Термогенератор СО2 - Аквафорум

Термогенератор СО2 · 29.10.2011, 13:33

Возникла бредовая идея сделать генератор СО2, используя термическое разложение пищевой соды.
Реакция разложения пищевой соды (гидрокарбоната натрия):
2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O-125.6 кДж
В процессе реакции получается карбонат натрия, углекислый газ и вода.
Собрал тестовый термогенератор на сухой соде.
В стеклянную бутылку 0,5 литра засыпал 200 грамм пищевой соды, в качестве нагревателя внутрь соды поставил галогеновую лампочку на 12 вольт 35 Вт и подключил ее к блоку питания на 5 вольт. Ток через лампу получился 1,5 ампера, то есть лампочка работает как нагреватель мощностью 7,5 ватт.
Через несколько минут началось выделение газа. Посчитал количество и объем пузырьков: примерно 1 пуз/сек объемом 0,22 мл.
То есть за минуту выделяется 13 мл СО2 или 780 мл в час.

Реакция разложения обратима и в зависимости от давления идет в ту или другую сторону. При повышении давления СО2 в бутылке скорость прямой реакции замедляется и давление стабилизируется на каком-то определенном уровне, то есть система самостабилизируется.
Сама реакция требует очень немного тепла, в основном тепло нужно на разогрев и поддержание температуры. Можно сделать хорошую теплоизоляцию и тогда затраты электроэнергии будут совсем небольшие.
Получится ли из такого генератора удобная и стабильная установка покажет время и эксперименты, если кто-нибудь заинтересуется и доведет конструкцию до ума. Не уверен что я это сделаю, так что дарю идею энтузиасту.
Производительность реакции: из пачки соды 500 грамм получится 130 грамм или 66 литров СО2. Никаких левых газов кроме небольшого количество водяных паров в реакции не образуется.

Экперимент продолжался 5 часов, отобранный газ поместил в колокол в аквариуме, практически полностью газ растворился за 1 час, то есть выход реакции - чистый СО2 как и должно быть.

Starcomputer · 29.10.2011, 19:10

Интересный эксперимент.
Весьма и весьма !!!

diver999 · 30.10.2011, 17:55

Мне кажется в этом есть огромный потенциал.....

Если довести до ума, получиться самая лучшая альтернатива баллону)
У меня даже возник "энтузиазм", о котором говорил автор, попробовать этот аппарат.

А что, если вместо лампочки использовать аквариумный обогреватель

. Я, кстати, своим не пользуюсь...у меня лампы выполняют эту функцию))))))

Но больше всего меня интересует какое максимальное давление можно получить с этой реакции?

BelkinS · 31.10.2011, 03:27

Цитата:

Допис від diver999

А что, если вместо лампочки использовать аквариумный обогреватель.
Но больше всего меня интересует какое максимальное давление можно получить с этой реакции?

Лампочка использовалась как временный вариант (то что оказалось под рукой). Думаю самым удобным будет внешний нагреватель в виде стакана со спиралью вокруг него и хорошей теплоизоляцией, по типу кружки-кипятильника на фото внизу. Бутылка с пробкой и одним штуцером будет просто вставляться в этот нагреватель. Тогда нагрев соды будет более равномерным и будет максимальное использование реагента. Максимальную температуру внутри бутылки стоит предусмотреть до 200 градусов для получения хорошего давления. Но это надо проверять (при какой температуре какое получится давление), пока я этого не делал. Возможно именно необходимость довольно высокой температуры наложит ограничение на использование диффузоров типа воронки Шотта или рябиновой веточки.
При выключении питания и охлаждении реакция идет в обратную сторону и СО2 в бутылке начинает поглощаться карбонатом натрия - в бутылке создается разряжение, то есть нужно ставить надежный обратный клапан.
В общем у красивой на первый взгляд идеи может оказаться много подводных камней, но надеюсь проблемы решаемы.

VKabanov · 01.11.2011, 17:40

Еще на мой взгляд достаточно стремно в тумбочке когда никого нет дома держать 200 по цельсию....

