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...
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.
Difficulté
Expert
Durée
6 heure(s)
Disciplines scientifiques
Chimie, Electricité, Physique
Sommaire
- 1 Introduction
- 2 Étape 1 - Définition des termes
- 3 Étape 2 - Fabrication Alimentation Electrique
- 4 Étape 3 - Fabrication Electrode - méthode 1
- 5 Étape 4 - Fabrication Electrode - méthode 2
- 6 Étape 5 - Assemblage de l'électrolyseur pour la méthode 2
- 7 Étape 6 - Fabrication du bulleur
- 8 Étape 7 - Assemblage de l'ensemble
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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.
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.
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 car 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
Étape 3 - Fabrication Electrode - méthode 1
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 :
Étape 4 - Fabrication Electrode - méthode 2
Cette méthode à l'avantage d'être plus pédagogique car le système est plus visuel, plus robuste, l'entretien y est plus simple.
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Étape 5 - Assemblage de l'électrolyseur pour la méthode 2
- 1 grand pot de confiture, un tuyau, de la colle, 2 morceaux de plastique isolants (2*2cm), 4 écrou/rondelle, fils électrique, tefelon.
Perçage du couvercle
- 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, il provoquerait le cout circuit entre les 2 tiges.
- 1 trou au diamètre de votre tuyau
Assemblage :
- glisser votre tuyau à travers le couvercle puis à travers la pièce de maintien de l'électrode, faite le à peine dépasser.
- placer de la colle sur la pièce de maintien. (collage de l'électrode au couvercle)
- finissez d'enfilez l'électrode à travers le couvercle, veillez à ce que les tiges fileté ne touchent pas le couvercle.
- sur le dessus du couvercle enfiler vos isolants plastiques sur les tiges filetées.
- rondelle et écrou sur vos tiges filetées. Serrez.
Finitions:
- Rondelle écrou sur vos tiges afin de serrer vos cables d'alimentations.
- 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.
Étape 6 - Fabrication du bulleur
petit pot de confiture, valve de chambre à aire, tuyau, tefelon.
- Percez le couvercle au diamètre de vos valves.
- 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 un morceau de tuyau suffisamment long pour qu'il aille du bulleur jusqu'a votre expérience (petit pot d'eau savonneuse ou bruleur ou...)
- mettre du tefelon sur le filetage du pot.
Étape 7 - Assemblage de l'ensemble
Dernière modification 11/03/2023 par user:Antonydbzh.
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