<< Innoplaza << Plasmakokeita Sähkölennokki >> Plasmapurkki >> Le Bon >> Energialinkit >>
Julkaistu nettisivuna 09.11.2005
Päivitetty 17.04.2008
Kotitalouden
Hindenburg?
Jukan vetyelektrolyysikenno
Kotitekoinen elektrolyysilaite, jolla voi tuottaa VETYÄ ja HAPPEA, sekä käyttää syntyneet kaasut esim. hitsaamiseen. Liekin kuumuus riittää sulattamaan wolframia. Tällä sivulla esitetään vaiheittain kuvien kanssa, kuinka valmistetaan hyvällä hyötysuhteella 12 voltin akkujännitteellä toimiva vetykennosto.
Kaikkein ensimmäiseksi kuva siitä, mitä on tavoitteena tehdä.
Olen havainnut käytännössä myös edulliseksi käyttää suurempaa pinta-alaa vetyelektrodeilla, kuin happielektrodeilla, siksi että vedestä H2O syntyy tilavuussuhteena kaksi kertaa enemmän vetykaasua kuin happikaasua, joten kaksinkertainen määrä vetykaasua oikeastaan tarvitsee kaksinkertaisen levypinta-alan suhteessa happikaasuun. Jotta muodostuvan (virrankulkua haittaavan) kuplakerroksen paksuus levyn pinnassa olisi sama molemmilla elektrodeilla, olen käyttänyt kennossani metallikoteloa (kytkettynä miinuspotentiaaliin) apuna lisätäkseni vetyelektrodin pinta-alaa, vaikka kennossani on jo muutenkin kolme vetyelektrodia verrattuna kahteen happielektroodiin.
Tässä kuvassa on piirroksena esitetty kuinka erilliset levyt on kytketty, käyttäen apuna 12 mm paksuista messinkikierretankoa, levyt jotka on kytketty virtakiskoihin (kierretankoihin) ovat piirroksessa kahden messinkimutterin välissä, muut levyt ikäänkuin "kelluvat" virrallisten levyjen välissä, pinkkaan on sidottu "sähköisesti rinnakkain" neljä pinkkaa 12 voltin kennostoa, joista jokainen sisältää 6 kpl 2 voltin kennoa. (syy miksi käytän 2 voltin kennojännitettä kerron tämän sivun alaosassa).
Piirroksessa on myös esitetty kuinka olen käyttänyt muovista (PEHD) sorvattuja holkkeja eristiminä, ja samalla levyjen keskittiminä.
Kuvassa esitellään ne pikkuosat joita tarvitaan kennon kasaamisessa; (PEHD)holkit 5 kpl, messinkitangot M12 , 200 mm pitkät, 16 kpl M12 messinkimuttereita, (POM) muovipultit 2 kpl, edellä mainittujen muovi (POM) mutterit 4 kpl, teflon tiivistekehät 4 kpl, edellä mainittujen silikonikumi tiivisterenkaat 2 kpl (4kpl), 1 kpl mutterin eristin.
Aivan ensiksi kävin ostamassa paikallisesta peltiliikkeestä valmiiksi leikattuja, RST levynpaloja 25 kpl, (teräslaatu AiSi 304) normaali 18/8 teräs jota käytetään tiskipöytien valmistamiseen, ainevahvuus 1 mm. Leikkaus mitat 500 mm x 200 mm. (mitat voivat olla myös 400 x 250), näitä levykokoja käytän lähinnä siksi että 2 neliömetrin levyistä joista palat leikataan on 1000 mm x 2000 mm, että ei jäisi turhaan hukkapaloja.
Paikallisessa peltiliikkeessä tuo 25 kpl nippu maksoi raaka-aineineen ja leikkuutöineen (ei vielä reikiä) 130 Euroa, (jostain saa varmasti halvemmallakin, jos olisi itsellä kaarisaksi ja hakisin levytavaran suoraan tukkumyyjältä).
