wave
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wave ha chiesto in Matematica e scienzeIngegneria · 1 decennio fa

Saldatrice idrogeno (Elettrolizzatore). Avete consigli?

Salve,

ho in mente di costruire un elettrolizzatore che mi permetta di ottenere una piccola fiammella all’idrogeno da utilizzare per la saldatura di piccoli oggetti.

Premesso che non mi interessa produrre grandi quantità di combustibile né tantomeno stoccarlo ad elevate pressioni, chiedo consigli per la costruzione della camera di elettrolisi (a bassa pressione), soprattutto riguardo i materiali per la costruzione degli elettrodi (escludendo chiaramente il platino e altri metalli nobili dal costo proibitivo) e informazioni sugli elettroliti più indicati.

Ho pasticciato un po’con delle lastrine di acciaio in soluzione di soda caustica. Si tratta di acciaio inox, non so di che tipo di preciso ma per intenderci, non viene attratto dai magneti (soltanto debolmente da quelli al neodimio), ho letto qualcosa riguardo l’acciaio Aisi 316 e sembra essere indicato, voi che ne dite? C’è tra di voi qualcuno che sa di che materiale sono composi o rivestiti gli elettrodi delle saldatrici commerciali? Immagino platino ma spero che basti molto meno!

Vorrei sapere se qualcuno di voi ha costruito un qualcosa di simile utilizzando elettrodi in materiale facilmente reperibile ma che al contempo non si consumino dopo breve utilizzo sporcando e compromettendo eccessivamente la soluzione elettrolitica.

Devo produrre una fiammella estremamente piccola, lunga al massimo 5 mm con ugello da 0,3 mm circa, non ambisco a produrre una fiamma di dimensioni pari a quelle prodotte da saldatrici in commercio anche perché per l’utilizzo che dovrei farne, sarebbe eccessiva ed inutile.

Grazie in anticipo a chiunque voglia espormi le sue esperienze o eventualmente possa fornirmi maggiori informazioni a riguardo. Vi prego soltanto di darmi consigli seri e ponderati, frutto di esperienze personali o studio dell’elettrochimica. Ho già ottenuto “buoni” risultati procedendo per tentativi ma vorrei adoperare materiali che riducano al minimo la pulizia e la manutenzione della camera di elettrolisi (enorme problematica riscontrata sin da subito).

Non preoccupatevi di mettermi al corrente della pericolosità della miscela idrogeno-ossigeno! Da quel punto di vista la situazione è sotto controllo.

Ringrazio tutti in anticipo!

Perdonate se mi sono dilungato!

Ciao!!!

Aggiornamento:

sLeon85@ no, direi che non faccio prima, parlo di tutt’altra cosa! :-)

Grazie comunque per il consiglio!

Grazie anche a te Marianna!!! Leggerò con calma la tua risposta, ora non ho tempo purtroppo!!!

Aggiornamento 2:

..... Arianna....

Aggiornamento 3:

Dottor K@ Non hai idea di quanto per me siano state preziose le tue informazioni, rimane ancorea qualche dubbio ma ora ho le idee molto più chiare!

Non pretendo che tu risponda alle seguenti domande, hai già dato tuttavia io le pongo per chiunque voglia e sappia rispondermi.

Grazie mille!

1.Meglio grafite o inox! Quali sono gli inconvenienti rispetto agli elettrodi di platino?

2. Le massima corrente da rispettare per cm quadrato di elettrodo(1,2-1,5mA), vale soltanto per l’acciaio in questione e varia a seconda del materiale oppure, è una regola generale che riguarda anche il platino, la grafite ecc.? “1,2mA/Cm quadro”, vale per tutti i metalli?

3.Se rientro nei limiti di corrente, evito del tutto la scissione degli elettrodi oppure devo aspettarmi di trovare la soluzione ugualmente sporca e magari doverli sostituire presto?

4.L’eccessivo aumento di temperatura della soluzione potrebbe essere legato al fatto di non aver rispettato le massime correnti per cm quadrato?

Aggiornamento 4:

Che temperatura ideale deve mantenere la soluzione?

5.Premesso che utilizzerò solo ed esclusivamente acqua distillata, qual è l’elettrolita più indicato per elettrodi di acciaio inox? La soda caustica potrebbe andare bene?

6.Supongo che le quantità di elettrolita debbano essere quanto minori possibili tuttavia, esiste un modo semplice per stabilire quella giusta senza eccedere nelle dosi, ad esempio, “tot per litro”ecc…?

6.Non ho capito esattamente che ruolo giochi la resistenza dell’elettrodo, essendo quest’ultima comunque bassissima rispetto a quella della soluzione, io ho a mia disposizione una lastra 40 x 30 cm spessa 2mm di acciaio inox di cui so soltanto che non viene attratto dai magneti (trovata poco fa nello stanzino delle meraviglie!!!), potrebbe andare bene oppure è meglio un 18/10 come quello della pentola a pressione?

