Водород в домашних условиях: Водород в домашних условиях

Получение водорода в домашних условиях

На Земле водород в чистом виде почти не встречается, и в повседневной жизни мы с ним не сталкиваемся. Но в соединениях — это второй по количеству атомов элемент в земной коре после кислорода. Все живые существа на Земле, включая нас с вами, примерно на 2/3 состоят из водорода.

Ключевые слова: водород, получение водорода.

Так что же такое водород? Каковы его свойства? Как его получают и применяют в земных условиях? Можно ли получить водород в домашних условиях, и как это делать лучше всего? На эти и другие вопросы мы постараемся ответить в ходе нашей научной работы.

Водород — это самый простой элемент в природе, состоящий из одного протона и вращающегося вокруг него электрона. Впервые получение водорода упоминается у английского учёного Роберта Бойля, который в 1671 году проводил реакцию между железными стружками и разбавленными кислотами. Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году — по аналогии с «кислородом» М. В. Ломоносова. Официальное латинское название водорода «Hydrogenium».

В промышленности водород получают в основном из ископаемого топлива. В первую очередь это природный газ, метан, с которым большинство из нас может встретится на кухне, если вас есть газовая плита. Водород получают из лёгких фракций нефти. Третий по популярности источник водорода — это уголь.

Наиболее доступным для повторения в домашних условиях является разложение воды электрическим током (электролиз).

Для проведения нашего эксперимента мы взяли старую зарядку на 5 В 750мА и угольные электроды, извлечённые из обычных солевых батареек. Для измерения протекающего тока использовался мультиметр.

Для сбора и измерения получающихся газов, в бутылки налили воды, и закрепили их на основной ёмкости горлышком вниз, погрузив его при этом в электролит. Таким образом, чтобы воздух в бутылку попадать не смог. Всего в ёмкости и бутылках получилось около 1,5 литров воды. Как и ожидалось, с чистой водой, после подачи напряжения с зарядного устройства ничего не произошло. Мультиметр показывал почти нулевой ток. Но, когда в воду добавили две чайные ложки соды, электролиз пошёл бодрее, на обоих электродах начали появляться пузырьки газа, а мультиметр показал ток 15 мА. С таким маленьким током за сутки (24 часа) удалось собрать только 0,11 литра водорода (примерно полстакана). Во второй бутылке при этом собралось примерно в 2 раза меньше кислорода. Это означает, что в воде водорода в два раза больше, чем кислорода.

Наблюдение выделения водорода в результате взаимодействия металлов с разбавленными кислотами было самых первым в истории химии. И его относительно просто повторить в домашних условиях. Для этого нам понадобится металл, желательно поактивнее и кислота. В нашем эксперименте мы выбрали электролит для свинцовых аккумуляторов, который можно найти в ближайшем автомобильном магазине и цинк из использованных солевых батареек. Для сбора водорода, как и в случае электролиза, использовали перевёрнутую бутылку с опущенным в воду горлышком. Электролит дополнительно развели водой в пропорции 50 мл раствора серной кислоты на 150 мл. воды. Цинка из батарейки получилось примерно 1 г. За 12 часов весь металл растворился и мы получили 0.7 литра водорода.

Другой популярный метод — взаимодействие металлов с щелочами. Для эксперимента мы выбрали два варианта, которые были под рукой — кусочки провода и фольгу для запекания. Щёлочь (гидроксид натрия) можно найти в бытовых магазинах как средство для прочистки канализационных труб (КРОТ, например). Установку для получения использовали почти такую же, что и в опыте с кислотой и цинком. Раствор в обоих опытах был одинаковым: 20 мл щёлочи и 200 мл воды. В первом опыте использовали проволоку диаметром 1.5 мм, во втором — кусочки фольги. В обоих случаях масса алюминия была 1 г. В первом опыте удалось получить 1.2 л водорода, заняло это 34 часа. Во втором опыте фольга растворилась за 1 час 20 минут, выделив 1.4 л водорода. Из этих опытов можно сделать вывод, что скорость реакции сильно зависит от площади поверхности, на которой она происходит. В опыте с фольгой площадь поверхности была во много раз выше, чем в опыте с проволокой. Ещё большей скорости можно добиться, если взять алюминий в порошке. В этом случае соотношение площади поверхности к массе будет наибольшим.

Таким образом, в экспериментах по получению водорода наиболее быстрым и доступным способом оказался вариант взаимодействия алюминиевой фольги со щёлочью. Но если необходимо получать водород регулярно и в больших количествах, то на первое место должен выйти электролиз, так как он не требует никаких расходных материалов кроме воды. Правда для этого понадобится более серьёзная установка, чем зарядка от телефона и пара бутылок.

В ходе научной работы мы познакомились с самым распространённым, но таким редким в быту веществом, как водород. Научились получать его различными способами и выбрали наиболее удобный для осуществления в домашних условиях — воздействие средства для прочистки труб, содержащего щёлочь, на алюминиевую фольгу.

Так же мы на собственном опыте убедились, что водород — горючий и взрывоопасный газ, но им вполне можно наполнять воздушные шарики, чтобы они летали. Правда при этом стоит держать их подальше от открытого огня.

Конкурс — Получение водорода тремя способами

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

В магазине я приобрёл все необходимые реактивы:

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

Способ №1 и все необходимые для него реактивы.

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

2 Обычная пищевая соль

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

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

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

2 Кострюля с холодной водой .

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

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

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

Способ № 2 и реактивы.

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

Ну бутылка и вода как в способе №1

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

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

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

Способ №3.

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

➤ Ингаляция водородом в домашних условиях

В 2007 году ученые совершили прорыв в области водородной терапии, где водород показал себя как мощный антиоксидант. Уже тогда активно велись обсуждение о том, что введение газообразного водорода через ингаляции или употребление водородной воды, может оказывать лечебный эффект.

В 2019 году, когда весь мир столкнулся с пандемией COVID19, множество ученых начали проводить исследование молекулярного водорода при лечении вируса.  

Профессор Келян Се в своем исследовании узнал, что активные формы кислорода (АФК), которые приводят к воспалительной реакции организма на патогенные микроорганизмы можно устранять с помощью водорода. В этому случае в организме больного сохраняется нормальный метаболизм окислительно-восстановительных реакций. Если использовать ингаляцию водородом ежедневно в течение 45 минут, то есть возможность снизить воспаление дыхательных путей у пациентов с тяжелыми формами астмы и хронической абструктивной болезни легких.

Японские ученые во время использования водородных ингаляций отметили эффективность в процессе восстановления пациентов после перенесенных сердечных приступов и нарушений функций дыхательной системы. Выявлено, что данная терапия способствует:

• снижению окислительного стресса на клеточном уровне, сохраняя здоровье;
• защите организма от рака, диабета, аллергии, хронических инфекций, вирусов, ацидоза, болезни Паркинсона, депрессии и других болезней;
• повышению иммунитета;
• способствует быстрому восстановлению пациентов.

Польза для спортсменов

Вдыхание водорода в течение 20 минут в день на протяжении 7 дней привело к увеличению пиковой скорости бега (до 4,2%) по сравнению с вдыханием воздуха. Вдыхание водорода также показало заметное снижение сывороточного инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1).

Ингаляционную терапию можно применять и в домашних условиях как для профилактики, так и для лечения различных заболеваний. В нашем магазине Аквалекарь есть удобные водородные бутылки с функцией ингаляции. Например:

Водородная бутылка Blue Water (BW900) — южнокорейская портативная водородная бутылка с функцией ингаляции, с высококачественной PEM мембраной, которая насыщает воду исключительно ионами водорода. Это водородная бутылка, которая не только утолит жажду, но и нейтрализует молочную кислоту, образующуюся при интенсивных занятиях спортом, и таким образом убережет от боли в мышцах после тренировок. Производит водород для дыхания в объеме до 10 ppm.

Водородная бутылка Hibon Q10 (аналог Harmony) — использует самые передовые технологии SPE и запатентованную технологию DuPont PEM. Генератор водородной воды Hibon с функцией ингаляции позволяет обогатить воду газообразным водородом без побочных продуктов электролиза, таких как кислород, хлор, озон. Водородная бутылка Hibon производит водород для дыхания в объеме 20-30 см3 за 1 минуту. Это идеальное соотношение цена – качество.

Еще больше исследований и рекомендаций от ученых со всего мира говорят нам об употреблении водородной воды и использования ингаляции водородом для укрепления нашего иммунитета и для борьбы с коронавирусом. Сегодня используют несколько методик для лечения COVID-19, многие из которых включают использование ингаляции водородом и кислородом.

Для этого вы можете ознакомиться с генератором водорода/кислорода h3 Pro300.