Minun oma keksintöni oli sijoittaa levyihin reiät neljään kulmaan siten että niistä kolme on halkaisijaltaan 30 mm ja yksi 12 mm, ja kaikki levyt voidaan rei'ittää saman kaavan mukaan, mutta siitä huolimatta niistä on mahdollista kasata sopiva kennosto mille tahansa jännitteelle vaikkapa väliltä 2 volttia - 230 volttia, (tai vieläkin korkeammalle jännitteelle). Mitä korkeampi jännite, sitä suuremman tehon voi ajaa kennostoon, muuttamatta virtakiskojen läpimittaa.
Yllä olevassa kuvassa on esiteltynä lävistintyökalu jolla kotiaskartelija saa kätevästi "murjaistua" nuo tarvittavat 30 mm halkaisijaltaan olevat reiät, lävistintyökalun läpiveto pultti on 10 mm paksu, joten kun aloitin reijitystyön, niin porasin ensin pienellä 3 mm poralla reiät nurkkiin siten että ne sijaitsevat reunoista nähden 30 mm päässä, kuitenkin siten että reikien keskipisteet olivat tässä esitellyssä kennossa 140 mm päässä toisistaan kapealla sivulla, ja 460 mm pitemmällä sivulla toisistaan (On ehdottoman tärkeää että levyt on varmasti suorakulmaisia, jotta pienellä asennus toleranssilla levyt on asennettavissa paikoilleen vaikka niitä välillä käännettäänkin toisinpäin).
Sitten porasin 10 mm reijät kolmeen nurkkaan ja yhden 12 mm reijän viimeiseen nurkkaan, nuo 10 mm reijät suurensin 30 mm suuruisiksi lävistintyökalulla.
Yllä olevassa kuvassa on esimerkin vuoksi aseteltu lävistintyökalu malliksi levyn reikään. Lävistin työkalu maksoi paikallisessa työkalukaupassa 57 euroa. Siitä kuitenkin särkyi kierre jo 60 reiän teon yhteydessä, joten korjasin sen asentamalla siihen (12.9 DIN) kovan pultin ja taakse mutterin, sekä parantamalla liukuominaisuuksia (öljysin joka reiänteon aluksi pultin ja mutterin kierteen), valmistin siihen sopivat (liukkaat) messinkiset holkit, jotta sain tehtyä reijitystyön loppuun (75 isoa reikää).
Sitten liimailin kuvissa näkyvät ikkunatiiviste nauhat kuvassa näkyville paikoille vain levyn yhdelle puolelle. Käyttämäni tiivistenauha joka on vaahtokumia ja jossa näkyy 4 "harjannetta" on osoittautunut käytännössä parhaimmaksi tähän tarkoitukseen, sillä tarkoitus on saada levykennojen väli asettumaan 3 millimetriin kun koko pinkka on puristettu kierretankojen ja muovipulttien avulla kokoon.
Käytetty tiiviste nauha on paksuudeltaan noin 5 milliä mutta puristuu sopivalla voimalla 3 mm paksuiseksi.. (kokeilin aiemmin muita ikkunatiiviste nauhoja mutta ne osoittautuivat liian pehmeiksi, ja aiheuttivat turhaa lisätyötä, kun ne aiheuttivat ikäviä oikosulkuja päästämällä levyjen etäisyyden toisistaan liian pieneksi).
Levyn keskellä kuvissa on yksi lyhyt noin 4 sentin pituinen pätkä tiivistenauhaa, se tarvitaan että pinkka ei keskialueeltakaan kosketa toisiinsa ja helpottaa pinkan sitomista suhteellisen tasapaksuksi (pinkan paksuus 100 mm).
Pinkka aloitetaan koota, kiinnittämällä noin 200 mm pitkä messinki kierretanko ensimmäisen levyn 12 mm reikään siten, että molemmille puolin tulee messinkimutteri (kiristä tiukkaan). Laita tämän päälle 47 mm korkea muoviholkki, sitten asetellaan 5 levyä vapaasti kelluviksi (koskettamatta kumpaankaan virtakiskoon (kierretankoon).
