Générateur d'hydrogène : Différence entre versions

Ligne 2 : Ligne 2 :
 
|Main_Picture=G_n_rateur_d_hydrog_ne_G_nerarateur_HHO.jpg
 
|Main_Picture=G_n_rateur_d_hydrog_ne_G_nerarateur_HHO.jpg
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
|Description=Par électrolyse, obtenir de l'hydrogène et de l'oxygène mélangées. Les récupérer et créer de mini explosions non dangereuse (néanmoins très impressionnante). Ou bien créer une flamme extrêmement chaude si l'on en produit suffisamment et que l'on dispose d'un brûleur adapté.
+
|Description=Obtenir de l'hydrogène par électrolyse. La récupérer et créer de mini explosions ou une flamme extrêmement chaude si l'on en produit suffisamment et que l'on dispose d'un brûleur adapté.
Il s'agit là d'un prototype fait avec du matériel simple dont je disposais. C'est améliorable, adaptable, ou l'on peut choisir d'autre méhodes... il existe de nombreux tuto..
 
Je l'ai conçu dans l'idée de l'intégrer à des parcours énergies. Il s'agirait plus à ce stade d'une maquette d'illustration et de démonstration  bien que je pense qu'il soit possible de le réaliser en club, en mini stage ... avec des adolescents.
 
 
|Disciplines scientifiques=Chemistry, Electricity, Physics
 
|Disciplines scientifiques=Chemistry, Electricity, Physics
 
|Difficulty=Expert
 
|Difficulty=Expert
Ligne 12 : Ligne 10 :
 
}}
 
}}
 
{{Introduction
 
{{Introduction
|Introduction=A l' heure de la transition Energétique nous parlons beaucoup de l'hydrogène. Or l'hydrogène n'existe pas à l'état pure sur terre. Pour en obtenir on doit l'extraire de molécules en contenant déjà. Notre industrie l'extrait principalement de ressources fossiles (95% de la production mondiale) notamment par le craquage du méthane (CH4) en le mettant dans de l'eau chauffée à près de 1000°C ce qui demande beaucoup d'énergie et qui en plus rejette beaucoup de carbonne (C). Une autre façon beaucoup moins répendu très cher mais efficace et  '''potentiellement''' moins polluante consiste à aller le chercher dans l'eau (H²O) par électrolyse. '''Potentiellement moins émettrice de C0²''' car tout dépend de la provenance de l'électricité qui sert à l'électrolyse... Il existe d'autres méthodes pour avoir de l'hydrogène mais pour le moment totalement anecdotique.  
+
|Introduction=A l' heure de la transition Energétique nous parlons beaucoup de l'hydrogène. Or l'hydrogène n'existe pas à l'état pure sur terre. Pour en obtenir on doit l'extraire de molécules en contenant déjà. Notre industrie l'extrait principalement de ressources fossiles (95% de la production mondiale) notamment par le craquage du méthane (CH4) en le mettant dans de l'eau chauffée à près de 1000°C ce qui demande beaucoup d'énergie et qui en plus rejette beaucoup de carbonne (C). Une autre façon beaucoup moins répendu, très cher mais efficace et  '''potentiellement''' moins polluante consiste à aller le chercher dans l'eau (H²O) par électrolyse. '''Potentiellement moins polluante''' car tout dépend de la provenance de l'électricité qui sert à l'électrolyse... Il existe d'autres métodes pour avoir de l'hydrogène mais pour le moment totalement anecdotique.  
  
  
Ligne 18 : Ligne 16 :
  
  
Parenthèse, lorsque l'on parle de l'hydrogène pour les transports il faut comprendre que dans la grande majorité des cas le moteur ne brûle pas directement  l'hydrogène mais qu'il s'agit de moteur électrique dont l'électricité provient d'une pile à combustible elle même nourrit à l'hydrogène.
+
Lorsque l'on parle de l'hydrogène pour les transports il faut comprendre que dans la grande majorité des cas le moteur ne brule pas directement  l'hydrogène mais qu'il s'agit de moteur électrique dont l'électricité provient d'une pile à combustible elle même nourit à l'hydrogène.
 
