Horizon FCJJ-16 User Manual

 

9

Elektrolýza znamená rozklad vody pomocí elektrické energie na její základní prvky vodík a kyslík, tedy 
chemickou reakci neboli změnu chemického složení. V obnovitelném cyklu takzvaného „koloběhu vodíku“ se 
používá elektrická energie (z regenerativních zdrojů), která slouží k výše uvedenému rozkladu vody. Uvolněný 
vodík je poté jímán do speciálních zásobníků (kontejnerů, případně je dále stlačován v tlakových nádobách).     

Aparatury na provádění elektrolýzy vody slouží k jejímu usnadnění a tím k ekonomičtější výrobě vodíku. 
Obvyklé používané aparatury vyrábějí vodík s relativně nízkým tlakem, od normálního atmosférického tlaku až 
po tlak 200 psi, což se rovná tlaku 137895 Pa (pascalů). Jako elektrolyt se používají zásadité roztoky vody 
s hydroxidem draselným (KOH) nebo soudným (NaOH). Pro tyto tlaky jsou potřeba k uskladnění velkého 
množství vodíku poměrně velké láhve. Tento problém se dá vyřešit použitím vhodných kompresorů, které 
provedou stlačení vodíku. Avšak investice, které jsou nutné ke stlačování vodíku jakož i údržba vodíkových 
kompresorů jsou poměrně vysoké a nerealistické. Vysoké náklady jsou spojeny rovněž s provozem a 
s údržbou  zařízení, která používají k elektrolýze vody její zásadité roztoky, neboť to znamená nákladnou 
likvidaci a výměnu vysoce žíravých elektrolytů (hydroxidů, louhů).   

Nové technologie používají k elektrolýze vody membrány s výměnou protonů, která je použita i v této naší 
experimentální soupravě. Tato zařízení na elektrolýzu vody s membránami s výměnou protonů PEM*  dovolují 
vyrábět vodík s tlakem až 2000 psi nebo i s vyšším, a tím vedou i k odstranění nutnosti mechanického 
stlačování vodíku. U těchto zařízení s těmito pevnými membránami se očekává, že dosáhnou stejně dlouhé 
životnosti jako klasické aparatury na výrobu vodíku s elektrolyty.   

Tyto technologie nevyžadují požití žádných žíravých hydroxidů (louhů) nebo kyselin jako elektrolytů. K dalším 
přednostem fotoelektromagnetické elektrolýzy (PEM) patří oproti elektrolytům nižší energetické ztráty a vyšší 
čistota vodíku. Technologie elektrolýzy vody s použitím membrán s výměnou protonů bude tedy znamenat 
v budoucnu jednoduchou a efektivní cestu k výrobě, ke stlačování a ke skladování vodíku. 

 

* (PEM  = photoelectromagnetic = fotoelektromagnetický jev) 
 
 

1.  Používejte pouze destilovanou vodu. Voda obsahující rozpuštěné soli a minerály by palivový článek 

znečistila a postupně by jej zničila. Zjistíte-li korozi palivového článku, pak jste k elektrolýze a ke svým 
pokusům nepoužívali destilovanou vodu, nýbrž vodu obyčejnou (například z vodovodu).     

2. Maximálního výkonu palivového článku docílíte až po provedení 3 až 4 elektrolýz vody, neboť musí dojít 

k důkladnému provlhčení membrány PEM uvnitř palivového článku. Optimální teplota k provádění 
elektrolýzy vody a k pokusům by měla být v rozmezí od 20 do 30 °C. Dříve než začnete provádět 
elektrolýzu vody, zkontrolujte hladinu destilované vody v obou sklenicích. Tato musí dosahovat v obou 
sklenicích k nulové značce. Po určité době (jelikož se voda odpařuje) proveďte doplnění vody v obou 
sklenicích po tyto nulové značky.    

3.  Dejte pozor na to, že nesmějí být v žádném případě ucpány štěrbiny na spodních okrajích zásobníků 

plynů. Vodík a kyslík jsou lehčí než voda a postupně vodu těmito štěrbinami v zásobních vytlačují. Pokud 
by byly tyto štěrbiny ucpány, vytvořil by se v zásobnících plynů vysoký tlak, který by mohl způsobit 
poškození zařízení.   

4. Po vícenásobném použití palivového článku se může stát, že voda nenateče do zásobníků plynů. 

Příčinou tohoto jevu je vakuum v hadičkách. Odpojte  v tomto případě hadičky o délce 16 cm od horních 
trysek na palivovém článku. Voda po této akci opět nateče do zásobníků plynů.  

5. Palivový článek je velmi choulostivý a ve venkovním prostředí mohou do něho vniknout organické 

sloučeniny, které by značně snížili jeho účinnost. Z tohoto důvodu Vám doporučuje, abyste po ukončení 
pokusů tento palivový článek uložili do neprodyšného obalu (brašničky) z umělé hmoty opatřené 
například zipem. 

 
 
 

 

10

Ve sklenicích na výrobu kyslíku a vodíku se nezvyšuje nebo nesnižuje hladina vody  
Zkontrolujte, zda nejsou ucpány štěrbiny na spodních okrajích zásobníků plynů. Pokud ano, otočte těmito 
zásobníky plynů takovým způsobem, aby z nich začala vytékat nebo do nich natékat voda.    

 

Zařízení nevyrábí žádný vodík nebo kyslík   
Zkontrolujte správné připojení (kontakty, polaritu) napájecích kabelů mezi solárním panelem (nebo jiným 
zdrojem elektrického napětí) a palivovým článkem. Nesprávná polarita může způsobit zničení palivového 
článku. 
 
Elektrolýza vody probíhá velmi pomalu 
Sundejte ze zkrácené hadičky (2 cm), která je připojena k horní pravé trysce, její červenou koncovku 

[I]. Do 

této otevřené hadičky zastrčte zcela hrot injekční stříkačky 

[J]. Vytahujte pomalu píst této injekční stříkačky, 

aby se dostala voda ze zásobníku kyslíku do pryžové hadičky 

[G] o délce 16 cm, čímž nasajete vodu i do 

palivového článku na jeho kyslíkové straně. Jakmile se voda dostane do vnitřního prostoru stříkačky, přestaňte 
provádět její nasávání. Vytáhněte injekční stříkačku z hadičky a na tuto dvoucentimetrovou hadičku opět 
nasaďte její červenou koncovku 

[I]. Poté ponechte palivový článek 5 minut v klidu, aby se jeho vnitřní 

membrána s výměnou protonů zcela nasákla destilovanou vodou. 

Nízké napájecí napětí: Vystavte solární panel přímému slunečnímu záření (vyšší intenzitě okolního osvětlení).