R e)

P el \u003d I ∙ (E p + E p + U e + U s)

τ – tempo di processo tecnologico

E p - lavoro utile

L'efficienza del processo di elettrolisi è descritta dalla massa della sostanza.

La materia prima per ottenere Zn è la miscela di zinco ZnS. Questo minerale viene prima sottoposto ad ossidazione, tostatura e poi sottoposto a lisciviazione.

ZnSO 4 +H 2 O(5÷6%) La conducibilità di tale soluzione è bassa, quindi a questa soluzione viene aggiunto il 10÷12% di H 2 SO 4

Il bagno elettrolitico è in legno o cemento ed è isolato da terra.

Il processo di elettrolisi viene effettuato a t= 35÷40 0 C

j= 400÷600 A/m2

PN appare sul catodo - 1,1 V (potenziale normale -0,76 V)

Si verifica l'elettroestrazione - deposizione di Zn sul catodo.

1/g e = 3500 kWh/t

τ = 40÷50 ore

Successivamente, Zn viene rimosso dal catodo e rifuso.

RicevutaAl

L'elettrolita non è una soluzione, ma un fuso. Come materia prima viene utilizzata l'allumina Al 2 O 3

t pl \u003d 2050 0 С

La fusione di questo materiale ha una bassa conduttività. Pertanto, l'allumina e la criolite Na 3 AlF 6 vengono utilizzate come elettrolita

t pl \u003d 950 0 С

Le vasche da bagno e gli elettrodi sono realizzati in carbonio o grafite.

I= 200÷250 kA

j= 7÷10 kA/m 2

1/g e = 14000÷16000 kW∙h/t

Galvanostegia

Questo è un processo elettrotecnologico di deposizione di metalli sulla superficie di prodotti sia metallici che non metallici mediante elettrolisi.

Lo spessore del rivestimento non supera le decine di micron.

Ci sono 2 varietà:

galvanica

elettrotipo

Galvanotecnica - ramatura, doratura, doratura, cromatura, nichelatura ...

Prima della lavorazione, la superficie viene accuratamente pulita, quindi viene eseguita la mordenzatura con acido con H 2 SO 4 , HCl. La soluzione salina del metallo depositato viene utilizzata come elettrolita. A volte vengono aggiunti acidi e basi per aumentare la conduttività. L'anodo è fatto di metallo depositato, il prodotto è il catodo.

C'è un trasferimento di metallo dall'anodo al catodo, l'elaborazione avviene a densità di corrente basse, non più di decine di A/m 2 .

Galvanoplastica: ottenere copie esatte dai prodotti.

Effetto elettrodinamico e vento elettrico

Sotto l'azione di un EF su gas e liquidi, si osserva il loro movimento. È dovuto al trasferimento di energia cinetica durante la collisione degli ioni del mezzo con molecole neutre.

Questo fenomeno è chiamato vento elettrico per mezzi gassosi.

Il vento elettrico è sempre diretto lontano dall'elettrodo con un raggio di curvatura più piccolo.

La forza dell'impatto sulla scarica elettrica è stimata semplicemente:

F=E∙ρρ– densità di carica

Sono state stabilite alcune regolarità dell'eolico elettrico:

Installazioni a impulsi

1. Impianti di trattamento elettroerosivo.

2. Impianti di elaborazione elettroidraulici.

3. Impianti di saldatura a impulsi elettrici.

4. Impianti per la lavorazione dei metalli a impulsi magnetici.

5. Impianti di elaborazione elettrochimica pulsata.

1. Installazione per trattamento elettroerosivo.

Il funzionamento di questi dispositivi si basa sul fenomeno dell'elettroerosione, ovvero la distruzione del materiale in lavorazione (Me) sotto l'azione di impulsi di corrente che scorrono tra l'elettrodo della superficie in lavorazione, solitamente in un mezzo dielettrico.

Quando gli impulsi di corrente fluiscono nel canale della scintilla, l'elettricità viene convertita in calore nel canale della scintilla tra gli elettrodi e la superficie. C'è il riscaldamento e la sua rimozione.

Principali parametri di elaborazione:

Frequenza di ripetizione degli impulsi da centinaia a centinaia di migliaia di Hz,

Ampiezza corrente da frazioni a migliaia di A,

La durata degli impulsi va da frazioni a diverse migliaia di secondi.

Modificando questi parametri, viene impostata la modalità di elaborazione richiesta. Schema 1.