Он использует передовые в мире технологии водорода с использованием твердого полимерного электролита (SPE) и использует титановые электроды с чистой водой в качестве электролита. Содержание кислорода ниже 0.1ppm. Водород производится из катода, а кислород – из анода. Это идеальное решение для одновременной ингаляции водородом и кислородом в домашних условиях.

Мы рекомендуем:

Кувшин генератор водородной воды Hibon

Водородный генератор воды Higen1+

Как хранить водород в домашних условиях — MOREREMONTA

Экология потребления.Наука и техника: Водород имеет большой потенциал в качестве будущего источника экологически чистой энергии.

Водород имеет большой потенциал в качестве будущего источника экологически чистой энергии. Проблема состоит в том, что газообразный водород трудно безопасно хранить и перевозить. Интенсивность, с которой он горит, сделала жидкий водород топливом для космической промышленности, для этого он должен быть сжиженным при очень низких температурах. В настоящее время японская исследовательская группа изобрела компактный, гибкий полимер, который может быть использован для создания пластикового контейнера в котором водород можно безопасно носить даже в кармане.

Исследователи по всему миру искали в течение долгого времени наилучший способ хранения водорода, для того что бы более широко применять его в качестве источника топлива. На данном этапе основное внимание уделяется разработке компактного хранения водорода для автомобильной промышленности, а также для других небольших мобильных устройств. Современные автомобили на водородных топливных элементах, такие как Honda Clarity Fuel Cell, не сжигают водород, а химически преобразовывают газообразный водород с кислородом из воздуха для выработки электроэнергии, причем водород хранится в дорогих резервуарах под высоким давлением, которые созданы, чтобы выдерживать экстремальные нагрузки.

Это где новый полимер найдет применение? Исследователи Университета Васэда (The Waseda University) скоро докажут что их новый кетон — спиртовый полимер безопасен даже при наполнении газообразным водородом.

Открытие было на основании недавних исследований водородпоглащающих органических соединений, которые показали потенциал в качестве практического способа хранения водорода, поскольку соединения могут безопасно и обратимо храненить водород путем образования химических связей с нем.

Материал, найденый в университете Васэда, был создан путем разработки полимера из кетона под названием флуорен — органическое соединение, которое используется для производства противомалярийных препаратов.

Полимер может быть отлит в виде пластикового листа, и может фиксировать водород с помощью простого электролитического гидрирования при — 1,5 В (по сравнению с Ag / AgCl) в воде при комнатной температуре. При нагревании до 80 ° C (176 ° F) с жидким иридиевым катализатором, флуореновый полимер высвобождает водород.

Таким образом, есть основания смотреть в будущее с оптимизмом — полученный полимер безопасен и прост в обращении, легко принимает нужную форму, прочный, негорючий и обладает низкой токсичностью. Его можно проводить через повторяющиеся циклы фиксации и выделения водорода в мягких условиях без значительных потерь.

Это означает, что в будущем полимер может быть использован для создания пластиковых контейнеров для водорода, которые можно носить в кармане. Его потенциальные возможности впечатляют — например, он может быть использован транспортировки водорода и использования картриджей в качестве источника топлива для транспортных средств и других устройств, а также для создания систем подачи водорода для домов, предприятий и удаленных исследовательских баз на Луне или Марсе . опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Для хранения газообразного водорода при давлении до 100 Мпа используют сварные сосуды с двух- или многослойными стенками. Внутренняя стенка такого сосуда выполнена из аустенитной нержавеющей стали или другого материала, совместимого с водородом в условиях высокого давления, внешние слои – из высокопрочных сталей. Для этих целей применяют и бесшовные толстостенные сосуды из низкоуглеродистых сталей, расчитанных на давление до 40 – 70 Мпа.

Широкое распространение получило хранение газообразного водорода в газгольдерах с водяным бассейном (мокрые газгольдеры) , поршневых газгольдерах постоянного давления (сухие газгольдеры) , газгольдерах постоянного объёма (ёмкости высокого давления) . Для хранения малых количеств водорода используют баллоны.

Следует иметь в виду, что мокрые, а также сухие (поршневые) газгольдеры сварной конструкции не обладают достаточной герметичностью. Согласно техническим условиям допускается утечка водорода при нормальной эксплуатации мокрых газгольдеров вместимостью до 3000 м3 – около 1,65%, а вместимостью от 3000 м3 и более — около 1,1% в сутки (считая на номинальный объём газгольдера) .

Одним из наиболее перспективных способов хранения больших количеств водорода является хранение его в водоносных горизонтах. Годовые потери составляют при таком способе хранения 1 – 3%. Эту величину потерь подтверждает опыт хранения природного газа.

Газообразный водород возможно хранить и перевозить в стальных сосудах под давлением до 20 Мпа. Такие ёмкости можно подвозить к месту потребления на автомобильных или железнодорожных платформах, как в стандартной таре, так и в специально сконструированных контейнерах.

Для хранения и перевозки небольших количеств сжатого водорода при температурах от –50 до +60 0С используют стальные бесшовные баллоны малой ёмкости до 12 дм3 и средней ёмкости 20 – 50 дм3 с рабочим давлением до 20 Мпа. Корпус вентиля изготавливают из латуни. Баллоны окрашивают в тёмно-зелёный цвет, они имеют красного цвета надпись “Водород”.

Баллоны для хранения водорода достаточно просты и компактны. Однако для хранения 2 кг Н2 требуются болоны массой 33 кг. Прогресс в материаловедении даёт возможность снизить массу материала баллона до 20 кг на 1 кг водорода, а в дальнейшем возможно снижение до 8 – 10 кг. Пока масса водорода при хранении его в баллонах составляет примерно 2 – 3% от массы самого баллона.

При крупномасштабном использовании водорода требуются безопасные и эффективные системы его централизованного хранения [14]. Водород может храниться в жидком виде при его охлаждении до -253 °С. Для охлаждения водорода до этой температуры требуется затратить около одной трети содержащейся в нем энергии (11 кВт-ч/кг Н₂), а для создания криогенных устройств необходимы специальные материалы и технологии. Водород может также быть запасен в виде газа. Этот процесс требует для сжатия водорода меньше энергии, чем для его ожижения (табл. 10.1). Водород в газовой фазе может быть накоплен в подземных полостях, месторождениях природного газа. Так, при испытаниях российских ЯРД для хранения использовались подземные емкости, водород в них содержался под давлением 90 атмосфер.

Классификация методов хранения водорода

В соответствии с классификацией департамента энергетики США, методы хранения водородного топлива можно разделить на 2 группы.

Первая группа включает физические методы, которые используют физические процессы (главным образом, компрессирование или ожижение) для переведения газообразного водорода в компактное состояние. Водород, хранимый с помощью физических методов, состоит из молекул Н₂, слабо взаимодействующих со средой хранения. На сегодня реализованы следующие физические методы хранения водорода:

Сжатый газообразный водород:

• — газовые баллоны;
• — стационарные массивные системы хранения, включая подземные резервуары;
• — хранение в трубопроводах;
• — стеклянные микросферы.

Жидкий водород: стационарные и транспортные криогенные контейнеры.

Вторая группа включает химические методы, в которых хранение водорода обеспечивается физическими или химическими процессами его взаимодействия с некоторыми материалами. Данные методы характеризуются сильным взаимодействием молекулярного либо атомарного водорода с материалом среды хранения и являются следующими:

• — цеолиты и родственные соединения;
• — активированный уголь;
• — углеводородные наноматериалы.

Абсорбция в объеме материала (металлогидриды).

• — алонаты;
• — фуллерены и органические гидриды;
• — аммиак;
• — губчатое железо;
• — водореагирутощие сплавы на основе алюминия и кремния.

Удельные показатели пяти способов хранения

Удельное потребление энергии, кВт•ч/кг Н₂

Удельный объем хранения, дм 3 /кг Н₂

Удельная масса хранения, кг/кг Н₂

Мой водородный шарльер или как получить водород в домашних условиях

Информация предоставлена исключительно в образовательных целях!
Администратор сайта не несет ответственности за возможные последствия использования предоставленной информации.

У меня есть мечта — запустить высотный шарльер — «воздушный» шар, наполненный водородом.  Далее я подробно опишу, как мне таки удалось ее реализовать.

Классификация высотных шаров

Высотные любительские шары (свободные аэростаты) делятся на три класса:
шарльеры — оболочка наполнена газом легче воздуха;
монгольфьеры — оболочка наполнена горячим воздухом;
розьеры — оболочка содержит две камеры — одна наполнена газом легче воздуха, а вторая — подогретым воздухом. Это позволяет контролировать подъемную силу, но с намного меньшим расходом топлива, чем у монгольфьера.

История шарльеров

Сейчас для высотных любительских шаров широко используется гелий (ранее применялся водород).