}}
 
}}
 
{{Materials}}
 
{{Materials}}
Ligne 31 : Ligne 29 :
  
  
'''<u>L'alimentation électrique:</u>''' fournit l'électricité en courant continu (dc) au système  
+
'''<u>L'alimentation électrique:</u>''' fournit l'électricité en courant continu (dc). au système  
  
  
<u>'''Le multimètre :'''</u> Il permet de contrôler la puissance du système, On l'utilise en mode ampèremètre il se branche en série à la sortie de l'alimentation. Si l'on dispose d'une pince Ampèremétrique aucun branchement n'est nécessaire car celà fonctionne par magnétisme.
+
<u>'''Le multimètre :'''</u> Il permet de contrôler la puissance du système, On l'utilise en mode ampèremètre il se branche en série à la sortie de l'alimentation. Si l'on dispose d'une pince Ampèremétrique aucun branchement n'est nécessaire, celà fonctionne par magnétisme.
  
  
 
'''<u>L'Electrolyseur</u>'''
 
'''<u>L'Electrolyseur</u>'''
  
Il est étanche, c'est là que sont produit les gazs.On y trouve :
+
Il est étanche, c'est là que sont produit ces gazs.On y trouve :
  
  
Ligne 58 : Ligne 56 :
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Fabrication Alimentation Electrique
 
|Step_Title=Fabrication Alimentation Electrique
|Step_Content=- Alimentation d'une tour de PC. Voir l'étiquette pour les voltages et ampérages disponible.
+
|Step_Content=Ici j'utiliserais le 12Vdc qui me délivre maximum 17A.
 
 
- Ici j'utilise le 12 Vdc qui me permet 17A.
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Fabrication Electrode - méthode 1
 
|Step_Title=Fabrication Electrode - méthode 1
|Step_Content=Cette méthode donne une électrode plus petite, nécessite moins de matériel et est plus rapide à la fabrication. Les électrodes sont très proches ce qui rend le systeme plus efficace mais  les risques de court circuit sont plus important, notamment par l'encrassement. L'entretien y est compliqué et elle est plus fragile. Ici un exemple :
+
|Step_Content=Cette méthode donne une électrode plus petite, nécessite moins de matériel et est plus rapide à la fabrication. Néanmoins elle est plus fastidieuse à fabriquer car les électrodes sont plus proches et les risques de court circuit sont important, l'entretien y est compliqué et elle est plus fragile.
 +
 
  
https://www.youtube.com/watch?v=Uz0REdjpJtI
+
Je ne vais pas develloper cette métode. Simplement quelques photos et ce lien vidéo:https://www.youtube.com/watch?v=Uz0REdjpJtI
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Fabrication Electrode - méthode 2
 
|Step_Title=Fabrication Electrode - méthode 2
|Step_Content=Cette méthode à l'avantage d'être plus pédagogique car le système est plus visuel, plus robuste, l'entretien y est plus simple.
+
|Step_Content=Plus longue à la fabrication et& plus imposante elle est plus adaptée à une utilisation pédagogique car plus visuelle et solide.
 
 
 
 
-
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
|Step_Title=Assemblage de l'électrolyseur pour la méthode 2
+
|Step_Title=Fabrication et Assemblage de l'électrolyseur
|Step_Content=- 1 grand pot de confiture, un tuyau, de la colle, 2 morceaux de plastique isolants (2*2cm), 4 écrou/rondelle, fils électrique, tefelon.
+
|Step_Content=Ici je décris la fabrication pour les électrodes méthode 2.
  
  
'''Perçage du couvercle'''
+
1 grand pot de confiture, tuyau 30cm, de la colle, 2 pièces de plastiques isolantes, 4 écrous/rondelles, fils électrique, tefelon.
  
  
- 2 trous (10mm) par où passeront les tiges filetées(6mm) de l'électrode. Le diamètre de perçage doit être plus grand que celui des tiges car le couvercle est en métal, si les tiges le touchent il provoquerait un cout circuit.
+
'''Perçage'''
  
  
- 1 trou au diamètre de votre tuyau
+
-Percer  2 trous (10mm)  pour le passage des tiges filetées (6mm) de l'électrode. Les trous doivent être plus grands car le couvercle est en métal, si les tiges le touche elles seront en court circuit.
  
 +
-Percer un trou au diamètre de votre tuyau.
  