Supporto macchina 1 verticale

2 bagni di lavoro

3-tavolo per l'installazione della vasca di lavoro, che assicura il movimento della vasca di lavoro in due coordinate sul piano orizzontale.

4-elettrodi-prodotto reversibili, posizionati all'interno della vasca di lavoro e in movimento con essa.

5 dispositivi per il movimento verticale.

6 sorgenti di alta tensione impulsiva (periodica, non inferiore a 1kV).

7-sistema di alimentazione del liquido dielettrico di lavoro (normalmente olio per trasformatori). Il sistema comprende pompe, filtri, sistemi di ritorno del liquido, refrigeratori.

Strumento a 8 elettrodi, realizzato in un materiale più refrattario rispetto al prodotto dell'elettrodo (tungsteno, grafite).

Operazione di installazione

L'elettrodo-utensile (8) viene portato sulla superficie del prodotto (4) e la sorgente di tensione (6) viene accesa.

Quelli. impulsi ad alta tensione vengono applicati allo spazio tra l'elettrodo-utensile (8), il prodotto (4) e in questo spazio si verificano scariche di scintille elettriche. Questi canali sono convertitori molto concentrati di energia elettrica in energia termica con una densità apparente di 10^12 J/m3.

In questo caso, la densità di potenza è 1-10^7 W/cm2. L'energia termica rilasciata porta al riscaldamento, alla fusione, all'evaporazione del metallo del prodotto e alla sua rimozione con l'aiuto di un fluido di lavoro. In questo caso, più scariche elettriche passano strato per strato su tutta la superficie da trattare. Di conseguenza, nel prodotto si formano rientranze che copiano la forma dell'elettrodo.

Come fonti di alimentazione vengono utilizzati alimentatori a commutazione basati su dispositivi di accumulo di energia capacitivo.

Schema 2.

L'alimentazione proviene da una rete a 220V tramite un trasformatore di corrente. La tensione aumentata viene raddrizzata utilizzando il raddrizzatore VD, la tensione raddrizzata viene utilizzata per caricare periodicamente il banco di condensatori Cb. Dopo aver caricato questa capacità, si forma un circuito di scarica contenente l'induttanza Lp e lo spinterometro di lavoro. La capacità viene scaricata, una corrente Lp scorre nel circuito di scarica. Successivamente, il tiristore VD viene chiuso e viene ripetuto il processo di carica della capacità Sat. La modalità di elaborazione (rugosità, produttività) è controllata variando la potenza e la frequenza degli impulsi di corrente ip.

Tali impianti hanno un'elevata produttività e un'elaborazione di alta qualità. Per alcuni tipi di lavorazione, tali installazioni sono indispensabili.

Svantaggio: c'è usura dell'elettrodo dell'utensile.

Impianti di trattamento elettroidraulici

Tali installazioni si basano sull'uso di un effetto elettroidraulico.

L'effetto elettroidraulico consiste nel convertire l'elettricità immagazzinata in un accumulatore capacitivo in energia meccanica di un'onda d'urto mediante una potente scarica di scintille, che si crea in un mezzo liquido (solitamente acqua).

Il circuito elettrico è quasi lo stesso del caso precedente. La differenza è nella lunghezza del divario di scarico (è più lungo).

Parametri tecnologici di processo:

1)
- pendenza della corrente ascendente;

2) fino a 250 kA;

3) fino a 100 MW;

4) prima
J.

Con tali parametri, il canale della scintilla ha il carattere di un'esplosione.

Temperatura del canale
A; Pressione
MPa.

La pressione viene trasferita al fluido.

Aree di utilizzo:

a) knockout di anime di formatura in getti di forma complessa;

b) pulizia di getti e superfici varie da scaglie;

c) frantumazione, macinazione di materiali vari;

d) riciclaggio di manufatti in cemento armato.

Impianti di saldatura a impulsi

Progettato per ottenere giunti metallici saldati permanenti comprimendo il giunto e riscaldandolo alla temperatura di fusione facendo passare una corrente pulsata.

Lo schema del processo è lo stesso del caso precedente. La differenza è solo nel carico. Le parti non si scaldano affatto.

Il vantaggio è la localizzazione degli effetti termici, è esclusa la distruzione di piccole parti saldate.

Dispositivi di elaborazione di impulsi magnetici

Queste installazioni si basano sulla conversione di EE nell'energia di un MF pulsato, quindi c'è un'interazione dei campi pulsati creati dallo strumento - l'induttore, con l'El indotto da esso. corrente nel pezzo.