7.Qual’è la distanza minima da rispettare tra un elettrodo e l’altro?

Aggiornamento 5:

Per quanto riguarda la pressione in gioco, non si discosta molto da quella atmosferica in quanto l’idrogeno e l’ossigeno (non separati) dovranno essere bruciati” in tempo reale” senza dunque dover essere stoccati. Da quel punto di vista non ci sono problemi, neanche per quanto riguarda la prevenzione dei ritorni di fiamma ecc. Chiaramente le varie camere dovranno reggere un minimo di pressione, anche perché le valvole di non ritorno, non si aprono certo a pressione atmosferica!

I miei dubbi consistono soltanto nella parte “elettrochimica” del progetto, il resto è pienamente sotto controllo!

Dottor k, che dire…? Se sei arrivato a leggere quanto ho scritto, ti ringrazio ancora per i tuoi consigli, queste domande sono rivolte a tutti, non pretendo sia tu a rispondermi, mi hai illuminato già abbastanza!!! Grazie 1000!!!

Grazie in anticipo a chiunque vorrà rispondere!

Ciao!

Aggiornamento 6:

Dottor k@ grazie ancora, sono soddisfattissimo delle tue risposte!

Scrivo quanto segue anche per chiarire la situazione a Mastro Geppetto che giustamente parla dell’aspetto legato alla pericolosità.

Mastro Geppetto@ Ringrazio anche te per l’intervento, tranquillo, nel mio caso i rischi sono minimi.

Non si tratta di grandi quantità di gas, la fiammella di cui parlo è e deve essere estremamente piccola, chiaramente tuttavia, bassa pressione è uguale a maggior rischio di ritorno di fiamma ma, oltre al fatto che la pompetta del cannellino è sottilissima e munita di una piccola valvola di non ritorno, il volume di gas contenuto all’interno del gorgogliatore è veramente minimo, il resto è acqua. Se qualcosa dovesse andare storto, al massimo salta in aria una bottiglietta di plastica contenente acqua e si e no 30ml di ossidrogeno a pressione quasi atmosferica.

Conosco gli effetti del ritorno di fiamma in quanto ho fatto una prova con una bottiglietta di collutorio: riempita di acqua per

Aggiornamento 7:

metà, fatto gorgogliare il gas all’interno (prodotto nella camera di elettrolisi) e fatto uscire tramite una pompetta alla quale avevo connesso un ago di siringa dalla quale usciva una fiammella. Il tutto collocato preventivamente in luogo protetto, interrotta la produzione di gas spegnendo il generatore e atteso il ritorno di fiamma. Devo dire che ha fatto un bel botto allagando lo scatolone di cartone entro il quale avevo sistemato tutto ma niente di più! Nel mio caso, data l’esigua produzione di gas, gli effetti di un’esplosione sarebbero facilmente contenibili (anche se conto di ridurre a zero i rischi)!

Tranquillo, non userò una pentola a pressione! Sarà sufficiente molto meno e in ogni caso, la camera di elettrolisi non conterrà il gas se non sotto forma di bolle appena prodotte, sarà interamente riempita di soluzione elettrolitica che uscirà da una pompetta collocata all’estremità mista ai gas prodotti e passando per un altro contenitore verrà reintrodotta all’interno della

Aggiornamento 8:

camera tramite una pompetta comunicante col fondo mentre il gas accumulandosi in alto verrà introdotto nel gorgogliatore ecc. tutto ciò per scongiurare un’esplosione dovuta ad archi elettrici e imprevisti di vario genere all’interno della camera sotto tensione.

La disposizione degli elettrodi è quella (positivo, negativo, positivo…ecc,) in tal modo evito zone d’ombra e ho a disposizione un’ampia superficie di elettrodo in uno spazio ristretto.

Non avevo pensato che la legge di ohm potesse essere applicata anche in questo caso, con i liquidi!! Ora mi è tutto molto più chiaro!

Per quanto riguarda la lastra a mia disposizione, c’è di bello che è gratis, spero soltanto che tale superficie mi permetta di produrre gas a sufficienza senza dover fornire una corrente eccessiva per cm quadrato. Potrei arrivare a circa 2,5A evitando la scissione degli elettrodi essendo la superficie totale pari a circa 2400cm, spero siano sufficienti ma inizio a temere che mi occorra dell’altro acciaio!

Aggiornamento 9:

Purtroppo non ho idea di quali siano i rapporti tra corrente elettrica e gas svolti agli elettrodi e anche se facessi qualche calcolo non riuscirei a capire se possa essere sufficiente ad accendere una fiamma di dimensioni pari a quella voluta, l’unica cosa fattibile è provare a mettere tutto in pratica.

Ciao, ringrazio entrambi per gli interventi e i consigli fornitimi.

