Процесс электролиза в получении водорода

Напряжение на электродах и выбор электролита в каждом случае зависят от необходимой производительности, габаритов электролизера и материала  электродов.

Схема блока питания анода, катода и дополнительных электродов представляет собой два понижающих трансформатора 40 и 41, подключенных к  разным фазам сети переменного тока, вторичная обмотка которых подключена к блокам выпрямителей 42 и 43, выходы которых последовательно подключены через катушки индуктивности 44, 45, 46, 47, и параллельно подключены конденсаторы 48, 49, 50, 51. Проводник 52 подключен к  катоду 26, проводник 53 к аноду 27, а  проводники 54 и 55 соединены между  собой общим проводником 56, и подключены к дополнительным электродам 23 и 24. Между общим проводником и  проводником 53 подключен вольтметр 57, а между общим проводником  и проводником 52 подключен вольтметр 58. Общий проводник 56 имеет отводку 59 и заземлен.

Работает электролизер так: готовят 20% раствор едкого калия  в камере диссоциации 4, насосом 8 подается водный раствор электролита в  анодную 2 и катодную 3 камеры с обеспечением одинакового уровня. Из силового источника  питания по проводникам 52, 53, 56 подается постоянное электрическое напряжение +1,23 В на анод 27, и -0,9 В на катод 26 через  дополнительные электроды 23 и 24. Из блока  питания, типичной для электрических  устройств схемы, поэтому его  схема на фиг.3 не показана, подается постоянное напряжение 30 В на электроды  сепаратора ионов 13, 14, и 500 В переменного  напряжения на лампу ультрафиолетового  облучения 37, 24 В постоянного напряжения на электродвигатели 38 и 39. Начинается замкнутый цикл последовательных действий. Водный раствор электролита, который  диссоциировался в камере диссоциации 4, подается насосом 8 через фильтр 10 по трубопроводу 11 в канал сепарации ионов 12, в котором ионы делятся на анионы и катионы градиентным полем. Через перфорационные отверстия на электроде 13 и пластине ограничителя 15 ионы водорода Н+ поступают в катодную камеру на пластины катода 26 и пластины дополнительного электрода 23, а ионы гидроксильной группы через перфорационные отверстия в электроде 14 и ограничители 16 проходят в анодную камеру на пластины анода 27 и пластины дополнительного электрода 24.

Ускорение перемещения ионов  обеспечивается подачей свежего  электролита из камеры диссоциации, его отбором с верхнего слоя и  маленькими промежутками между пластинами анода катода и дополнительными  электродами, которые через общий  проводник обеспечивают поток электронов со скоростью их движения в металле. Лампа 37 освещает поток однополярных ионных растворов, которые в разделенных  потоках перемещаются в направлении  анода 27, катода 26 и к дополнительным электродам 23 и 24. В результате энергия, необходимая для возобновительных и окислительных реакций ионов в атомарные газы, уменьшается. На аноде 27 и катоде 26 ионы восстанавливаются и окисляются, а дополнительные электроды имеют недостаточный потенциал для восстановления или окисления и обеспечивают поставку электрической энергии с сопротивлением, намного меньшим чем электролит. Потоки ионизированного водного раствора электролита направлены от сепаратора ионов к заборникам отработанного водного раствора электролита 19, 20, ускоряют перемещение ионов и атомарных газов вдоль плоскости пластин. Атомарные газы отбираются в верхней части камер и направляются по назначению. Отработанный водный раствор электролита насосом 9 через заборники 19, 20 поступает в фильтр 21, в котором потоки из анодной и катодной камер, которые имеют излишек ионов разной полярности, смешиваются и деионизируются. Отработанный водный раствор попадает в камеру диссоциации 4, в которой диссоциирует и снова подается для электролиза в катодную и анодную камеры. Пополнение электролизера водой выполняется через запорный клапан 34, фильтр 35 по трубопроводу 36.