Di conseguenza, l'energia MF viene convertita in energia meccanica, che deforma il pezzo nel modo necessario.

ZU - caricatore;

- una batteria di induttanze (crea un impulso della forma desiderata);

IN - induttore utensile;

Z - vuoto.

Installazioni multicircuito e monocircuito

Installazione multicircuito contiene uno o più strumenti - induttori, realizzati sotto forma di solenoidi.

MP del solenoide creato dalla corrente induce corrente nel pezzo . Le correnti interagiscono e forniscono forze meccaniche e deformazione del pezzo.

- induttanza intrinseca dell'IA;

- Resistenza attiva AI;

- resistenza attiva ;

- coefficiente di mutua induzione;

- induttanza e resistenza attiva del pezzo.

Nello schema di PP, è determinato dal metodo TOE. La tecnologia di funzionamento secondo questo schema è utilizzata in 3 versioni:

2) distribuzione (induzione all'interno del pezzo);

3) formatura lamiera (una billetta piatta è deformata).

Schema elettrico singolo:

In questo caso, la corrente di scarica scorre direttamente attraverso il pezzo. Il pezzo fa parte dell'IA.

rami in e . L'interazione delle correnti porta alla deformazione del pezzo e acquisisce la forma mostrata dalla linea tratteggiata.

vantaggi:

Screpolatura:

Il materiale deve avere un'elevata conducibilità elettrica;

La necessità di installare guarnizioni conduttive durante la formazione di materiali che non conducono bene l'elettricità. attuale;

Difficoltà nella lavorazione di superfici che presentano uno spazio vuoto per el. attuale;

Difficoltà nella lavorazione di pezzi di grandi dimensioni.

Impianti di trattamento elettrochimico pulsato. Questi sono i processi tecnologici elettrochimici discussi sopra, in cui viene utilizzata la tensione a impulsi anziché la tensione costante.

ElettrolisiÈ la scomposizione o la purificazione di sostanze sotto l'influenza di una corrente elettrica. Questo è un processo redox, su uno degli elettrodi - l'anodo - avviene il processo di ossidazione - viene distrutto e sul catodo - il processo di riduzione - gli ioni positivi - i cationi vengono attratti da esso. Durante l'elettrolisi avviene la dissociazione elettrolitica - la decomposizione dell'elettrolita (sostanza conduttiva) in ioni caricati positivamente e negativamente (si distinguono diversi gradi di dissociazione).Quando la corrente viene attivata, gli elettroni si spostano dall'anodo al catodo, mentre il la soluzione elettrolitica può esaurirsi (se partecipa al processo), deve essere costantemente reintegrata. Un anodo ossidante può anche dissolversi in una soluzione elettrolitica, quindi le sue particelle acquisiscono una carica positiva e vengono attratte dal catodo.

Anodo - un elettrodo caricato positivamente - si verifica l'ossidazione
Catodo - un elettrodo caricato negativamente - è in fase di ripristino
Basato sul principio che a differenza delle cariche si attraggono, insieme a questo arrivaseparazione o purificazione della materia.

Il materiale degli elettrodi può essere diverso, a seconda del processo in corso. La massa di una sostanza che si ottiene durante l'interazione elettrochimica è determinata dalle leggi di Faraday e dipende dalla carica (il prodotto della forza della corrente e del tempo di flusso della corrente), dipende anche dalla concentrazione dell'elettrolita dall'attività dei materiali da di cui sono fatti gli elettrodi. Gli anodi sono inerti - insolubili, non reagiscono e attivi - partecipano essi stessi all'interazione (vengono usati molto meno frequentemente).

Per la fabbricazione di anodi vengono utilizzati grafite, materiali di grafite di carbonio, platino e sue leghe, piombo e sue leghe e ossidi di alcuni metalli; gli anodi di titanio sono utilizzati con un rivestimento attivo di una miscela di ossidi di rutenio e titanio, nonché platino e sue leghe.

Gli anodi insolubili sono composizioni a base di tantalio e titanio, gradi speciali di grafite, biossido di piombo, magnetite. L'acciaio è solitamente usato per i catodi.

Per il processo possono essere utilizzati i seguenti tipi di elettroliti: soluzioni acquose di sali, acidi, basi; soluzioni non acquose in solventi organici e inorganici; sali fusi; elettroliti solidi. Gli elettroliti sono disponibili in vari gradi di concentrazione.