Seuraavaksi kiinnitä toinen virta kisko (kierretanko) myös kahdella mutterilla, siten että alapuolelle jää vapaata kierreosaa johon voit asentaa Olakkeella varustetun muoviholkin, kuten ylhäällä olevassa periaate piirroksessa oli esitetty.
Tämän levyn päälle asetat kierretangon päälle jälleen 47 mm muoviholkin ja jatkat taas kennoston kasaamista, asettamalla 5 "vapaasti kelluvaa" levyä ennenkuin asetat taas ensiksi mainittuun kierretankoon mutterin muoviholkin tasaan ja laitat taas ns. "virtalevyn" niin päin että se jää taas kahden mutterin väliin, näin jatkat kunnes olet käyttänyt viimeisenkin levyn, väliholkin ja olakkeella varustetun muoviholkin.
Sitten pinkka täytyy sitoa myös toisesta päästään käyttämällä muovisia kierretankoja ja muovi nuppeja (materiaali POM tai Ertaz). Itse sorvasin sopivasta 10 mm paksuisesta muovisesta pyöröaihiosta muovipultin (joka on sopivan väljä 12 mm reikään), jossa on 10 mm kierre molemmissa päissä, ja niihin sopivat muovi nupit joissa on olake suurempi kuin 30 mm reikä, sekä niihin myös keskelle 10 mm kierre.
Tässä sinulle on esitetty kuinka tehdään kennosto, mutta täytyyhän tuolle kennostolle tehdä vielä kuoret, joten seuraavaksi neuvon tekemään nekin siten, että saat mahdollisimman suuren hyödyn kotitekoiselle elektrolyysilaitteellesi.
Voit klikata kuvat suuremmaksi.
Vasemmalla puolen olevassa kuvassa on piirretty kolmiulotteinen kuva avattavasta Vesi-ja kaasutiiviistä kotelosta. Oikeanpuoleinen kuva esittää 2 - 2.5 mm paksuisesta rst-levystä leikattavia paloja, sekä 4 kpl rst-kulmateräksestä.
Vasemmassa kuvassa olevassa piirroksessa on esitetty kuinka "laatikon" pohjaan tehdään 30 mm reijät virta läpivienneille, läpivientien molemminpuolin kierretankoon asetetaan (kierretään) valkoiset (teflon) muoviset tiiviste kehät, ja väliin nuo (silikon) siniset o-renkaat, sitten suurikehäinen aluslaatta (huomio. teflon on haurasta), sekä viimeiseksi mutteri. (teflon = kuumaa kestävä muovi laatu, syy sen käyttöön: virtakisko voi kuumeta suurilla virroilla, ja siksi halutaan välttää tiivistysongelman syntyminen).
Laatikon sivustaan tehdään kaksi pientä reikää ja yksi suurempi reikä. Pieniin reikiin on tarkoitus asentaa vedenpinnan korkeuden mittaus (läpinäkyvä muoviputki, jossa "koho"). Suurempi yksi reikä on kaasun ulostulo/veden alkutäyttö reikä.
Kennoston muoviholkit on mitoitettu siten että kennosto on laatikossa 15 mm koholla niin pohjasta kuin kannestakin, muoviholkit ja tietenkin nuo teflon tiivistyskehät on sorvattu sitä silmälläpitäen. Kun kansi pultataan kiinni, kennosto on täydellisesti tuettu paikoilleen. Kannen ja laatikon väliseen tiivistys saumaan on hyvä käyttää jotakin silikoni- tai polyuretaanipohjaista tiivistysmassaa, ellei haluta sitten sulkea laatikko pysyvästi hitsaamalla sauma kiinni.