Впервые водород для воздухоплавания использовал в 1783 году французским профессор физики Жаком Шарлем (Jacques Alexandre César Charles):

Водород поступал по шлангу из бочек с железными опилками и серной кислотой, шар диаметром 9 метров заполнялся 4 дня. Его шар, который исследователь назвал «La Charlière» (отсюда и название «шарльер«), достиг высоты 550 м:

В журнале «Природа» №10 за 1912 год описано применение водородных шаров в метеорологии:
привязной шар — круглый шелковый пролакированный шар, наполняемый водородом объемом до 20 м³; подобные шары поднимались на высоту 9650 м:

баллон-зонд — гуттаперчевый баллон, вмещающий 3-4 м³ водорода; к такому баллону прикрепляют парашют и метеограф; при достижении верхних слоев атмосферы баллон лопается, а парашют с метеографом спускаются на землю; такие шары достигли высоты 29040 м:

пилот-баллон — небольшой (объемом 0,1 — 0,2 м³) гуттаперчевый шар, наполненный водородом и летящий свободно без метеографа, наблюдение за таким шаром позволяет определить направления и скорости воздушных течений в атмосфере на различных высотах; такие шары достигли 25000 м.

Гелиевый шар, запущенный 1 ноября 2002 года, достиг высоты 79 809 футов http://vpizza.org/~jmeehan/balloon/#launch
Алексей Карпенко из Канады в октябре 2007 года запустил самодельный воздушный шар с бортовым компьютером, фото и видео камерой на высоту больше 30 километров http://www.natrium42.com/halo/flight2/
Гелиевый шар, запущенный Robert Harrison (UK) 17 октября 2008 года, достиг высоты 35 015 метров (проект Icarus) http://www.robertharrison.org/icarus/wordpress/28/icarus-i-launch-3/
Greg Klein, Alex Martin и Tim Wheeler запустили в сентябре 2009 года гелиевый шар, достигший высоты 90 000 футов http://apteryx.hibal.org/

Юридические аспекты запуска высотных шаров

Такие воздушные шары относятся к летательным аппаратам класса A (свободные аэростаты) подкласса  AA (свободные аэростаты, подъемная сила которых создается газом легче воздуха, без бортового подогревателя воздуха и без наддува оболочки) в соответствии со спортивным кодексом Международной авиационной федерации (FAI).

В Республике Беларусь Указом Главы государства от 25 февраля 2016 г. № 81 определено, что под авиамоделью понимается летательный аппарат без человека на борту, управление полетом которого возможно только при условии визуального контакта с ним, а также неуправляемый свободнолетающий аппарат. Таким образом, воздушный шар относится к авиамоделям. Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 16.08.2016 №636 утверждены Правила использования авиамоделей в Республике Беларусь.  Согласно правилам, авиамодели не подлежат государственной регистрации. Однако их использование запрещено на высоте, превышающей 100 метров от уровня земной или водной поверхности. Использование авиамоделей запрещается в пределах запретных зон, установленных Министерством обороны и Министерством транспорта и коммуникаций, и в случаях, определяемых Службой безопасности Президента Республики Беларусь; Авиамодели общей массой более 0,5 килограмма подлежат обязательной маркировке с указанием данных владельца.

Согласно пункту Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации для пользователей воздушного пространства, выполняющих полеты в воздушном пространстве классов A и C, устанавливается разрешительный порядок использования воздушного пространства — на основании плана использования воздушного пространства при наличии разрешения на использование воздушного пространства.

Получение водорода в домашних условиях

Я решил построить шарльер, так как получить гелий в домашних условиях весьма проблематично, а покупать — слишком просто и неинтересно.

  
ОПЫТЫ С ВОДОРОДОМ ОЧЕНЬ ОПАСНЫ! Водород пожароопасен и в смеси с воздухом взрывоопасен. Водород — наименее плотный из всех известных газов и дешевле сейчас широко используемого для пилотируемого воздухоплавания гелия в 40-50 раз. Его плотность 90 г/м³ (у воздуха для сравнения 1,23 кг/м³). Подъемная сила водородного шарльера равна разнице в весе между воздухом и водородом в одном и том же объеме. Если шар объемом 1 м³ наполнен водородом, то его подъемная сила будет равна 1,2 кг (масса 1 м³ воздуха) — 0,09 кг (масса 1 м³ водорода) = 1,01 кг. Таким образом 1 литр водорода поднимает около 1 грамма полезной нагрузки.

Вот иллюстрация к сравнению водорода и гелия из научно-популярной передачи WOW на канале CGTN:

Как же добыть водород???

Реакция с каустической содой

Самым безопасным способом получения водорода является реакция алюминия с водой:
2 Al + 6 H₂O = 2 Al(OH)₃ + 3 H₂

Но ходу этой реакции препятствует оксидная пленка на поверхности алюминия. Ее можно удалить с помощью хлорида ртути HgCl₂. Но в домашних условиях более простым способом получения водорода является реакция алюминия с водой и гидроксидом натрия (ионы  OH^—) разрушают оксидную пленку на поверхности алюминия и начинается реакция):

2 Al + 6 NaOH = 3 H₂ + 2 Na₃AlO₃

(альтернативное описание этой реакции — 2 Al + 2 NaOH + 6 Н₂О = 2 Na[Al(OH)₄] + 3 Н₂)

54 грамма алюминия (2 моля) + 240 грамм едкого натра (6 молей) = 6 грамм водорода (3 моля).

Реакция идет с нагреванием (экзотермическая), вода при этом может закипеть!!!

Гидроксид натрия NaOH (каустическая сода, каустик, едкий натрий, едкий натр, едкая щелочь) (англ. sodium hydroxide, caustic soda, lye) широко распространена в природе.

Каустическая сода разъедает органические вещества. Относится к высокоопасным веществам 2 класса опасности. При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьёзные химические ожоги. При контакте слизистых поверхностей с едкой щёлочью необходимо промыть поражённый участок струей воды, а при попадании на кожу слабым раствором уксусной кислоты. Нельзя допускать попадания гидроксида натрия внутрь организма человека или животного!

Плотность гидроксида натрия (кристаллы) составляет 1,59 грамма в см³, растворимость в воде 108,7 грамма в 100 миллилитрах воды. Таким образом, 240 грамм занимают объем приблизительно 150 см³, и требуют для полного растворения 220 мл воды. Если воды недостаточно, то будет образовываться пена.

Достать гидроксид натрия можно в магазине бытовой химии — средство для чистки канализации:

В качестве источника алюминия можно использовать фольгу или проволоку. Плотность алюминия равна 2,7 грамма в куб. см. Для проволоки диаметром 2 мм масса 10 см проволоки равна 0,85 грамма, а 1 грамм проволоки имеет длину 11,8 см.

При нормальном давлении 6 грамм водорода занимают объем 67,2 литра (из-за давления оболочки шара объем будет меньше).

Для водорода в шарике справедлив закон Шарля (назван в честь упомянутого выше французского ученого) — «объем газа при постоянном давлении пропорционален его температуре»:
${P = const} \to {{T_1} \over {V_1}} = {{T_2} \over {V_2}} = {const}$
Водород в завязанном воздушном шарике находится при атмосферном давлении и, как следствие, объем шарика возрастает при нагреве и уменьшается при охлаждении.

Подходящим сосудом для смешивания реактивов является бутылка из-под шампанского, выдерживающая давление до 6 атм.
Сначала наливаем в бутылку 500 мл воды, добавляем 100 грамм гидроксида натрия, размешиваем до растворения, а затем бросаем внутрь бутылки нарезанную на кусочки по несколько см алюминиевую проволоку (30 грамм). Реакция сначала протекает медленно, но затем ускоряется. Бутылка при этом заметно нагревается.

Указанного количества реактивов должно хватить для выработки более 30 литров водорода. Одеваем шарик на горлышко бутылки и наблюдаем, как он наполняется водородом:

При первом успешном запуске 4 августа 2012 года объем надутого шарика составил более 25 литров. Использованный большой детский воздушный шарик весил около 8 грамм. Таким образом, «чистая» подъемная сила составила около 25-8 = 16 грамм.

Также можно использовать цинк Zn вместо алюминия Al, а вместо гидроксида натрия NaOH — гидроксид калия KOH (едкое кали, каустический поташ).

Альтернативными вариантами добычи водорода «на дому» являются реакция с медным купоросом и электролиз раствора.

Реакция с медным купоросом

Медный купорос CuSO₄ является сульфатом меди (медной солью серной кислоты).

Медный купорос ядовит, относится к третьему классу опасности — оказывает отравляющее действие при попадании на слизистые оболочки или при приеме внутрь.