A seconda degli obiettivi delle reazioni elettrolitiche, vengono utilizzate varie combinazioni di tipi di anodi e catodi: orizzontale con un catodo a mercurio liquido, con catodi verticali e un diaframma filtrante, con un diaframma orizzontale, con elettrolita scorrevole, con elettrodi mobili, con elettrodi bulk , eccetera. La maggior parte dei processi tende a utilizzare materiali formati sia sull'anodo che sul catodo, ma di solito uno dei prodotti è meno prezioso.

L'elettrolisi trova grande applicazione nell'industria, è usata anche in medicina e nell'economia nazionale.

Principali applicazioni dell'elettrolisi:

• Depurazione delle acque per uso nell'economia nazionale,
• Trattamento delle acque reflue delle acque usate dalle industrie chimiche.

Per ottenere sostanze e metalli senza impurità:

• Metallurgia, idrometallurgia - per la produzione di alluminio e molti altri metalli - alluminio da una fusione di ossido di alluminio in criolite, magnesio (da dolomite e acqua di mare), sodio (da salgemma), litio, berillio, calcio (da cloruro di calcio) , metalli alcalini e terre rare.
• Nell'industria chimica, l'elettrolisi produce prodotti importanti come clorati e perclorati, acido persolforico e persolfati, permanganato di potassio,
• Estrazione elettrolitica del metallo - elettroestrazione. Il minerale o concentrato viene trasferito da alcuni reagenti in una soluzione che, dopo la pulizia, viene inviata all'elettrolisi. Così si ottengono zinco, rame, cadmio.
• raffinazione elettrolitica. Gli anodi solubili sono costituiti dal metallo, le impurità contenute nel metallo grezzo dell'anodo precipitano sotto forma di fango anodico (rame, nichel, stagno, piombo, argento, oro) durante l'elettrolisi e il metallo puro viene rilasciato al catodo.
• In galvanica - galvanica - ottenere rivestimenti su metalli che ne migliorano le proprietà operative o decorative, e galvanica - ottenere copie metalliche accurate di qualsiasi oggetto;
• Per ottenere film protettivi di ossido su metalli (anodizzazione); anche la lavorazione elettrochimica viene utilizzata per la lucidatura della superficie dei prodotti e la colorazione dei metalli,
• Ci sono affilatura elettrochimica di utensili da taglio, elettrolucidatura, elettrofresatura,
• l'elettrolisi è anche ampiamente utilizzata nell'ingegneria radiofonica.

Assegnare l'elettrolisi di soluzioni acquose e mezzi fusi, nonché la produzione delle stesse fonti di corrente elettrochimica: batterie, celle galvaniche, batterie, le cui prestazioni vengono ripristinate facendo passare la corrente nella direzione opposta a quella in cui scorreva la corrente durante la scarica .

Le principali tipologie di impianti di elettrolisi:

• Impianti per la produzione e raffinazione di alluminio;
• Impianti di elettrolisi di produzione di diritti ferrosi;
• Elettrolizzatori di produzione di nichel-cobalto;
• Impianti per l'elettrolisi del magnesio;

• Impianti di elettrolisi (raffinazione) di rame;
• Impianti per l'applicazione di rivestimenti galvanici;
• Impianti di elettrolisi per la produzione di cloro;

• Elettrolizzatori per la disinfezione dell'acqua.
• Elettrolizzatori che producono idrogeno per centrali nucleari.. ecc.

Un sottoprodotto di molte reazioni redox è l'ossigeno.

Durante l'elettrolisi, vengono regolati l'intensità della corrente, la sua frequenza e tensione, anche la polarità, questi parametri controllano la velocità e la direzione dei processi. La reazione di elettrolisi avviene sempre in corrente continua, poiché qui è molto importante la costanza dei poli. In casi molto rari, quando la polarità non è significativa, viene utilizzata la corrente alternata (ad esempio nell'elettrolisi dei gas).

Secondo il design del dispositivo catodico, i moderni elettrolizzatori di alluminio sono suddivisi in

• Elettrolizzatori con fondo e senza fondo,
• Con focolare ripieno e blocco;
• secondo l'attuale modalità di fornitura: con schema sbarre unilaterale e bilaterale;
• secondo il metodo di cattura dei gas: per elettrolizzatori di tipo aperto, con aspirazione del gas a campana e di tipo coperto.