'''Assemblage''' :
 
  
 +
'''Assemblage'''
  
- glisser votre tuyau à travers le couvercle puis à travers la pièce de maintien de l'électrode, faite le à peine dépasser.
+
- Mettre de la colle sur le dessus de la pièce qui maintient l'entraxe de vos électrodes. elles servira notamment d'étanchéité.
  
- placer de la colle sur la pièce de maintien. (collage de l'électrode au couvercle)
+
- Glisser vos électrodes dans les trous du couvercle, veiller à ce qu'elles ne le touchent pas
  
- finissez d'enfilez l'électrode à travers le couvercle, veillez à ce que les tiges fileté ne touchent pas le couvercle.
+
- placer vos 2 pièces isolantes telles des rondelles sur les tiges filetés, rondelle/écrou, serrez. '''Vos électrodes sont maintenant solidaire du couvercle.'''
  
- sur le dessus du couvercle enfiler  vos isolants plastiques sur les tiges filetées.
+
- Glisser le tuyau dans le trou prévus, il dépasse de 1 cm sous le couvercle, coller dessus dessous.
  
- rondelle et écrou sur vos tiges filetées. Serrez.
 
  
 +
'''Finition'''
  
'''Finitions:'''
+
-  Connection des fils électrique : Sur les tiges filetées dépassant du couvercle, rondelle/ Fil/ rondelle/écrou, serrez.
  
 +
- Etanchéité améliorée : placer du tefelon (sens horaire) sur le filetage du pot.
  
- Rondelle écrou sur vos tiges afin de serrer vos cables d'alimentations.
+
- Placer vos électrodes dans le pot, ça passe ?
 
 
- Tefelon sur le filetage du pot pour une étanchéité améliorée.
 
 
 
 
 
- insérer l'ensemble dans le pot, cela doit rentrer et sortir facilement. Ce qui est le cas si vous avez bien pris vos mesures.
 
 
 
<br />
 
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Fabrication du bulleur
 
|Step_Title=Fabrication du bulleur
|Step_Content=petit pot de confiture, valve de chambre à aire, tuyau, tefelon, petit morceau de mousse.
 
 
 
- Percez le couvercle au diamètre de vos valves.
 
 
-Selon vos valves petites ou grandes : les grandes il faut les percer.
 
 
Les petites on peut s'en servir comme antiretour (de flamme), à mettre sur le tuyau de sortie et dans le bon sens tête vers le bas.
 
 
- Insérer les valves à michemin et coller dessus dessous.
 
 
- couper un morceu de tuyau qui plongera dans l'eau et connectez le à une valve.C'est l'arrivée des gazs depuis l'electrolyseur.
 
 
- couper et connecter un morceau de tuyau suffisamment long pour qu'il aille du bulleur jusqu'a votre expérience (petit pot d'eau savonneuse ou bruleur ou...)
 
 
-insérer un petit bout de mousse au bout du tuyau (anti retour de flamme)
 
 
- mettre du tefelon sur le filetage du pot.
 
 
-Remplir d'eau le bulleur sans immerger le tuyau de sortie.
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Composition de l'électrolyte
 
|Step_Content=- Revérifier l'isolation entre vos deux électrodes
 
 
- Connecter votre alimentation  aux électrodes via le multimètre.
 
 
- Un gros pot à confiture contient à peu près 700ml
 
 
- Verser 500 - 600ml d'eau distillée
 
 
- Rajouter 5 ml de soude, melanger.
 
 
- L'ensemble doit recouvrir vos électrodes mais ne doit pas immerger le tuyau de récupération des gazs. à vous d'ajuster.
 
 
- Plonger y vos électrodes et mettre sous tension.
 
 
- La réaction commence , sur votre multimètre l'ampérage ne devrait pas dépasser les 3-4Ampers. Si c'est le cas rajouter1-2-3-4 ml de soude, prennez votre temps... Essayer de ne pas dépasser les 7-8 Ampers car avec le temps l'ampérage monte et votre multimètre est limité à 10A et dans mon cas 17A pour l'alimentation. C'est près
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Assemblage Test de l'ensemble
 
|Step_Content=- Bien fermer votre électrolyseur
 
 
- Connecter le tuyau de votre électrolyseur à votre bulleur
 
 
- Plonger le tuyau du bulleur dans un petit pot d'eau savonneuse.
 