5 risposte

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  • 1 decennio fa
    Risposta preferita

    Avendo lavorato alcuni anni con bagni galvanici posso dirti che l'AiSI 316 non e' il meglio, per assurdo funziona meglio un inox commerciale di bassa qualità specie per gli elettrodi: ha una migliore conduzione elettrica. Se lo trovi sotto forma di rete a maglie fitte (1-2 mm di foro) e' ancora meglio: aumenti la superficie e non crei effetti di "ombra" fra le due facce della cella

    Un alternativa economica al platino e all inox sarebbe la Grafite la trovi gia' in forma di elettrodi ( Con un filo di rame inserito all' interno) nei negozi di ricambi per elettrodomestici alla voce carboni per motori elettrici,

    Secondo problema pressurizzare il flusso, Per far funzionare il tutto devi poter pressurizzare il sistema. Una soluzione semplice e veloce e' quella di utilizzare una pentola a pressione. Elimini la valvola di sicurezza e fai passare dal foro un connettore per l'alimentazione metti dentro un cestello di rete di inox isolandolo con dei distanziatori di plastica colleghi il polo negativo alla pentola ed il positivo al cestello riempi di elettrolita e raccordi un tubo di gomma all' attacco valvola della pentola a pressione. Uscira' la miscela O+H2 devi farla passare per un sistema che blocchi il ritorno di fiamma ( Un sifone ad acqua ) o trasformi la pentola in una bomba innescata , Ultimo passaggio attraverso un deidratatore per togliere il vapor acqueo dalla miscela ( a Boro o a silicagel) valvolina di non ritorno e quindi arrivi al cannello.

    Se vuoi estrarre separatamente idrogeno ed ossigeno e miscelarlo sul cannello la cosa si fa piu' complicata e la pentola a pressione non va piu' bene.

    Dimenticavo. E' necessario avere un alimentatore stabilizzato con protezione di sovraccarico regolabile in corrente. Indicativamente ci si tiene entro 1,2-1,5 mA per cm quadrato di superficie degli elettrodi oltre questa corrente si corre il rischio di bruciare il metallo ovvero di fare non piu' elettrolisi ma galvanica e trasferire ioni metallo.

    1 In assoluto meglio la grafite e' un migliore conduttore rispetto all' inox puoi usarla sia per l'anodo che per il catodo, non rilascia ioni metallici regge una maggiore corrente per cmq

    2 Puoi fare un po' di prove ma tieni presente la legge di Ohm se aumenti troppo la corrente produci piu' idrogeno ma questo e' un isolante ed aumenta la resistenza del sistema scaldando la soluzione, rischi di portare l'acqua in ebollizione e produrre troppo vapore spegnendo la fiamma

    3-4 vedi la due

    5 la soda va bene ma se la porti in ebollizione sono cavoli acidi ( o meglio basici) in internet dovresti trovare le dosi ma non e' necessaria una soluzione troppo concentrata

    6 Aumentando la resistenza dell' elettrodo si scalda inutilmente. Il 316 e' costoso ma se hai un Inox a costo zero usalo

    7 non e' importante la distanza ma i rapporti fra le superfici, per produrre piu' idrogeno devi aumentare la superficie , il sistema migliore e' quello della batteria piu' lamine disposte alternando le polarità +-+-+

    NON risparmiare sul sifone se la pressione e' bassa e' probabile un ritorno di fiamma nella pentola a pressione la miscela esplode punto

  • 1 decennio fa

    Non per essere maleducato nei riguardi di Voi illustri, ma devo evidenziare che una miscela ossigeno-idrogeno in un unico tubo è quanto di più espolodente ci sia e farebbe da miccia per far esplodere la pentola riccamente piena di idrogeno ed ossigeno in proporzione stechiometrica Probabilmente avrete già pensato a come risolvere il probelma o sapete per ipotesi che il problema non sussiste, ma siccome sono aaaaaltamente allergico a cannelli ossiacetilenici, comburenti e combustibili, allora mi pongo la domanda.

    Io, per me, farei viaggiare separatamente ossigeno e idrogeno da ciascun elettrodo fino al cannello.

  • 6 anni fa

    Per chiarire i tuoi dubbi ti consiglio di andare su Amazon.it a questo link http://j.mp/1zpxwQL dove trovi una ampia scelta di Pentole a pressione.

    Li potrai leggere tutte le caratteristiche dei vari modelli e i commenti di chi li ha già  acquistati. In questo modo potrai farti una idea più precisa su questi prodotti e scegliere eventualmente quello che fa al caso tuo.

  • 1 decennio fa

    O_O Ma non fai prima ad andare in ferramenta a comprarti un cannello ossiacetilenico, dopo puoi montarti tutti gli ugelli che vuoi!

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  • Anonimo
    1 decennio fa

    -

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