Le proprietà insoddisfacenti di tutti i progetti esistenti di elettrolizzatori di alluminio includono un coefficiente di consumo di elettricità non sufficientemente elevato, una breve durata e un'efficienza insufficiente di intrappolamento dei gas di scarico. Un ulteriore miglioramento della progettazione degli elettrolizzatori dovrebbe seguire il percorso dell'aumento della capacità dell'unità, della meccanizzazione e dell'automazione di tutte le operazioni di manutenzione, della cattura completa di tutti i gas di scarico con la successiva rigenerazione dei loro preziosi componenti.

Gli impianti di elettrolisi industriale hanno molte tipologie costruttive, le principali sono a membrana ea diaframma. Esistono anche impianti di elettrolisi a secco, a umido ea flusso continuo. In termini generali, l'impianto è un sistema chiuso contenente degli elettrodi posti nella composizione dell'elettrolita, a cui viene fornita una corrente elettrica con determinate caratteristiche. Le celle di elettrolisi possono essere combinate in una batteria. Esistono anche elettrolizzatori bipolari - dove ogni elettrodo, ad eccezione di quelli estremi, funziona da un lato come anodo, dall'altro come catodo.

Questa apparecchiatura opera a pressioni diverse, a seconda del tipo di reazione. Alcune sostanze, come i gas, richiedono una regolazione della pressione o condizioni speciali. È inoltre necessario monitorare la pressione dei gas, che sono un sottoprodotto delle reazioni elettrolitiche. Gli impianti di elettrolisi utilizzati per produrre idrogeno e ossigeno nelle centrali elettriche funzionano in condizioni di sovrappressione fino a 10 kgf/cm2 (1 MPa).
Le installazioni differiscono anche per le loro prestazioni.

Alcuni di loro utilizzano meccanismi elettrici lineari. Ad esempio, vengono utilizzati per spostare gli elettrodi, regolare il livello dell'elettrolito, spostare serbatoi, bagni di elettroliti, ecc. Un esempio di tale disegno è mostrato nel disegno.

Tutti gli impianti di elettrolisi devono essere collegati a terra. Per far funzionare un grande elettrolizzatore industriale, è necessaria un'unità raddrizzatore o una sottostazione di conversione per convertire la corrente alternata in corrente continua. Di solito non è richiesta l'illuminazione locale fissa nei negozi di elettrolisi (edifici, sale). Fanno eccezione i principali impianti di produzione di impianti di elettrolisi per la produzione di cloro.

Le tecnologie di elettrolisi industriale sono suddivise in diversi tipi:

• PFPB - tecnologia di elettrolisi che utilizza anodi cotti e alimentatori puntuali
• CWPB - elettrolisi mediante anodi cotti e un raggio di punzonatura al centro
• SWPB - elaborazione periferica di celle anodi cotte
• VSS - Tecnologia Soderberg con il massimo vantaggio di corrente
• HSS - Tecnologia Soderberg con alimentazione laterale

Il maggior volume di emissioni specifiche degli elettrolizzatori è rappresentato dai processi di elettrolisi basati sulla tecnologia Soderberg. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nelle fonderie di alluminio in Russia e Cina. Il volume delle emissioni specifiche di tali elettrolizzatori è molto più elevato rispetto ad altre tecnologie. Il numero di emissioni di fluorocarbon viene ridotto anche studiando i parametri tecnologici dell'effetto anodo, la cui riduzione incide anche sulla quantità di emissioni.

Modelli di elettrolizzatori industriali

Gli anodi di carbonio (e la grafite è un allotopo del carbonio) presentano uno svantaggio significativo: durante la reazione emettono anidride carbonica nell'atmosfera, inquinandola. Al momento, la tecnologia dell'anodo inerte è particolarmente rilevante; ora questa tecnologia è testata da un noto produttore di alluminio. La sua essenza è che viene utilizzato un anodo privo di carbonio che non entra nelle reazioni e come sottoprodotto, non l'anidride carbonica, ma ossigeno puro viene rilasciato nell'atmosfera.

Questa tecnologia aumenta significativamente il rispetto dell'ambiente della produzione, ma finora è in fase di test.

Nonostante l'ampia varietà di elettroliti, elettrodi, elettrolizzatori, esistono problemi comuni di elettrolisi tecnica. Questi includono il trasferimento di cariche, calore, massa, distribuzione di campi elettrici. Per velocizzare il processo di trasferimento, è consigliabile aumentare la velocità di tutti i flussi e applicare la convezione forzata. I processi degli elettrodi possono essere controllati misurando le correnti di limitazione.