Voit elektrolysoida vaikka tavallista kaivovettä, mutta joudut silloin tällöin puhdistamaan kennostosi, sen pintoihin kerääntyneestä ruskeankirjavasta sedimentistä, jota kaikki vedet sisältävät, vaikka epäpuhtaudet eivät välttämättä paljaalle silmälle näy.
Jos halutaan pinkata elektrolyysilevyt sylinterimäiseen suojakuoreen, niin tällöin käytetään kuvan mukaisesti leikattuja ja reijitettyjä levyjä.
Vihjeitä
Kokeilijat jotka haluatte tuloksia nopeammin, on seuraava erikoisvihje paikallaan: Kun olette kasanneet laitteen niin voitte käyttää normaalia vesijohtovettä tai kaivovettä (tai mitä tahansa vettä joka on suolatonta, mutta happamuus Ph-arvon täytyy olla rajoissa 6.4 - 7) elektrolyysikennon täyttämiseen, mutta teidän täytyy asentaa kennon yhteyteen vedensuodatin, (siihen soveltuu yksinkertainen wettex siivousliinan kappaleen sisältävä suodatinpatruuna), ja järjestäkää pieni vesipumppu jatkuvasti kierrättämään kennon sisältämää vettä kennosta suodattimeen ja siitä takaisin kennoon.
Lisäksi uutta kennoa ensikertaa käyttöön otettaessa, kytkekää viikon ajaksi elektrolyysikennon naparuuveihin 40 - 60 volttia tasajännitettä (maximivirta 1 ampeeri). Myöhemmin voitte käyttää normaalia käyttöjännitettä 12 - 15 volttia.
Turvallinen tapa tuottaa vetyä ja käyttää sitä polttimessa on pitää elektrolyysikenno mahdollisimman täynnä vettä, ja vapaaksi jäävä kaasutila pienenä sekä kaasuletkut sopivan lyhyinä, sekä letkun sisähalkaisija juuri sopivana kulutukseen nähden.
Polttotapa olisi suositeltava toteuttaa suojakaasussa joka on inerttiä suhteessa vetyyn tai happeen, (esimerkiksi typpikaasussa) jossa vedyn ja hapen yhdistyessä ja tuottaessa lämpöä, lämpö siirtyisi tuohon inerttiin kaasuun joka vasta välillisesti lämmittää haluttua kohdetta.
Inertin kaasun sijaan on mahdollista käyttää palotilassa ylenmääräisesti vetykaasua suhteessa palotilaan tulevaan happikaasuun nähden, jolloin vedyn ja hapen yhdistyessä muodostuva lämpö siirtyy vetykaasuun, ja vasta sen välityksellä siirtyy lämmittämään haluttua kohdetta.
Polttotilaan tuleva happi, on syytä yhdistää stoikiometrisessä suhteessa vetyyn polttimeen tulevassa letkussa, kuitenkin varmistaen että suuttimen kärjen kohdalla reiästä virtaava vetyhappi seos virtaa yli 488 metriä sekunnissa, takatulen välttämiseksi, palotilassa vetyhappi liekin sytyttäminen on syytä järjestää joko sähkövalokaaren läpi tai sitten katalyyttisesti platinaverkon läpi, myös muut sopivasti katalyyttisesti toimivat aineet käyvät.
Elektrolyysikennosta letkuihin lähtevä vetyhappi kaasu on stoikiometrisessä suhteessa toisiinsa nähden, mutta sitä suhdetta on mahdollista muuttaa käyttämällä apuna magneettikenttää. On fysiikassa yleisesti tiedossa että magneetti vetää puoleensa happihaasua, samoin kuin sähköstaattinen varauskin, mutta vetykaasua magneettikenttä hylkii, sopivasti virtauskanavia ympäröimällä magneettikentin on mahdollista eriyttää vety ja happikaasu erilleen vetyhappi seoksesta.
Vaihtoehtoisia menetelmiä kuin mitä edellä on esitetty Levytuotteen ja sen valmistamiseksi, on lisätä virtakiskojen määrää, lisäämällä kennolevyihin tehtäviä reikiä siten että "yhden kennolevyn" käyttämisen periaate säilyy, oheisten esimerkki kuvien mukaan.