Необходимо смешать несколько ложек медного купороса с немного большим количеством поваренной соли. Затем в емкость с полученной смесью добавить воды. После полного растворения раствор должен окраситься в зеленый цвет (если этого не произошло, то следует добавить еще соли). Затем добавляем кусочки алюминия и начинается реакция — образовавшийся в растворе хлорид меди смывает с поверхности алюминия оксидную пленку и алюминий вступает в реакцию, при которой восстанавливается медь и выделяется водород.

Реакция протекает с выделением тепла, поэтому целесообразно поместить емкость с реагентами в холодную воду.

Электролиз

Электролиз раствора каустической соды

Также водород выделяется при электролизе разбавленного раствора каустической соды в дистиллированной воде, причем электроды должны быть железными («железный» аппарат). Реакция идет с выделением тепла, поэтому необходимо предусмотреть отвод тепла от емкости, например, поместить деревянную емкость в песок (например, рекомендуется температура около 70° C). При необходимости можно подливать в раствор дистиллированную воду. Чистота получаемого водорода при этом достигает 97 % (по информации «Британской энциклопедии» за 1911 год). В журнале «Природа» за 1922 год указывается, что такой способ наполнения воздушных шаров водородом применялся во время Первой мировой войны.

Электролиз раствора поваренной соли

При электролизе водного раствора поваренной соли (англ. brine) вблизи одного из электродов (катода) выделяется водород, вблизи другого (анода) — хлор, и образуется щелочь — гидроксид натрия:
2 NaCl + 2 H₂O = 2NaOH + H₂ + Cl₂

Лакмусовая бумажка синеет, показывая щелочную реакцию:

Также на аноде выделяется в небольших количествах кислород из-за разложения гидроксид-ионов и молекул воды.
В качестве анода и катода целесообразно использовать инертные графитовые электроды, например, стержни, извлеченные из солевых (с надписью Heavy Duty) батареек:

Как показал проведенный мной эксперимент, выход водорода в этом случае невелик.

Тест на водород

Смесь водорода и кислорода воздуха (гремучий газ) взрывоопасна, и это ее свойство можно использовать как тест на наличие водорода. К пробирке с исследуемым газом нужно поднести заженную лучину, и если в пробирке накопился водород, то произойдет громкий хлопок (смесь водорода и кислорода сгорает со взрывом):

Чем меньше в пробирке кислорода, тем тише будет хлопок. Чистый водород даст лишь легкую вспышку — он горит без взрыва.

Запуск шарльера

Горлышко надувшегося шарика завязывается сложенной в несколько раз нитью, эта нить затем привязывается к нитке, намотанной на катушку:

Шарик взлетает очень резво, катушка ниток быстро разматывается.
Нижеприведенные снимки шарика в небе сделаны с четырехкратным увеличением.

При запуске 4 августа 2012 года была размотана почти целая катушка ниток длиной 200 м (но нить провисала). При наблюдении шара в подзорную трубу угловые размеры шарика составили примерно десятую часть поля зрения. Подзорная труба «Турист-3» обладает увеличением 20 крат и углом поля зрения 2 градуса. Таким образом, угловые размеры шара составили около 0,2 градуса. Учитывая, что диаметр шара составил при запуске 37 см (пренебрегаем расширением шара), расстояние до него составило около 100 м.

Продолжение следует
 

Водородные бутылки для воды – что это и как использовать?

Родиной водородной воды считается Япония. Средняя продолжительность жизни там составляет 84 года, а количество долгожителей бьет рекорды. По официальной статистике, в 2020 году в стране зарегистрировано более 80 тысяч человек, перешагнувших 100-летний рубеж. Самой пожилой жительнице Японии из префекта Фукуока стукнуло 117 лет!

Долгое время секретом японских долгожителей считался особенный образ жизни – много движения, качественная свежая пища, небольшие порции, приоритет на рис, морепродукты и зеленый чай. Но в середине прошлого десятилетия мир буквально гремел от очередного японского ноу-хау для ЗОЖников – водородной воды.

История изобретения водородной воды

На самом деле, эксперименты по ее использованию в Японии начались еще в 1960-х годах. Сначала она применялась в растворах для купания, а потом ее ввели и в качестве питья. Министерство здравоохранения страны утвердило использование такой воды для лечения обезвоживания и некоторых инфекций.

Основные плюсы водородной воды:

1. Антиоксидантные свойства.

2. Противовоспалительный эффект.

3. Антиаллергические свойства.

4. Активизация энергообмена.

5. Укрепление иммунитета.

6. Вывод токсинов.

В этой статье мы расскажем, чем полезен водород для организма, как сделать водородную воду в домашних условиях и что такое водородные бутылки для воды.

Водород как химический элемент

Водород – это первый элемент периодической таблицы Менделеева. Самый легкий среди всех и самый распространенный во Вселенной. Звезды в космосе состоят в основном из него. В природе нашей планеты это бесцветный газ, без вкуса и запаха, нетоксичный.

Впервые получен в XVI веке Парацельсом – швейцарским алхимиком и врачом эпохи Возрождения. Подробно реакцию между железом и кислотой с выделением газообразного водорода описал англо-ирландский ученый по фамилии Бойль в 1671 году. В середине XVIII века британец Генри Кавендиш назвал водород «горючим воздухом» и обнаружил, что при его сгорании образуется вода. Современное название водорода предложил русский химик и физик Михаил Соловьев в 1824 году.

Пять бесценных свойств водорода для человеческого организма

О том, что нашему организму необходим кислород и вода, знают все. Без них были бы невозможны такие процессы, как дыхание и переваривание пищи. Однако водород играет не менее важную роль в естественной регуляции человеческого организма:

1. Водород – главный антиоксидант. Легко вступает в реакцию с кислородом, препятствуя окислению, непосредственно связанному со старением и вызывающему ряд заболеваний.

2. Водород участвует в детоксикации. Содержится в шести органах и выводит токсины из организма. Это еще раз подтвердил доктор Альберт Сент-Дьерди в рамках исследования, посвященного витамину С. В своей работе Дьерди пришел к выводу, что водород выделяется в процессе распада углеводов и высвобождает много энергии, необходимой для дальнейшей жизнедеятельности.

3. Водород участвует в образовании аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). В рамках работы над теорией Хемиосмоса доктор Питер Митчелл доказал, что выработка АТФ – главного источника энергии организма, производимого в специальных отсеках клеток – митохондриях, происходит благодаря дегидрогеназе водорода (группе ферментов, катализирующих реакции его отщепления).

4. Водород контролирует уровень сахара в крови. Именно поэтому молекулярный водород может использоваться в составе терапии при сахарном диабете. Это улучшает показатели холестерина и гликозированного гемоглобина.

5. Водород снижает риск сердечных и других заболеваний. Благодаря своим антиоксидантным, противовоспалительным и антиапоптическим (против клеточного распада) свойствам молекулярный водород может применяться в составе профилактики и лечения целого ряда заболеваний.

Как такого недостатка водорода в человеческом организме не бывает, только дефицит его соединений. Например, воды. Сопровождается он повышенной жаждой, сухостью слизистых и кожи, снижением тургора тканей, обезвоживанием, падением артериального давления и другими симптомами. С большой вероятностью в составе лечения будет обильное питье, которое можно насытить водородом.

Портативные генераторы водородной воды

Устройство для насыщения обычной воды водородом называют портативный водородный генератор или просто водородная бутылка для воды. В коллекции FISSMAN представлена стильная модель с кнопкой.

Плюсы водородной бутылки для воды FISSMAN:

1. Выполнена из современного безопасного пластика.

2. Имеет силиконовую крышку с удобным носиком для питья.

3. Оснащена откидной крышкой, открывается одной рукой.

4. В основании установлен механизм, запускающий процесс электролиза, то есть разделения воды на водород для насыщения и кислород для отведения.

5. Объем такой бутылки 320 мл.

6. Обогащает воду за 3 минуты. Просто залейте жидкость внутрь и нажмите кнопку.

7. Мобильная вещь. Можно брать с собой на прогулку и в поездки.

8. Часто такие бутылки для воды – спортивные аксессуары. Они легкие и помещаются в отсеки на тренажерах.

9. Прибор автономный и не требует подключения к электросети.

FISSMAN предлагает водородные бутылки для воды с пробкой, которая находится под крышкой. Готовый, насыщенный водородом напиток, рекомендуется пить сразу после приготовления. Приобрести портативный генератор для водородной воды можно в нашем интернет-магазине

Социальная стоматология | Как отбелить зубы в домашних условиях?

Как отбелить зубы в домашних условиях. Бабушкины рецепты и подручные средства

Как отбелить зубы в домашних условиях?

