K tomu, abyste viděli čistou energii v akci, nepotřebujete laboratorní plášť ani milionový grant. Potřebujete jen tyčinku od nanuku, nějaký drát a ochotu experimentovat s 9voltovou baterií.

Vodíkové palivové články jsou „svatým grálem“ obnovitelné energie. Vyrábějí elektřinu s nulovými emisemi – jediným reakčním produktem je voda. Vidíme je na futuristických autobusech a drahých koncepčních autech, ale chemie procesu je dostatečně jednoduchá, aby se dala zopakovat na vaší kuchyňské lince.

Tohle není jen párty trik. Toto je jasná ukázka toho, jak můžeme pohánět naši budoucnost. A překvapivě můžete sestavit funkční model za pouhých deset minut.

Požadované materiály

Seznam je krátký. Většinu věcí lze nalézt v domácích popelnicích; jedna položka bude vyžadovat rychlou online objednávku.

  • ** Tyčinka od nanuku** nebo malý dřevěný/plastový proužek.
  • 9voltová baterie a držák terminálu.
  • Průhledná páska.
    Sklenice vody.
    Voltmetr.
  • Jedna stopa (asi 30 cm) niklového drátu potaženého platinou (nebo čistá platina).

Drát je zde výjimkou. Platinovaný nikl stojí online asi 15 dolarů. Není to úplně nezbytný produkt, ale je nezbytný. Platina působí jako katalyzátor. Bez toho se kouzlo nestane.

Krok 1: Odříznutí a navinutí drátu

Vezměte stejnou nohu drátu. Nakrájejte ho na dva šestipalcové kusy (asi 15 cm).

Nyní je naviňte. Potřebujete malé pružiny. Stanou se vašimi elektrodami.

Použijte konec spárové měrky, hřebík nebo dokonce ramínko na šaty, abyste drát pevně omotali. Spirálový tvar zvětšuje plochu. Větší plocha znamená více reakcí. Více reakcí znamená více napětí. Je to základní fyzika, ale záleží.

Krok 2: Příprava připojení

Tato část vyžaduje trpělivost.

Přestřihněte dráty na držáku baterie na polovinu. Odstraňte izolaci z nových konců. Omotejte holý drát kolem vašich platinových cívek.

Vytváříte most. Držák baterie je připojen k cívkám. K cívkám jsou také připojeny další dva vodiče. Tyto jednotlivé vodiče se nakonec připojí k vašemu voltmetru. Udržujte zkroucené spoje suché. Do vody ponořujte pouze platinové spirálky.

Krok 3: Připevnění konstrukce

Cívky nalepte na tyčinku od nanuku. Bezpečně je upevněte.

Poté tyčinku přilepte na okraj sklenice. Vložte cívky do vody. Měly by viset téměř po celé délce.

Zde je hlavní omezení: místa, kde jsou dráty zkroucené, musí zůstat nad hladinou vody. Pokud se namočí, vytvoříte zkrat. Suché spoje jsou nutností.

Krok 4: Připojení zařízení

Připojte červený vodič z prvku ke kladné svorce voltmetru. Připojte černý vodič k záporné (společné) svorce.

V tomto okamžiku byste měli vidět nula voltů. Možná malé kolísání jako 0,01 V. To je hluk. Ignorujte ho. Položka je aktuálně v režimu spánku.

Krok 5: Spuštění reakce

Nastal okamžik.

Dotkněte se 9voltové baterie držáku. Nemusíte to zavírat. Stačí se na sekundu navzájem dotknout kontaktů.

Elektrolýza začne okamžitě.

Tvoří se bubliny. Vodík se shromažďuje na jedné elektrodě. Na druhé straně je kyslík. Baterie dodává elektřinu do vody a štěpí molekuly H2O.

Nyní vyjměte baterii.

Pokud byste použili běžný niklový drát, napětí by kleslo zpět na nulu. Reakce se zastaví. Plyny odejdou. Ale použil jsi platinu.

Platina je katalyzátor. Nespotřebovává se. Snižuje energetickou bariéru pro opětovné sjednocení vodíku a kyslíku.

Hydrolytická reakce je obrácená.

Na povrchu platiny se vyskytují plyny. Promění se zpět ve vodu. A v tomto procesu uvolňují elektrony.

Ručička voltmetru poskočí. Nyní vyrábíte elektřinu z vodíku a kyslíku. Vytvořili jste palivový článek.

Proč je to důležité

Je snadné to odmítnout jako školní vědecký projekt. Ale principy jsou totožné s těmi, které pohánějí těžká zařízení a kosmické lodě.

Problém nikdy nebyl v chemii. Šlo o cenu a skladování vodíku. Platina je drahá. Efektivní skladování plynu je obtížné. Ale důkaz konceptu je nepopiratelný.

Právě jste přeměnili vodu na elektřinu.

Kontrola bezpečnosti a reality

Než začneme, pár prohlášení o vyloučení odpovědnosti.

Pracujte ve větraném prostoru. Vodík je hořlavý. Kyslík podporuje spalování. Vytvoříte směs obou plynů. V malém měřítku ano, ale přesto. Používejte ochranné brýle. S baterií zacházejte opatrně, aby nedošlo ke zkratu.

Jak dlouho to trvá?

Ne na dlouho. Množství vodíku a kyslíku generované 9voltovou baterií za několik sekund je omezené. Jakmile se plyny znovu spojí, prvek přestane vyrábět energii. Je to podpora, ne baterie.

Ale o to jde. Toto je ukázka potenciálu.

Budoucnost energetiky není jen o hledání nových zdrojů. Je to také tím, jak je ukládáme a přeměňujeme. A někdy to musíte vidět na vlastní oči, abyste tomu uvěřili.

Voltmetr stále ukazuje pár milivoltů. Bublinky se usadily. Experiment je dokončen. Otázkou ale zůstává: dokážeme to škálovat, aniž bychom zruinovali banku?

Uvidíme.