 
- Allumer votre alimentation
 
 
-A partir de maintenant consulter le multimètre en permanence, il serait dommage de faire bruler les fils.
 
 
- Des bulles apparaissent dans l'électrolyse puis dans le bulleur puis dans le petit pot ou des bulles de savons apparaissent.
 
 
- Dès que les premières bulles de savon apparaissent, en récupérer dans une cuillère et y mettre une flamme.. la bulle éclate mais rien ne se passe c'est normal c'est de l'air (il faut que le système se purge), renouveller toutes les 15s, au bout d'un temps une expolsion apparait jusqu'a devenir assez surprenante ...
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Problèmes ?
 
|Step_Content=-L'alimentation se coupe au démarrage : C'est un pic au démarrage
 
 
Solution : mettre en route l'alimentation puis plonger doucement les électrodes dans l'électrolyte,  et fermer.
 
 
-L'alimentation se coupe : vous avez surement dépasser sa puissance.
 
 
- Le courant monte très vite, on s'approche du courtcircuit à cause de l'encrassement et des cristaux qui se forment..
 
 
- Il n'y a plus de bulles dans l'électrolyseur : si votre alimentation fournit encore c'est qu'il y un court circuit (le courant prend le chemin le plus facile et ne passe plus dans l'eau), nettoyage de l'électrode en électrolisant de l'eau pure
 
 
- il n'y a pas de bulle dans le bulleur : votre électrolyseur n'est pas étanche et/ou le tuyau arrivant dans le bulleur est trop profond et la pression des gazs n'est pas suffisantes pour contrer la pression de l'eau dans le bulleur. Les 2 sont souvent liés, la pression de l'eau est plus élevé que l'efficacité à l'étanchéité pour les gazs.
 
}}
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Utilisation au delà de 3 min
 
|Step_Content=UTILISATION
 
 
- Le courant (amper) monte, si vous dépassez 10 A (limite du multimètre) ,couper. Si vous avez une pince amperemetrique pas de probleme continuez.
 
 
- Le courant s'approche dangeureusement de la puissance max de votre alimentation, couper.
 
 
-Vous pouvez constater que votre electrolyseur monte en température, pas grave.
 
 
- Vous constatez que l'eau monte dans votre bulleur, c'est normal c'est du à l'évaporation de l'électrolyseur.
 
 
- De l'eau sort au tuyau de sortie du buleur, normal la valve se retrouve immerger parce que le niveau monte..
 
 
}}
 
}}
 
{{Notes}}
 
{{Notes}}

Version du 8 mai 2020 à 18:15

Auteur avatarAurelien exposito | Dernière modification 27/05/2020 par Aurelien exposito

G n rateur d hydrog ne G nerarateur HHO.jpg
Obtenir de l'hydrogène par électrolyse. La récupérer et créer de mini explosions ou une flamme extrêmement chaude si l'on en produit suffisamment et que l'on dispose d'un brûleur adapté.
Licence : Attribution (CC-BY)

Introduction

A l' heure de la transition Energétique nous parlons beaucoup de l'hydrogène. Or l'hydrogène n'existe pas à l'état pure sur terre. Pour en obtenir on doit l'extraire de molécules en contenant déjà. Notre industrie l'extrait principalement de ressources fossiles (95% de la production mondiale) notamment par le craquage du méthane (CH4) en le mettant dans de l'eau chauffée à près de 1000°C ce qui demande beaucoup d'énergie et qui en plus rejette beaucoup de carbonne (C). Une autre façon beaucoup moins répendu, très cher mais efficace et potentiellement moins polluante consiste à aller le chercher dans l'eau (H²O) par électrolyse. Potentiellement moins polluante car tout dépend de la provenance de l'électricité qui sert à l'électrolyse... Il existe d'autres métodes pour avoir de l'hydrogène mais pour le moment totalement anecdotique.


Le rendement et le coût de la production d'hydrogène n'est franchement pas un avantage donc il est judicieux de se poser la question de à quoi va til servir ? Mettre de l'hydrogène partout n'est souvent pas le premier choix intelligent à faire.


Lorsque l'on parle de l'hydrogène pour les transports il faut comprendre que dans la grande majorité des cas le moteur ne brule pas directement l'hydrogène mais qu'il s'agit de moteur électrique dont l'électricité provient d'une pile à combustible elle même nourit à l'hydrogène.