Одним из главных канонов красоты традиционно считается белоснежная улыбка. Поэтому все, кто хотел бы безупречно выглядеть, стараются сохранить эмаль белой как можно дольше. Увы, это не всегда удается даже при безупречной гигиене полости рта. Цвет зубов изменяют напитки с естественными красителями – чай, кофе, соки, цветные фрукты и овощи и, конечно, отвратительно смотрится на поверхности коронки налет курильщика. Вернуть зубам былую белизну возможно. Для этого у стоматологов есть множество методов. Если же кабинет дантиста вне зоны доступа или не по карману. Попробуем справиться в домашних условиях.

Что такое отбеливание зубов?

Важно понять, что отбеливание зубов это не чистка от налета. Это влияние на эмаль, в глубоких слоях которой при химическом воздействии на пигмент изменился цвет. Необходимо предупредить, что если ваш родной цвет зубов от рождения светло-бежевый или серый, белым его уже не сделать. Однако осветлить цвет эмали можно постараться. К сожалению, все стоматологические методы весьма агрессивны, и их нужно применять с осторожностью, взвесив риски. Отбеливание «по-домашнему»так же нужно выполнять с оглядкой на возможный вред эмали зубов. Однако наши бабушки и дедушки пользовались именно этими методами. Значит, их можно считать проверенными временем.

Незаменимая сода.

Пищевая сода под рукой у каждой хозяйки, поэтому самый простой способ отбелить зубы это их этим порошком. Нужно лишь опустить смоченную теплой водой щетину зубной щетки в соду и отдраить зубные ряды, так же как и пастой. Однако, нужно помнить, что абразивы кристаллов соды могут нанести вред эмали зубов и деснам, поэтому особенных усилий щеткой лучше не прикладывать и не стоит чистить содой зубы каждый день. Если эмаль или десны будут болезненно реагировать на соду, этот метод отбеливания зубов лучше не использовать.

Перекись водорода.

Перекись водорода один из самых бюджетных методов отбеливания зубов в домашних условиях. Есть два способа применения раствора. Первый – смочить кусочек ваты перекисью и тщательно протереть ею зубы. Второй – сделать раствор для полоскания – 50 капель перекиси водорода на пол стакана воды. Допускается более концентрированный раствор. После процедуры полость рта обязательно нужно прополоскать уже водой.

Активированный уголь.

Хорошее средство для отбеливания зубов в домашних условиях – активированный уголь. Еще наши пращуры чистили зубы золой, так что метод можно считать проверенным временем. Таблетки активированного угля нужно растолочь в порошок и использовать его аналогично соду. То есть смочить щетину зубной щетки теплой водой и окунуть в угольный порошок. Потом чистить зубы. Кристаллы активированного угля так же могут навредить эмали как кристаллы соды. Поэтому каждый день использовать этот метод тоже не рекомендуют.

Ягодная паста.

Отбеливающим эффектом обладают так же клубника и земляника. Ягоды нужно размять в кашице, окунуть в мякоть щетину зубной щетки и чистить зубы. Кроме отбеливающей кислоты в этих ягодах содержится фруктоза и глюкоза, которые при долгом контакте с зубами могут навредить эмали. Поэтому сразу после отбеливания, нужно тщательно прополоскать рот водой.

Профилактика.

Для того, чтобы как можно дольше сохранить зубы белыми, нужно соблюдать некоторые правила:

• Тщательно соблюдать нормы гигиены полости рта.
• Вместо трех минут чистить зубы четыре или пять.
• Красящие напитки – кофе, чай, соки и компоты пить через соломинку, чтобы краситель не соприкасался с эмалью зубов.
• Если плохая водопроводная вода использовать отбеливающие зубные пасты с высоким содержанием фтора.
• Добавьте в рацион сыр чеддер, он отделывает зубы.
• Укрепляют эмаль зубов морковь и молочные продукты.

4 способа получения газообразного водорода дома или в лаборатории

Электролиз воды — один из простых способов получения газообразного водорода. (Wikihow / CC BY-NC-SA 3.0)

Газообразный водород легко сделать дома или в лаборатории, используя обычные химические вещества и повседневные материалы. Получив газ, вы можете использовать его для множества интересных научных проектов. Конечно, вы не «производите» водород, поскольку это элемент. Он образуется в результате химических реакций, которые его высвобождают. Вот как безопасно получить водород.

Получение газообразного водорода — Метод 1

Электролиз воды (H ₂ O) — один из самых простых способов получения газообразного водорода.Электролиз расщепляет воду на газообразный водород и газообразный кислород. Таким образом, вы также можете собирать нечистый кислород с помощью этого метода.

Материалы

Для этого метода необходимы только основные материалы:

• Вода
• 9-вольтовая батарея
• 2 скрепки (или проволока)
• Емкость с водой

Порядок действий

1. Разогнуть скрепки и подсоедините по одной к каждой клемме аккумулятора.
2. Остальные концы, не касаясь, опустить в емкость с водой.Поздравляю! У вас электролиз.
3. Вы увидите пузыри, выходящие из обоих проводов. Тот, у которого больше пузырьков, выделяет чистый водород. Остальные пузырьки — это нечистый кислород. Чтобы проверить, какой газ является водородом, поднесите к баллону зажженную спичку или зажигалку. Пузырьки водорода загорятся; пузырьки кислорода не горят.
4. После того, как вы определили источник водорода, вы можете его забрать. Соберите газообразный водород, перевернув наполненную водой трубку или сосуд над проволокой, производящей газообразный водород.Причина, по которой вам нужна вода в контейнере, заключается в том, чтобы вы могли собирать водород, не получая воздуха. Воздух содержит 20% кислорода, который вы не должны попадать в контейнер, чтобы он не стал опасно воспламеняющимся. Не собирайте газ, отходящий от обоих проводов, в один и тот же контейнер, так как это смесь водорода и кислорода, которая легко воспламеняется. Если хотите, вы можете использовать второй контейнер с водой для сбора нечистого кислорода.
5. Отсоединить аккумулятор. Закройте или закройте емкость с водой и газом, прежде чем перевернуть ее вправо.Промаркируйте контейнер.

Получение водородного газа — Метод 2

Хотя электролиз является хорошим методом получения водорода, есть два улучшения, которые значительно повышают выход. Первый — использовать грифель карандаша (чистый графит) в качестве электродов. Второй совет — добавить в воду щепотку соли, которая станет электролитом.

Из графита получаются хорошие электроды, поскольку он электрически нейтрален и не растворяется во время электролиза. Соль диссоциирует на ионы в воде и увеличивает ток, ускоряя реакцию электролиза.

Материалы

Помимо карандашей и соли, существенным изменением является то, что у вас появилось больше вариантов для батареи.

• 2 карандаша
• Соль (хлорид натрия или английская соль)
• Картон
• Вода
• Батарея (может опуститься до 1,5 В, так как есть электролит)
• 2 Скрепки или кусочки электрического провода
• Емкость с водой

Процедура

1. Снимите ластики и металлические колпачки с карандашей и заточите оба конца, чтобы обнажить грифель карандаша.
2. Добавьте щепотку соли в емкость с водой.
3. Используйте картон, чтобы подставить карандаши в соленую воду. Положите картон на емкость с водой. Вставьте карандаши в картон так, чтобы грифель был погружен в жидкость, но не касался дна или стенок емкости.
4. Прикрепите проволоку к каждому карандашу. Подключите каждый провод к клемме аккумулятора.
5. Собрать газ, как и прежде, в емкость, наполненную водой.

Получение газообразного водорода — Метод 3

При химических реакциях часто выделяется газообразный водород.Одна реакция происходит между цинком и соляной кислотой с образованием хлорида цинка и газообразного водорода:

Zn (s) + 2HCl (l) → ZnCl ₂ (l) + H ₂ (g)

Большинство металлов реагируют с кислотой для выделения водорода, поэтому не стесняйтесь заменять железо или алюминий, если он более доступен. Собирать газ немного сложнее из-за кислоты. Рекомендуется проводить эту реакцию в вытяжном шкафу и в защитных очках и перчатках. Один из способов — перевернуть стеклянный сосуд с кислотой над металлом, чтобы газ вытеснил жидкость.Гораздо безопаснее перевернуть пустую емкость для сбора реакционной смеси и позволить водороду вытеснить воздух. Водород легче воздуха и будет подниматься вверх. В конце процесса сборная ёмкость будет содержать немного воздуха (и кислорода).

Материалы и процедура

• Соляная кислота или соляная кислота
• Гранулы цинка (или полоски алюминиевой или железной опилки)

При смешивании кислоты и металла немедленно выделяются пузырьки газообразного водорода. Будьте осторожны, чтобы не прикасаться к кислоте.Кроме того, ожидайте выделения тепла в результате этой экзотермической реакции.