Reikiä tarvitaan lisää mikäli rakenteellisista syistä ei voida yhtä kiskoa myöten johtaa riittävästi virtaa kennolevyille ohmisten virtahäviöiden vuoksi.
Kuvissa n1 n2 ..nx ympyrälevyn reikien lukumäärä.
Kuvissa h1 h2 .. hx nelikulmaisen levyn reikien lukumäärä.
Kovaa kamaa
Mutta nyt siirrytään teoreettiseen osaan joka tulee kyllä hätkähdyttämään…
Lupasin kertoa miksi käytän kennojännitteenä 2 volttia, enkä 1.17 volttia, kuten perinteisesti teollisesti valmistetuissa elektrolyysikennoissa. Ensinnäkin 2 volttia on mukava jännite yhtä kennoa kohti, mutta siihen on perimmäinen syy selviää ihan kohta. Huomioikaa, että normaali elektrolyysikennoissa käytettäessä tuota "optimaalista" (1.17V) jännitettä, joka kemistien ja fyysikoiden mielestä on juuri riittävä hajoittamaan vesimolekyylit kahtia, vedyksi ja hapeksi, (näin varmasti onkin), ei se olekaan tässä asiassa koko totuus.
Mutta on kiintoisaa, että kun vettä on riittävän kauan hajotettu kaasuiksi, ja uutta vettä lisätty kennoon, huomataankin prosessin koko ajan huonontuvan, vaikka aivan ilmiselvästi kenno sisältää edelleenkin vettä (ja tietysti elektrolyyttiä, lipeää), kunnes prosessi pysähtyy kokonaan.
Yleensä elektrolyysi laitoksissa poistetaan jäljelle jäänyt elektrolyyttiliuos kennosta, ja korvataan kokonaan uudella vedellä jossa on mukana uudet johtavuutta parantavat aineet, (kalium lipeä).
Mikä on syynä siihen, että aivan selvästi edelleenkin jäljelle jäänyt ns. "jäteliuos" on pääasiassa vettä, mutta se ei suostunut hajoamaan kaasuiksi? Syy on tässä: Kyseinen liuos on sitä "harvemmin mainostettua" RASKASTA VETTÄ ( D2O), jota on käytetty joskus muinoin ydinvoimalaitoksissa hidastinaineena, ja viimeksi sitä hyödynnettiin kun pudotettiin vetypommit Hirosimaan ja Nagasakiin (litium-deuteriumia). Se jäännösliemi on siis todellisuudessa TOSI KOVAA KAMAA.
Tuota raskasta vettä (D2O) on kaikissa luonnonvesissä noin 0.15 promillea (Siis 1.5 desilitraa /1000 litraa vettä). Onneksi sitä laimentaa normaali vesi, joka on muodostunut kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista (H2O). Olen huomannut että 2 volttia kennojännitteenä on varsin riittävä jotta myös raskas vesi hajoaa kaasuiksi;dDeuteriumiksi (raskaaksi vedyksi) ja hapeksi.
Vuokrasin aikoinaan AGA Oy:ltä vetykaasu pullon ja testailin kuinka kuuman liekin sillä saan, sain huomata että asetyleeniliekki oli kuumempi. Mutta kun sain ensimmäisen elektrolyysilaitteeni, niin huomasin että sen tuottamalla vety-happi seoksella (juuri stoikiometrinen suhde) on mahdollista höyrystää mikä tahansa kappale, kiveä tai muuta materiaalia, mikä ei esimerkiksi asetyleenillä onnistu.
Deuterium
Uskon, että salaisuus on juuri tuossa deuteriumissa.
Ihmetystä minussa on kauemman aikaa herättänyt se, että kuinka on mahdollista, että minun valmistamani kenno tuottaa enemmän energiaa ulos kuin mitä laitan sisään? Mittaukset on suoritettu useampaan eri otteeseen, ja valvomassa sekä kokeita tehdessä on ollut paikalla ammattifyysikko (kalorimetriset mittausmenetelmät).