Étape 1 - Définition des termes

Une Electrolyse de l'eau pour obtenir de l'hydrogène ça marche comment ?


On fait passer de l’électricité dans de l’eau (électrolyseur), cela a pour effet de casser la molécule d’eau H²0 pour obtenir du dihydrogène H² d’un coté et du dioxygène O² de l’autre. Il faut ensuite pouvoir récupérer ces gazs en sécurité (bulleur).

Pour contôler cette électricité on utilise un multimètre.


L'alimentation électrique: fournit l'électricité en courant continu (dc). au système


Le multimètre : Il permet de contrôler la puissance du système, On l'utilise en mode ampèremètre il se branche en série à la sortie de l'alimentation. Si l'on dispose d'une pince Ampèremétrique aucun branchement n'est nécessaire, celà fonctionne par magnétisme.


L'Electrolyseur

Il est étanche, c'est là que sont produit ces gazs.On y trouve :


- Les électrodes sont les moceaux de métal que l'on trempe dans l'électrolyte et par ou sortira l'électricité. il y a une électrode + (anode) et une - (cathode) . Il faut les multiplier pour obtenir un bon résultat. Les + et les - ne doivent pas se toucher.


- L'électrolyte est de l'eau (si possible distillée) dans laquelle on ajoute une matière qui facilitera la circulation du courant. Ici de la soude. Eviter le sel cela produit un gaz toxique.


Puis ces gazs passe via un tuyau vers le bulleur.


Le bulleur


C'est un élément de sécurité pour le matériel et les personnes. C'est un récipient étanche remplis d'eau qui reçoit les gazs venus de l'électrolyseur. Ils remontent dans l'eau et ressortent via un autre tuyau pour leurs utilisation. En cas de retour de flamme c'est le bulleur qui encaisse et empêche la flamme d'aller jusqu'à l'électrolyseur.

Étape 2 - Fabrication Alimentation Electrique

Ici j'utiliserais le 12Vdc qui me délivre maximum 17A.

Étape 3 - Fabrication Electrode - méthode 1

Cette méthode donne une électrode plus petite, nécessite moins de matériel et est plus rapide à la fabrication. Néanmoins elle est plus fastidieuse à fabriquer car les électrodes sont plus proches et les risques de court circuit sont important, l'entretien y est compliqué et elle est plus fragile.


Je ne vais pas develloper cette métode. Simplement quelques photos et ce lien vidéo:https://www.youtube.com/watch?v=Uz0REdjpJtI

Étape 4 - Fabrication Electrode - méthode 2

Plus longue à la fabrication et& plus imposante elle est plus adaptée à une utilisation pédagogique car plus visuelle et solide.

Étape 5 - Fabrication et Assemblage de l'électrolyseur

Ici je décris la fabrication pour les électrodes méthode 2.


1 grand pot de confiture, tuyau 30cm, de la colle, 2 pièces de plastiques isolantes, 4 écrous/rondelles, fils électrique, tefelon.


Perçage


-Percer 2 trous (10mm) pour le passage des tiges filetées (6mm) de l'électrode. Les trous doivent être plus grands car le couvercle est en métal, si les tiges le touche elles seront en court circuit.

-Percer un trou au diamètre de votre tuyau.


Assemblage

- Mettre de la colle sur le dessus de la pièce qui maintient l'entraxe de vos électrodes. elles servira notamment d'étanchéité.

- Glisser vos électrodes dans les trous du couvercle, veiller à ce qu'elles ne le touchent pas

- placer vos 2 pièces isolantes telles des rondelles sur les tiges filetés, rondelle/écrou, serrez. Vos électrodes sont maintenant solidaire du couvercle.

- Glisser le tuyau dans le trou prévus, il dépasse de 1 cm sous le couvercle, coller dessus dessous.


Finition

- Connection des fils électrique : Sur les tiges filetées dépassant du couvercle, rondelle/ Fil/ rondelle/écrou, serrez.

- Etanchéité améliorée : placer du tefelon (sens horaire) sur le filetage du pot.

- Placer vos électrodes dans le pot, ça passe ?

Étape 6 - Fabrication du bulleur


Dernière modification 27/05/2020 par user:Aurelien exposito.

Commentaires

Draft