Получение водородного газа — Метод 4

Сильные основания также активно вступают в реакцию со многими металлами. Гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид калия (КОН) содержат элемент водород и выделяют водородный газ. Например, реакция алюминия и гидроксида натрия с образованием водорода и алюмината натрия:

2Al (s) + 6NaOH (aq) → 3H ₂ (g) + 2Na ₃ AlO ₃ (aq)

Материалы

• Гидроксид натрия (обычно продается как очиститель канализации)
• Алюминий (часто входит в состав очистителей канализации или вы можете использовать алюминиевую фольгу)
• Вода

Процедура

1. Поместите очиститель канализации и алюминий в стакан блюдо.Не используйте металл или пластик, потому что очиститель канализации может вступить в реакцию с металлом. Тепло, выделяемое в результате реакции, может повредить пластик.
2. Наполните стеклянный контейнер водой для сбора газообразного водорода.
3. Переверните емкость с водой над кучей химикатов и соберите водородный газ.

Информация о безопасности

• Ознакомьтесь с информацией о безопасности для любых химических веществ, которые вы можете использовать. В частности, соляная кислота (сильная кислота) и гидроксид натрия (сильное основание) являются едкими веществами и могут вызвать химические ожоги.Если вы используете эти химические вещества, обязательно надевайте перчатки, защитные очки и другое защитное снаряжение.
• Храните газообразный водород вдали от открытого огня, источников тепла и возгорания.
• Имейте в виду, что смешивание газообразного водорода с кислородом или воздухом (который содержит кислород) увеличивает его воспламеняемость, поскольку кислород является окислителем.

Если вам нравится получать газообразный водород и вы хотите попробовать аналогичный проект, попробуйте сделать газообразный хлор.

Ссылки

Связанные сообщения

Как сделать водородный газ (4 метода)

Газообразный водород легко получить дома или в лаборатории, используя обычные бытовые материалы.Вот как безопасно получить водород.

Получение газообразного водорода — метод 1

Один из самых простых способов получить водород — это получить его из воды, H ₂ O. В этом методе используется электролиз, при котором вода расщепляется на водород и газообразный кислород.

Необходимые материалы

• вода
• Аккумулятор 9 В
• 2 скрепки
• еще одна емкость с водой

ступеней

1. Разогните скрепки и подсоедините по одной к каждой клемме аккумулятора.
2. Поместите другие концы, не касаясь, в емкость с водой. Вот и все!
3. На обоих проводах появятся пузыри. Тот, у которого больше пузырьков, выделяет чистый водород. Остальные пузырьки — это нечистый кислород. Вы можете проверить, какой газ является водородом, зажег спичку или зажигалку над контейнером. Пузырьки водорода загорятся; пузырьки кислорода не горят.
4. Соберите газообразный водород, перевернув наполненную водой трубку или сосуд над проволокой, производящей газообразный водород.Причина, по которой вам нужна вода в контейнере, заключается в том, чтобы вы могли собирать водород, не получая воздуха. Воздух содержит 20% кислорода, который вы не должны попадать в контейнер, чтобы он не стал опасно воспламеняющимся. По той же причине не собирайте газ, отходящий от обоих проводов, в один и тот же контейнер, так как смесь может взорваться при возгорании. При желании вы можете собирать кислород так же, как водород, но имейте в виду, что этот газ не очень чистый.
5. Закройте или закройте контейнер перед его переворачиванием, чтобы избежать контакта с воздухом.Отсоедините аккумулятор.

Получение газообразного водорода — метод 2

Есть два простых улучшения, которые вы можете сделать, чтобы повысить эффективность производства газообразного водорода. Вы можете использовать графит (уголь) в виде грифеля карандаша в качестве электродов, а также добавить щепотку соли в воду, чтобы она действовала как электролит.

Из графита получаются хорошие электроды, поскольку он электрически нейтрален и не растворяется во время реакции электролиза. Соль полезна, потому что она диссоциирует на ионы, которые увеличивают ток.

Необходимые материалы

• 2 карандаша
• соль
• картон
• вода
• аккумулятор (может снизиться до 1,5 В с электролитом)
• 2 скрепки или (еще лучше) 2 куска электрического провода
• еще одна емкость с водой

ступеней

1. Подготовьте карандаши, сняв стирающую головку и металлические колпачки и заточив оба конца карандаша.
2. Вы собираетесь использовать картон, чтобы держать карандаши в воде.Положите картон на емкость с водой. Вставьте карандаши в картон так, чтобы грифель был погружен в жидкость, но не касался дна или стенок емкости.
3. Отложите картон с карандашами на мгновение и добавьте в воду щепотку соли. Вы можете использовать поваренную соль, английскую соль и т. Д.
4. Заменить картон / карандаш. К каждому карандашу прикрепите провод и подключите его к клеммам аккумулятора.
5. Собрать газ, как и прежде, в емкость, наполненную водой.

Получение газообразного водорода — метод 3

Вы можете получить газообразный водород, реагируя соляной кислотой с цинком:

Цинк + соляная кислота → хлорид цинка + водород
Zn (т) + 2HCl (л) → ZnCl ₂ (л) + H ₂ (г)

Необходимые материалы

• соляная кислота (соляная кислота)
• гранулы цинка (или железные опилки или полосы алюминия)

Пузырьки газообразного водорода будут выпущены, как только кислота и цинк будут смешаны.Будьте очень осторожны, чтобы избежать контакта с кислотой. Кроме того, эта реакция выделяет тепло.

Самодельный водородный газ — метод 4

Алюминий + гидроксид натрия → Водород + алюминат натрия
2Al (s) + 6NaOH (водн.) → 3H ₂ (г) + 2Na ₃ AlO ₃ (водн.)

Необходимые материалы

• гидроксид натрия (содержится в некоторых средствах для удаления засоров канализации)
• алюминий (входит в состав средств для удаления слива или можно использовать фольгу)

Это чрезвычайно простой способ получения газообразного водорода в домашних условиях.Просто добавьте немного воды в средство для удаления засоров слива! Реакция экзотермична, поэтому используйте стеклянную (не пластиковую) бутылку для сбора образовавшегося газа.

Безопасность водородного газа

• Главное соображение безопасности — исключить возможность смешивания газообразного водорода с кислородом воздуха. Если это произойдет, ничего плохого не произойдет, но полученная смесь воздух-водород гораздо более горючая, чем сам по себе водород, потому что теперь она содержит кислород, который будет действовать как окислитель.
• Храните газообразный водород вдали от открытого огня или другого источника воспламенения.

Заправьте свой автомобиль водородом дома? Только если ты злодей из Бонда

Поскольку дети могут вырабатывать водород для научных выставок, используя девятивольтовые батареи, взрослым должно быть легко вырабатывать его для заправки автомобилей на топливных элементах дома, верно? Не так быстро. Для очень богатых людей, склонных к излишне запутанным решениям, это могло иметь смысл, но не для кого-либо еще.

Давайте разберемся с этим.

Можно ли производить водород дома? Да, можно получить водород научным способом путем электролиза воды. Из литра воды можно получить около 111 граммов водорода, если вы сумеете уловить его весь. Вам, вероятно, понадобится одна из этих промышленных электролизных установок, чтобы получить достаточно чистого водорода для вашего автомобиля. Это одно парковочное место в вашем гараже пропало.

Килограмм водорода — это автомобиль на топливных элементах, эквивалентный галлону газа. Mirai вмещает пять килограммов.Для получения достаточного количества водорода потребуется электролиз 45 литров или около 12 галлонов воды, чтобы получить достаточно водорода для заполнения резервуара. Это очень разумно. Для базового электролиза потребуется около 167 кВтч электроэнергии, поэтому он будет стоить около 20 долларов США по цене 12 центов за кВтч (в среднем по США).

Пока все хорошо.

Но проблема с громкостью. Эти пять килограммов водорода в виде газа комнатной температуры будут иметь объем 6 175 литров. Это примерно 6 кубических метров или около 212 кубических футов.Вам понадобится большой резервуар для хранения водорода, прикрепленный к вашему проекту научной ярмарки. Есть еще одно место для парковки.

Тогда вам нужно будет сесть в машину. Это требует как его сжатия, так и охлаждения. Это целый процесс сам по себе со своим собственным набором механизмов и автоматизированных средств управления.

Для заполнения бака Toyota Mirai для достижения полного диапазона требуется сжатие H70, которое составляет 700 бар или 70 МПа. Бар — это единица давления, которая соответствует давлению воздуха на уровне моря, поэтому вы смотрите на давление в 700 атмосфер, что намного выше, чем у большинства домашних компрессоров.Они имеют тенденцию отводить около 14 атмосфер.

Есть небольшая пара проблем, когда молекулы водорода невероятно крошечные и легко воспламеняются. Первая часть означает, что вы должны производить все это оборудование с невероятно жесткими допусками. В домашних компрессорах нет необходимости, потому что они работают с невероятно густым веществом, которое мы называем воздухом. Второе означает, что вам необходимо, чтобы в систему были встроены резервные устройства отрицательного давления и выхлопы наружу, иначе в вашем гараже будет достаточно много горючего газа.