Minulla ei ole muuta mahdollisuutta edellä mainittujen tosiseikkojen valossa kuin päätellä, että kennostossani muodostuva vety sisältää myös raskasta vetyä. Fuusioenergiasta en uskalla mainitakaan, sillä se aihe on niin kuuma peruna, että olettamukseni sen osuudesta tämän ylihyötysuhteen muodostumiseen..., no, on parempi että en sano siihen mitään. Se liekki, joka sytytetään polttimessa joka on kytketty valmistamani elektrolyysikennon perään, tuottaa kuumemman vetyhappiliekin, kuin mitä edes teoreettisesti olisi mahdollista.
Olen lukenut lehdistä että Ranskaan ollaan lähivuosikymmenenä rakentamassa suurta fuusiovoimalaa joka käyttäisi energianlähteenään juuri tuota deuteriumia. Deuterium kun ei ole radioaktiivista (kertoo tietokirjallisuus).
Mutta jos kennostoni avulla olisi mahdollista hajauttaa energiantuotanto pienempiin yksiköihin, vaikkapa vain yhden omakotitalon energian tarpeen tyydyttäviin ratkaisuihin, niin tämä energiamuoto olisi jo tätä päivää. FOSSIILISET energianlähteet olisivat siis heti korvattavissa tällä uudella energiamuodolla.
Ja ilmeisesti deuteriumia on maailmassa lähes rajattomasti, ainakin valtamerien syvänteisiin sitä on kerääntynyt lähes yksinomaan (Mariaanien haudassa) KUUTIOKILOMETREITTÄIN, miljardeja litroja. Ja kuinka vähän sitä tarvitaankaan tuottamaan energiaa kokonaiselle kaupungille sadoiksi vuosiksi…….
Pomminrakentajat älköön vaivautuko, ette te vetypommia näillä ohjeilla rakenna, sillä te tarvitsisitte sytykkeiksi vähintään 6 kiloa uraani 238:aa, ja se aine se vasta 'kiven takana' onkin.
Patentit
Sekä lisäksi patenttihakemus numero 20051296 koskee tätä menetelmää vedyn/deuteriumin antaman ylihyötysuhteen saamiseksi, nimellä: "Turvallinen vedyn tuotto- ja polttolaite". Tämä on Prh:n viikkoluettelossa 51/2005.
Teollinen valmistus
Tätä vetyelektrolyysikennoa valmistaa, markkinoi ja myy Pro Works Oy.
Kiitokset
Warning! Hydrogen is extremely flammable and explosive!
Minulla on lähes kymmenen vuoden kokemus elektrolyysilaitteiden rakentelusta lähinnä kotitarpeiksi, mutta minun täytyy kuitenkin tunnustaa että en ole aivan omasta päästäni keksinyt elektrolyysi kennostoa, vaan olen ottanut mallia muiden tekeleistä, minun täytyy ilmaista kunnioittavat kiitokset seuraaville henkilöille jotka ovat "auttaneet" minua kehittämään oman versioni kyseisestä laitteesta.
Dr.Irving Langmuir Yhdysvalloista
Charles Garrett Yhdysvalloista
Carl Cella Yhdysvalloista
Stanley Meyer Yhdysvalloista
Charles Chambers Kanadasta
Yull Brown Australiasta
Dan Danforth Uudesta-Seelannista
Archie Blue Uudesta-Seelannista
Joe X Australiasta
Alex Schiffer Australia
Geoff Egel Australia
Rauli Kumpulainen Australiasta
Dr.Philip Kanarev Venäjältä
Erkki Häivälä Suomesta
Sekä suuret kiitokset tämän sivuston ylläpitäjälle ja tietenkin erinomaiselle kuvaajallemme Markku J. Laitiselle.
JUKKA KINNUNEN