Но это направление в получении СО2 я еще не встречал

Starcomputer · 01.11.2011, 17:48

Цитата:

Допис від VKabanov

Еще на мой взгляд достаточно стремно в тумбочке когда никого нет дома держать 200 по цельсию....

Гидрокарбонат натрия начинает разлагаться при температуре 60 С.
Просто при 200 С этот процесс наиболее эффективен.
....................
Кстати на этой основе можно сделать регулировку подачи СО2.

mumia · 01.11.2011, 18:37

можно использовать тепло выделяемое светильниками особенно у кого МГ.

BelkinS · 02.11.2011, 04:43

Цитата:

Допис від Starcomputer

Гидрокарбонат натрия начинает разлагаться при температуре 60 С.
Просто при 200 С этот процесс наиболее эффективен.
....................
Кстати на этой основе можно сделать регулировку подачи СО2.

К сожалению при 60 градусах разложение происходит на воздухе, то есть при очень небольшом парциальном давлении СО2. В атмосфере чистого СО2 прямая реакция уравновешивает атмосферное давление примерно при 120 градусах. Это те крохи информации, которые удалось нарыть в интернете. Так что для создания избыточного давления при использовании сухой соды, температуру придется поднимать выше 120 градусов.
Но есть другой вариант, который сейчас проверяю экспериментально - это термическое разложение соды из водного раствора. Тогда разложение происходит при меньшей температуре и можно получить большее давление.
Эксперимент: в бутылку 0,25 литра засыпал 100 грамм соды и налил воды, чтобы ее уровень был на 1-2 см выше уровня соды. Бутылку поместил в банку с водой и аквариумным нагревателем, то есть нагрев на водяной бане. Не очень удобно, то для проверки работы пока сгодится. При термическом разложении из насыщенного раствора при температуре около 90-95 градусов избыточное давление СО2 получилось 0,5 атмосферы, что уже вполне достаточно для работы реактора-рябинки. Водяные пары конечно присутствуют в выходящем СО2, но в очень небольшом количестве и никак не мешают. Тестируется такая система второй день, пока все нормально. Давление контролируется манометром, регулировка пневмодросселем. Ну и конечно меняя температуру (мощность нагревателя), меняем давление и соответсвенно регулируем выход СО2. Газ проверен на растворение в колоколе - за час весь растворился.

Добавлено через 4 часа:
Случайно заметил, что в бутылке образовалась небольшая трещина, стекло не выдержало градиента температуры, все-таки у водяной бани резкий перепад температуры на границе вода-воздух. Когда трещина появилась неизвестно, так что возможно вышеуказанные температура и давление (90-95С и 0,5 атм) и не корректны. Нужно повторять эксперимент с лучшим нагревателем.

Starcomputer · 02.11.2011, 09:58

Надо брать не стекло, а металл.

BelkinS · 02.11.2011, 10:04

Да, металл конечно лучше, будем искать

viv1976 · 02.11.2011, 11:08

BelkinS, респект. Интересный експеримент, возможно с большим будущим.

harn · 02.11.2011, 11:55

Моё ИМХО Интересный вариант получения можно сказать орегенальный но в аквариумистике тупиковый, затратный и довольно малоэфективный по выходу газа.

diver999 · 02.11.2011, 12:09

постепенно эксперименты приближаются к тому, что баллон намного проще и дешевле)))

viv1976 · 02.11.2011, 12:15

diver999, все новое интересно, балон тоже люди придумали

harn · 02.11.2011, 12:21

Цитата:

Допис від diver999

постепенно эксперименты приближаются к тому, что баллон намного проще и дешевле)))

В эксплотации поще, газа больше, цена для самого дешового варианта включая эл. клапан, кран, редуктор баллон 2 л. и свои золотые ручки гдето 500 грн. может дорого показаться но несколько месяцев спокойного наблюдения за стрелкой манометра могут убедить.
Хотя я преветствую людей корые делают из безделух реальные вещи. BelkinSинтересный способ Оффтоп