Toyota Mirai необходимо точно знать, какое давление и температуру водорода он получает, чтобы безопасно получать нужное количество водорода. Для этого требуются компьютерные блокировки, иначе у вас были бы проблемы, вплоть до выдувания прокладки при давлении 700 атмосфер и заполнения гаража горючим водородом. У вас получится что-то вроде этого. В вашем гараже есть третье парковочное место.

Насос, охлаждение и компьютерные компоненты всего этого — вот почему водородные заправочные станции H70 стоят минимум 500 000 долларов США.И они не производят водород, они его доставляют.

Так можно ли вырабатывать водород дома для заправки автомобиля?

Конечно. Если у вас есть около миллиона долларов, чтобы потратить на это, гараж на три машины только для установок по переработке водорода, и это достаточно далеко от дома и соседей, чтобы звук насосов, способных создавать давление в 700 атмосфер, не создавал проблем. . Если вы достаточно богаты, чтобы подумать об этом, вы, вероятно, можете позволить себе несколько акров земли. Может быть, вы даже не против прогуляться пару минут по территории, чтобы добраться до своего изолированного гаража.

Или вы можете просто получить электромобиль с аккумулятором и потратить пару сотен долларов на установку розетки, к которой он будет подключаться. А поскольку самая большая из доступных аккумуляторных батарей для электромобилей — 100 кВт / ч с примерно таким же диапазоном, как у Mirai (и гораздо более высокой производительностью), ее заправка будет стоить всего около 12 долларов.

Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или представителем CleanTechnica — или покровителем Patreon.

Реклама

Есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.

Первая в мире домашняя водородная батарея накапливает в 3 раза больше энергии, чем Powerwall 2

Чтобы отключиться от сети с помощью домашней солнечной батареи, вы должны иметь возможность генерировать энергию, когда солнце не светит, и хранить ее, когда это не так. Обычно люди делают это с системами литиевых батарей — примером может служить Tesla Powerwall 2.Но австралийская компания Lavo построила довольно массивный (хотя и громоздкий) шкаф, который может стоять сбоку от вашего дома и хранить вашу избыточную энергию в виде водорода.

Система хранения зеленой энергии Lavo имеет размеры 1680 x 1240 x 400 мм (66 x 49 x 15,7 дюймов) и весит 324 кг (714 фунтов), поэтому вероятность того, что вор может ее забрать в карман, очень мала. Вы подключаете его к солнечному инвертору (он должен быть гибридным) и к водопроводу (через блок очистки) и расслабляетесь, поскольку он использует избыточную энергию для электролиза воды, выделения кислорода и хранения водорода в запатентованном металле. гидридная «губка» при давлении 30 бар или 435 фунтов на квадратный дюйм.

Он накапливает около 40 киловатт-часов энергии, что в три раза больше, чем у нынешнего Powerwall 2 от Tesla, и этого достаточно для эксплуатации дома в среднем в течение двух дней. И когда эта энергия необходима, он использует топливный элемент для доставки энергии в дом, добавляя небольшую литиевую буферную батарею на 5 кВтч для мгновенного отклика. Есть возможность подключения к Wi-Fi и телефонное приложение для мониторинга и управления, а предприятия с более высокими потребностями в электроэнергии могут запускать несколько устройств параллельно, чтобы сформировать «интеллектуальную виртуальную электростанцию».»

При 34 750 австралийских долларов (26 900 долларов США) это стоит больше, чем то, что вы заплатили бы за три Powerwall в Австралии, но не на огромную сумму, и эта цена упадет до 29 450 австралийских долларов (22 800 долларов США) в последнем квартал 2022 года, к которому, по словам Лаво, он будет доступен на международном уровне.

Снятие крышки открывает сюрприз: 40 кВт-ч водорода хранится в этих четырех маленьких красных контейнерах слева, а остальная часть этого большого старого шкафа занята батареей, электролизером и батареей топливных элементов

Lavo

Чем он лучше батареи? Что ж, Лаво говорит, что ключевые биты должны прослужить намного дольше, чем система батарей, до 30 лет вместо, может быть, 15 лет от литиевой батареи.Также нет токсичных химикатов, которые нужно утилизировать впоследствии, и компания заявляет, что, хотя это немного зверь, отдельная система Lavo более компактна, чем эквивалентный объем аккумуляторной батареи.

Как там хуже? Что ж, аспект безопасности, безусловно, открыт для обсуждения. Лаво говорит, что утечка будет подниматься и рассеиваться так быстро, что вероятность возгорания или взрыва мала, и что водород «по своей природе не более опасен, чем другие обычные виды топлива, такие как бензин или природный газ», но справедливо сказать, что он действительно может вечеринка начиналась в том редком случае, когда до нее удавалось дотянуться до домашнего пожара.

Тогда есть эффективность. Батареи накапливают и выделяют энергию с минимальными потерями; за каждый киловатт-час, который ваш массив на крыше генерирует и вставляет в батарею, вы получаете более 90 процентов его энергии. Но процесс производства водорода путем электролиза с использованием протонообменной мембраны эффективен только примерно на 80 процентов, так что вы сразу теряете 20 процентов. А с другой стороны, вы потеряете примерно половину того, что накопили, в процессе преобразования водорода обратно в энергию через топливный элемент.

Таким образом, не только требуется больше энергии для заполнения, система хранения водородной энергии на 40 кВтч может начать напоминать систему на 20 кВтч, когда вы действительно попытаетесь получить из нее энергию. Ребята из Lavo говорят, что эффективность этой системы «туда и обратно превышает 50 процентов», поэтому, поверив им на слово, вы все равно выбрасываете примерно столько же энергии, сколько сохраняете.

Весь водород хранится в четырех небольших контейнерах с красным гидридом; остальная часть этого массивного шкафа занята электролизером, аккумулятором и батареей топливных элементов

Lavo

И последний убийца радости — максимальная выходная мощность системы в 5 кВт, которая предположительно ограничена пропускной способностью топливного элемента.Существуют системы кондиционирования с одной сплит-системой, потребляющие более 7 кВт, и они не особо экстравагантные. 5 кВт постоянной мощности будут проблемой; вам необходимо поддерживать активное подключение к сети.

Тем не менее, это только начало, и водород — самая горячая тема в энергетическом секторе прямо сейчас. Не исключено, что домашние устройства хранения данных могут начать иметь смысл в какой-то момент в будущем, но Лаво, вероятно, сочтет это (по общему признанию великолепным) устройством трудным для продажи рядом с системой батарей.

Если вы чувствуете себя мазохистом, посмотрите видео ниже, но будьте осторожны, первые слова — «Жизнь. Это сложно. Удивительно. Душераздирающе. Невероятно». Вы захотите перейти к минутной отметке, если у вас нет под рукой патрона маркетингового класса.

Фирменная пленка LAVO ™

Источник: Lavo

Проект

Водородного дома — Проект водородного дома: Дом

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ В ВОДОРОДНОЕ БУДУЩЕЕ!

Hydrogen House Project является некоммерческой образовательной организацией 501 (c) (3)

Hydrogen House Project (HHP) посвящен обучению общественности использованию водорода в качестве энергетического решения при проведении исследований и разработок в области экологически чистых энергетических технологий.

Аудиотур BBC по водородному дому!

Узнайте о «зеленом» водороде в «Климатическом вопросе».

След Forbes:

«Действия одного человека с чистым водородом создают неизгладимый след»

Продается одна из наших переоборудованных водородных домов! Он может быть вашим сегодня!

Фотографии этого проекта находятся в фотогалерее
93 Woosamonsa Road Pennington, NJ 08534

ЗАПРАВКА ТОЙОТА МИРАИ НА ВОДОРОДЕ

Ключи от клетки Документальные

THE JOULE BOX — Переносной ВОДОРОДНЫЙ ГЕНЕРАТОР

«Пример того, каким может быть новый уровень жизни, сокращение потерь и использование ресурсов, со всеми домашними удобствами.»- Майк Стризки

Образование

Майк Стризки проводит экскурсию для школьников

Образование — краеугольный камень проекта Hydrogen House. На протяжении многих лет Майк Стризки читал лекции, представлял свои работы на публичных мероприятиях и проводил экскурсии по своему Солнечно-водородному дому в Хопуэлле, штат Нью-Джерси. Стризки также работал со студентами-стажерами над различными проектами исследований и разработок, давая молодым людям ценный практический опыт в быстро развивающемся секторе возобновляемых источников энергии.

Спонсируйте ZOOM TOUR ДЛЯ вашей школы или организации

Майк Стризки с Джейденом и Уиллоу Смит в Hydrogen House
Образовательная и информационная программа проекта

Hydrogen House направлена ​​на исследования и разработки в секторе возобновляемых источников энергии.

