Stap 1: Alternatieve energie en de industrie waterstof
Goed gedocumenteerde methoden zoals zonne-, wind of water energie zijn fantastisch, omdat zij gebruik maken van de energie aanwezig is in de natuur en dat energie in elektriciteit omzetten. Dus ok met deze methoden die we hebben elektriciteit wordt geproduceerd zo nu we een methode moeten om deze elektriciteit gebruiken in onze huidige technologie. Dit is waar de elektrolyse in beeld komt. Elektrolyse werd in 1800 ontdekt door een Engelse man genaamd William Nicholson. De reactie die tijdens een elektrolyse optreedt is eenvoudig, twee elektroden worden geplaatst in parallel en ondergedompeld in een vloeistof, de elektroden kunnen worden gemaakt van roestvrij staal, aluminium of andere metalen, zolang het niet met de vloeistof reageren en een hoge oppervlakte geleidbaarheid heeft. Wanneer een elektrisch potentieel wordt geplaatst tussen de elektroden in water de enige weg die de huidige kan stromen is via de onzuiverheden in het water. Op de elektroden passeren elektronen door het water van de kathode naar de anode creëren van concentraties van zuurstof en waterstof op de anode en de kathode respectievelijk.
Elektrolyse lijkt misschien een eenvoudige en nutteloze proces te gebruiken voor energie, maar wanneer gebruikt op water een zeer unieke reactie optreedt, waar sprake was van een waterstof-oxide-molecuul er wordt twee moleculen van waterstof en een molecuul zuurstof (zie Fig. 2). Als beide van deze nieuwe stoffen gassen bij kamertemperatuur ze verzamelen in bubbels en stijgen naar de oppervlakte van het water als een mengsel zijn. Dit mengsel maakt vervolgens een beschikbaar brandstofbron die kan worden gebruikt in een motor, fornuis, boot, auto, vliegtuig, Verwarming b.v. alle producten die worden uitgevoerd op fossiele brandstoffen vandaag, zoals benzine of kolen. Één nadeel van hydrolyse is bij het gebruik van zout water als dit produceert chloorgas die zeer schadelijk is. Deze bijwerking kan gemakkelijk vermeden worden door het verwijderen van eventuele zoutgehalte door verdamping van het water eerst. In dit project zal leidingwater worden gebruikt als instrument om brandstof opslag, zodat dit probleem niet van toepassing.
Sinds de ontdekking in 1800 en eerste documentatie in 1832 door Michael Faraday, hydrolyse meerdere keren gebruikt om te proberen tot een nieuwe vorm van energie. Echter geen van de producten die ooit zijn zeer nuttig zijn te wijten aan problemen zoals gebrek aan efficiëntie en snelheid van de gasproductie. Onlangs al waterstoftechnologie en elektrolyse heeft terug te komen in de kalk licht als de fossiele brandstofindustrie begint te storten. Honda's nieuwste auto maakt bijvoorbeeld gebruik van een hogedruk tank waterstof aan de macht in de brandstofcellen aan de macht van de auto.
Helaas voerde een van de onderzoekers van de elektrolyse genaamd William Rhodes de uitvinding voor zichzelf en benoemde de uitvoer gas 'Browns gas'. Hij beweerde te krijgen meer energie uit de waterstof dan in het water om het te maken in de eerste plaats werd gebracht. Dit is uiteraard tegen de wetten van de fysica en thermodynamica, maar nog steeds gebruikt hij zijn rouse om af te persen van een grote hoeveelheid geld, beweert dat het was voor verder onderzoek. Hij vervolgens met het geld is verdwenen en was nog nooit gehoord van weer echter zijn uitvindingen (scams) nog steeds voortleven.
Een andere recente ontwikkeling, die heeft bijgedragen aan het begin van de waterstof-industrie was de vrij nieuwe ontdekking van waterstof-brandstofcellen (zie Fig 3). Deze zijn opgebouwd uit twee kamers te houden van waterstof en zuurstof met een PEM (Proton Exchange membraan of polymeer elektrolyt membraan) scheiden van de gassen. Wanneer waterstof en zuurstof aanwezig is aan beide zijden van het materiaal een stroom ontstaat, water en warmte krijgen af. Maar er zijn problemen met deze technologie als bij de brandstofcel is het uitvoeren van één kant van de PEM probeert te drogen en zullen kraken als niet nat gehouden, de andere kant moet droog uit te voeren van de huidige en is het produceren van water. Dit maakt het moeilijk om de brandstofcel te werken helemaal of voor een langere periode, dus het zal niet worden opgenomen in het project als de begroting en technologie beperkt is.
Hier is echter hoop voor de industrie waterstof in zicht, een bedrijf in Australië lijken te hebben got op vlak, de productie van goederen zoals water gevoed generatoren, elektrolyse chambers, brandstofcellen en waterstof ketels etc, waaruit blijkt dat waterstof een zeer nuttig en veelzijdig brandstof medium indien correct gebruikt worden kan.
Met al deze informatie in het achterhoofd werd een project gekozen om aan te tonen van dit opmerkelijke technologie en de voordelen die het aan de brandstof en macht industrie brengen zou. Het doel van het project is dat een fornuis om aan te tonen hoe eenvoudig het is voor de vervaardiging van de waterstof en zuurstof brandstofmengsel lokaal op de site en zoals nodig om te voorkomen dat de noodzaak voor het opslaan van de overschrijding. Blijk geven van deze techniek en testen van de efficiëntie zal het project worden gebaseerd op een waterstof-fornuis met gas lokaal geproduceerd in een verzegelde hydrofoor kamer. Dit zei systeem met een apparaat tussen de gaskamer input en de output-kookplaat, zo blijkt uit figuur 4 aan de linkerkant. Dit apparaat kan verbranding te worden uitgeblust als het erin slaagt om te reizen van de brandstof pijp voordat het erin slaagt om de waterstof productie kamer bereiken.
(Fig 5) is een foto van de eerste elektroden die werd gebouwd om te testen de haalbaarheid van het uitvoer-gas als brandstofbron. De elektroden werden gemaakt door down die een staal kan schuren en de vormgeving van een stalen metalen plaat rond een fles zodat het rond de kan passen zou. Draad werd vervolgens threaded rond de kan het isoleren van de metalen plaat te fungeren als een spacer constant te houden de afstand tussen de platen. Met behulp van een 12 volt accu verbonden met de anode en kathode van mijn elektroden ik het apparaat in leidingwater ondergedompeld en wachtte tot een resultaat. De output was bijna onmiddellijke en tot mijn verbazing was de hele oppervlakte van de stalen platen bedekt met gasbellen gegeven uit van het proces.
Voor de stroomvoorziening voor mijn fornuis waterstofsysteem die werd besloten dat groene energie moet worden gebruikt, omdat als het systeem gewoon op het lichtnet aangesloten was dan het proces zou worden uitgevoerd vooral op fossiele brandstoffen en zou nederlaag het doel van deze schone recycleerbare energie. De groene energie voor het aandrijven van het fornuis gekozen was voornamelijk zonne-want dit een gevestigde technologie is en het is over het algemeen altijd licht voor enige tijd elke dag (zie Fig. 7). Een tweede groene energie werd vervolgens opgenomen als aanvulling op de zonne-energie en helpen om te houden van een straaltje kosteloos uitgevoerd naar de batterij. Dit werd gekozen als windenergie als wind alle dag en nacht aanwezig is en het is ook eenvoudig te implementeren met een eenvoudige motor en spinner vergadering (zie Fig 6).
