Paso 1: Energía alternativa y la industria del hidrógeno
Métodos bien documentados como la energía solar, viento o agua son fantásticos en que utilizar la energía presente en la naturaleza y convertir esa energía en electricidad. Tan bien con estos métodos que tenemos electricidad producida así que ahora necesitamos un método para usar esta electricidad en nuestra tecnología actual. Aquí es donde electrólisis entra en la imagen. Electrólisis fue descubierta en 1800 por un inglés llamado William Nicholson. La reacción que se produce durante la electrolisis es simple, dos electrodos se colocan en paralelo y sumergidos en un líquido, pueden hacer los electrodos de acero inoxidable, aluminio o cualquier otro metal como que no reacciona con el líquido y tiene una alta conductividad de la superficie. Cuando se coloca un potencial eléctrico entre los electrodos en el agua el único camino que puede fluir la corriente es a través de las impurezas en el agua. En los electrodos electrones pasen a través del agua desde el cátodo hacia el ánodo creando concentraciones de oxígeno y el hidrógeno en el ánodo y el cátodo respectivamente.
Electrólisis puede parecer un simple y se produce el inútil proceso de uso de energía pero cuando se utiliza en una reacción muy única del agua, donde había una molécula de óxido de hidrógeno que se convierte en dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno (ver Fig. 2). Como estas nuevas sustancias son gases a temperatura ambiente recogen en burbujas y suben a la superficie del agua como una mezcla. Esta mezcla entonces hace una fuente de combustible fácilmente disponible que puede ser utilizada en un motor, cocina, barco, automóvil, avión, por ejemplo, todos los productos que se ejecutan en combustibles fósiles hoy en día como el petróleo o el carbón de la calefacción. Una desventaja a la hidrólisis es cuando se utiliza agua salada como esto produce gas de cloro que es muy perjudicial. Este efecto secundario se puede evitar fácilmente mediante la eliminación de cualquier contenido de sal mediante la evaporación el agua primero. En este proyecto se utilizará agua como medio de almacenamiento de combustible para que este problema no se aplica.
Desde el descubrimiento en 1800 y la primera documentación en 1832 por Michael Faraday, hidrólisis ha sido utilizada varias veces para intentar producir una nueva forma de energía. Sin embargo, ninguno de los productos siempre han sido muy útil debido a problemas como la falta de eficiencia y velocidad de producción de gas. Pero recientemente la tecnología del hidrógeno y la electrólisis ha vuelto en la cal ligeras como la industria de los combustibles fósiles comienza a colapsar. Coche nuevo de Honda por ejemplo emplea un tanque de alta presión de hidrógeno a la energía en sus células de combustible para el coche.
Lamentablemente uno de los investigadores de electrólisis llamados a William Rhodes afirmó la invención para él y nombrado el salida 'marrones del gas'. Pretendía conseguir más energía en el hidrógeno entonces se puso en el agua para crear en primer lugar. Esto es obviamente contra las leyes de la física y la termodinámica pero todavía usó su rouse para extorsionar a una gran cantidad de dinero, alegando que era para la investigación adicional. Luego desapareció con el dinero y nunca fue oído de otra vez sin embargo sus inventos (estafas) todavía viven.
Otro desarrollo reciente que ha permitido el inicio de la industria del hidrógeno fue el descubrimiento bastante nuevo de pilas de combustible de hidrógeno (ver Fig 3). Éstos se construyen de dos cámaras de hidrógeno y oxígeno con un PEM (membrana de intercambio de protones o membrana de electrolito de polímero) separación de los gases. Cuando presentes a ambos lados del material que se genera una corriente de hidrógeno y oxígeno, agua y calor que desprende. Sin embargo, hay dificultades con esta tecnología ya que cuando la pila de combustible está funcionando una parte de la PEM intenta secar y se quebrará si no se mantienen mojadas, el otro lado tiene que ser seco para conducir la corriente y está produciendo agua. Esto hace difícil obtener la célula de combustible funcione o para cualquier período sostenido por lo que no se incluirán en el proyecto como el presupuesto y la tecnología es limitada.
Aquí es sin embargo la esperanza de la industria del hidrógeno a la vista, una empresa en Australia parece que han acertado, producción de bienes como generadores de agua combustible, pilas de combustible, cámaras de electrólisis, hidrógeno calderas etc, demostrando que si se usa correctamente hidrógeno puede ser un medio muy útil y versátil de combustible.
Con toda esta información en mente un proyecto fue elegido para demostrar esta tecnología notable y los beneficios que traería a los sectores de combustible y energía. El objetivo del proyecto es hacer una olla para demostrar lo fácil que es para la fabricación de la mezcla de combustible hidrógeno y oxígeno localmente en el sitio y según sea necesario para evitar la necesidad de almacenar el exceso. Para demostrar esta técnica y comprobar su eficiencia, el proyecto va a basarse en una olla de hidrógeno con el gas que se produce localmente en una cámara sellada a presión. Figura 4 en la izquierda se muestra dicho sistema con un dispositivo entre la cámara de gas de entrada y la placa de salida. Este dispositivo permite la combustión se apagará si se las arregla para viajar hasta el tubo de combustible antes de que se las arregla para llegar a la cámara de la producción de hidrógeno.
(Fig 5) es un cuadro de los electrodos de primera que se construyó para probar la viabilidad de los gases de salida como fuente de combustible. Los electrodos fueron hechos por lijado hacia abajo que un acero puede y formar una placa de metal de acero alrededor de una botella por lo que encajaría alrededor del. Entonces estaba ensartado alambre alrededor la puede aislar de la hoja de metal y actúa como un espaciador para mantener constante la distancia entre las placas. Utilizando una batería de 12 voltios conectada al ánodo y cátodo de mis electrodos sumergir el aparato en agua del grifo y esperando un resultado. La salida fue casi inmediata y para mi sorpresa estaba cubierta la zona toda la superficie de las placas de acero en burbujas de gas que se desprende del proceso.
Proporcionar energía para mi sistema de cocina de hidrógeno que se decidió que se debe utilizar energía verde porque si el sistema acaba de conectar a la red entonces el proceso funcionaría principalmente en combustibles fósiles y frustraría el propósito de esta energía limpia reciclable. La energía verde elegida para encender la olla era principalmente solar como esta es una tecnología bien establecida y generalmente siempre es luz por algún tiempo todos los días (ver Fig 7). Luego se incluyó una segunda energía verde para complementar la energía solar y ayudan a mantener un hilo de carga a la batería. Esto fue elegido para ser la energía eólica como viento está presente día y noche y también es fácil de implementar con un motor simple y Asamblea spinner (ver Fig. 6).