Студенты и организации имеют возможность ощутить исключительные преимущества возобновляемых источников энергии в первом доме с солнечным водородом в Северной Америке.

Именно через молодежь мы можем добиться наиболее значительных изменений в нашем обществе.
Цель солнечного водородного дома — продемонстрировать, что водородная экономика реальна и доступна для немедленного внедрения.

Великобритания построит свои первые дома, работающие на водороде, к

апреля

Тим Грэм | Новости Getty Images | Getty Images

Первые дома в Великобритании, в которых бытовая техника, включая бойлеры, печи и духовки, работающие исключительно на водороде, должны быть открыты к апрелю, и власти надеются, что эти здания дадут публике возможность «заглянуть в потенциальный дом будущего».

Проект по развитию двух смежных домов получил финансирование в размере 250 000 фунтов стерлингов (около 347 175 долларов США) от программы Hy4Heat правительства Великобритании.

Кроме того, две компании — Northern Gas Networks и Cadent — предоставят каждая по 250 000 фунтов стерлингов на Дома будут расположены на участке Северной газовой сети в Лоу-Торнли, Гейтсхед, на северо-востоке Англии.

Общая идея застройки — дома не были спроектированы для проживания — состоит в том, чтобы показать, как водород может в конечном итоге заменить природный газ, ископаемое топливо, в бытовых условиях.С этой целью представителям общественности будет разрешено посетить здания и посмотреть, как работают водородные приборы.

«В отличие от природного газа, на который приходится более 30% выбросов углерода в Великобритании, водород не производит углерода в месте использования, а единственным побочным продуктом является вода», — заявило во вторник правительство.

Описанный Международным энергетическим агентством как «универсальный энергоноситель», водород имеет широкий спектр применений и может быть использован в таких секторах, как промышленность и транспорт.Примеры его использования в последнем включают поезда, самолеты, автомобили и автобусы, работающие на водородных топливных элементах.

Водород можно получить с помощью электролиза, при котором вода расщепляется на кислород и водород. Если электричество в процессе поступает из возобновляемого источника, то конечный продукт называют «зеленым водородом».

Газообразный водород, используемый в домах в Гейтсхеде, будет изначально поставляться в виде баллонов, хотя в будущем можно будет использовать зеленый водород.

Проект является частью более широких усилий по обезуглероживанию U.K. Ближе к концу 2020 года премьер-министр Борис Джонсон обнародовал детали плана из 10 пунктов так называемой «зеленой промышленной революции».

Этот план включает в себя цель развития города, «полностью отапливаемого водородом» к концу этого десятилетия. В этом году правительство также опубликует Стратегию по водороду, в которой будут «изложены планы» по развитию водородной экономики в Великобритании.

Строительство в Гейтсхеде — не единственный проект в Великобритании, ориентированный на использование водорода в домашних условиях.

В ноябре прошлого года регулирующий орган по вопросам энергетики Ofgem объявил, что выделит до 18 миллионов фунтов стерлингов на финансирование в Шотландии схемы, основанной на использовании зеленого водорода для обогрева домов.

Еще 6,9 миллиона фунтов стерлингов инвестиций в проект, известный как h200 Fife, должны поступить от правительства Шотландии.

В заявлении того времени SGN, фирма, отвечающая за газовую сеть в Шотландии и на юге Англии, описала инициативу как «демонстрационную сеть, состоящую из 100% водорода…, которая принесет безуглеродное отопление и приготовление пищи примерно на 300 домов с конца 2022 года.

В США в декабре прошлого года компания Southern California Gas объявила о планах строительства своего дома для водорода h3.

В заявлении того времени фирма описала проект как «первый в своем роде». для США и сказал, что он будет состоять из «дома, солнечных панелей, домашней батареи, электролизера для преобразования солнечной энергии в чистый водород и топливного элемента для преобразования этого водорода обратно в электричество».

Кроме того, дом — который должен быть завершен к концу этого года — будет использовать смесь водорода и природного газа для работы своих приборов.

Зеленый водород дома? LAVO может сделать это возможным

Австралийский стартап в области водородной энергетики, запуск которого запланирован на конец этого года, дает возможность заглянуть в будущее зеленой энергетики.

Австралийский рынок солнечной энергии на крышах переживает бум, а 2020 год стал рекордным для установки. Неудивительно, что одна из самых солнечных стран в мире так увлечена солнечной энергией, но страна развертывает системы возобновляемых источников энергии, большая часть которых составляет солнечную энергию, с невероятной скоростью: в 10 раз выше среднемирового показателя, и этому способствует высокие цены на электроэнергию, государственная политика и большое количество частных домов на одну семью.

Это хорошее основание для новой компании LAVO, которая должна развернуть свой первый блок генерации и хранения водорода в июне 2021 года. Дизайнерская коробка высотой 1,7 м и шириной 1,2 м, которую СМИ уже объявили в качестве конкурента Tesla Powerwall, имеет примерно такие же размеры. холодильника с двойной дверью и содержит все, что нужно домам и предприятиям для создания собственной водородной системы выработки электроэнергии, обеспечивающей мощность 5 кВт при сроке службы 20 000 циклов.

Используя солнечную энергию, он перекачивает воду из водопровода, очищает ее, а затем пропускает через встроенный электролизер, создавая водородный газ.Он выбрасывает кислород, а затем хранит газ в четырех резервуарах для хранения гидрида из металлического сплава. Они приводят в действие топливный элемент, который передает в дом электроэнергию с регулируемым напряжением, а также возвращается в сеть.

Компания утверждает, что ее водородная гибридная батарея накапливает более 40 кВт · ч электроэнергии, чего достаточно для питания среднего австралийского дома в течение двух дней. КПД в оба конца составляет около 50%, что означает, что он хранит половину потребляемой солнечной энергии (или электроэнергии из сети).

LAVO получил свое название от Антуана Лавуазье, французского химика, который определил и назвал водород в 1783 году.Эта технология является дочерней компанией Исследовательского центра водородной энергетики при Университете Нового Южного Уэльса, нового партнерства с инвестиционной фирмой Providence Asset Group. Среди других партнеров Evergen, GHD, Design + Industry, Varley, Ampcontrol, Nedstack и Enapter.

По заявлению компании, это первая в мире коммерческая система хранения водородной энергии, готовая к использованию в жилых помещениях. Рынок солнечных батарей все еще находится на начальной стадии, поэтому для домашнего водорода это был неожиданно большой скачок — даже если только очень увлеченные люди смогут себе это позволить на начальном этапе.Первое поколение имеет пробег 2500 и будет стоить изрядные 34 750 австралийских долларов, а более поздние версии 5000 и 10 000, установленные на 2022 и 2023 годы соответственно, будут стоить на 5000 австралийских долларов меньше.

Хранение гидрида существует уже некоторое время, но, как сообщается, в этой технологии используется новый металлический состав, который увеличивает объем хранимого водорода, разработанный главным ученым LAVO и ведущим исследователем водородных технологий UNSW профессором Кондо-Франсуа Агей-Зинсу. Компания заявляет, что именно благодаря этой технологии сейчас это жизнеспособная система для домашнего использования.

В долгосрочной перспективе LAVO нацелена на расширение на другие рынки, включая торговые центры, больницы, где выход тепла и кислорода системы может оказаться полезным в случае их захвата, а также автономные и резервные источники питания и телекоммуникационные башни.

LAVO также занимается разработкой новых приложений для своей технологии. Электронный велосипед LAVO, который должен быть выпущен в 2022 году, работает от небольшого баллона с водородом, который можно быстро перезарядить с помощью системы LAVO. Торговые автоматы, в которых велосипедисты без LAVO могут обменивать канистры, планируются в городах по всей Австралии.

Самая австралийская бытовая техника, барбекю, также присутствует на картах, но эта водородная модель будет беспламенной. Барбекю улавливает тепло химической реакции между водородом и кислородом, чтобы нагреть свою конфорку, и его высота составляет всего 40 см.

Этой новой технологии, несомненно, будет способствовать Национальная водородная стратегия австралийского федерального правительства, запущенная в ноябре 2019 года, которая направлена ​​на то, чтобы к 2040 году ежегодный экспорт водорода достигал 10 миллиардов австралийских долларов. рынок водородной энергии, который, как ожидается, вырастет до более чем 2 долларов США.5 трлн к 2050 году.

Но энтузиазм домовладельца или бизнесмена потребуется, чтобы заплатить почти 35000 австралийских долларов за устройство первого поколения, и, как отмечает один критик, если у вас есть солнечная энергия, вы также можете купить какой-нибудь стандартный австралийский Century. свинцово-кислотные батареи для хранения вашей энергии, что было бы более эффективно.