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Zusammenhang Elektrolyse, Hydrolyse, Chemie, Elektronik, Eigenbau und viele Fragezeichen

  • Hallo zusammen,


    ich beschäftige mich schon eine Weile mit dem Thema der Elektrolyse und frage mich immer mehr ob denn so eine Elektrolysezelle so kompliziert aufzubauen ist,

    Im Grunde sind das doch nur 2 Platten als Anode und Kathode auf die man eine Spannung gibt. Irgendwie weckt das Thema in mir die Lust hier mehr zu experimentieren.

    Wenn man im Internet, oder auch hier im Forum liest, bekommt man eine Menge Infos und in Folge dessen so einige neue Fragezeichen zu dem vermeintlich so simplen Thema.

    Vielleicht habt ihr ja den einen oder anderen Gedankenanstoß für mich um hier weiter zu kommen, da ich nur sehr zäh in der weiteren Recherche vorwärts komme.


    Was man so liest. Bzw was ich meine soweit verstanden zu haben:

    1. sog. Elektrolysegeräte gehen davon aus das man Salz(NaCl) im Pool hat wobei durch Elektrolyse das NaCl in Natrium und Chlor gespalten wird

    2. sog. Hydrolysegeräte sind ansich Elektrolysegeräte, benötigen jedoch weniger Salz da sie zusätzliche Desinfektionseigenschaften haben durch Spaltung von H2O

    3. Eine Elektrolyse erzeugt durch 2 inerte Leiter im Wasser eine chemische Reaktion ab einer Zersetzungsspannung von 1,23V wobei sich H2O in 2H2 und O2 spaltet. An der Kathode bildet sich Wasserstoff und an der Anode Sauerstoff welches sich nach kurzer Zeit wieder zu H2O zusammenfindet. Hierbei besitzt das O2 die oxidierende Wirkung welche den Pool desinfiziert. O2 hat nebenbei eine stärkere Desinfektionswirkung als Chlor. Der Vorgang würde dem entsprechen was die Hydrolysegeräte als zusätzliche Desinfektion versprechen

    4. Wenn man Salz im Wasser hat, dann wird bei der Elektrolyse anstatt Sauerstoff Chlor erzeugt

    5. Beliebte Zellen wie die hier oft verwendete Zodiac LM2-40 erzeugt 40g Chlor/h bei 24V und 9A. In anderen Beiträgen liest man immer nur von Elektrolyse im Sinne der Umsetzung von NaCI in Chlor. Demnach würde das dem Verfahren der Elektrolysegeräte entsprechen.

    6. Elektrolyse/Hydrolysezellen bestehen eigentlich nur aus Metallplatten (meist Titan) als Anode und Kathode in einem gewissen Abstand zueinander und einer bestimmten Fläche um die Desinfektionsleistung zu variieren. Auf diese Metallplatten wird dann ein bestimmter Strom bei einer bestimmten Spannung gegeben... wobei der Strom sich wohl durch die Widerstände bei einer eingesetzten Spannung ergibt.

    7. Der Stromfluss muss von Zeit zu Zeit umgepolt werden um Verkrustungen zu vermeiden


    Wobei ich mir schwer tue die einzelnen Informationsfetzen zusammenzusetzen und einen eigenen ersten Prototypen aufzubauen:

    1. Was machen Hydrolysegeräte anders um zusätzlich H2O zu spalten? Machen das die Elektrolysegeräte nicht? Was ist da genau der Unterschied der Geräte?

    2. Wieso braucht man überhaupt Salz wenn man doch H2O direkt spalten kann und O2 sogar noch bessere Desinfektionswirkung hat? Rein wegen der Leitfähigkeit? Jedoch kann man ja bei 1,23V + einer in der Praxis notwendigen Überspannung von weiteren x hundert Millivolt, angeblich schon eine Elektrolyse starten die H2O spaltet

    3. Wieso arbeiten Zellen wie die Zodiac mit 24V und nicht wesentlich weniger? (Siehe Zersetzungsspannung von 1,23V). Liegt es daran das bei 1,23V (oder etwas mehr) zwar der Prozess starten würde, jedoch bei der Menge an Desinfektion ein derart hoher Strom notwendig wäre dass man lieber die Spannung erhöht und den Strom senkt um die gleiche Leistung zu bekommen? Bei der LM2-40 wären es ja über 200W .. das würde bei 1,23V + z.b. 0,77V Überstrom = 2V bedeuten dass man einen Strom von 100A hätte um auf die gleiche Leistung zu kommen.

    4. Ist in den Zellen noch mehr Elektronik, oder ist da wirklich nur Plus und Minus mit den Platten verbunden? (Mal abgesehen vom Gaswächter)

    5. Welche Rolle spielt der Plattenabstand? Da dieser so gut wie nie erwähnt wird, vermutlich eher keinen da sicher der Widerstand wohl nicht wesentlich ändert ob man nun 1cm zwischen Anode und Kathode hat oder 50cm!?

    6. Wie wird üblicherweise die Leistung einer Zelle geregelt? In einem anderen Beitrag hier lässt sich erahnen dass dies einfach über die Zeit getan wird. Sprich die Einschaltdauer jedoch in der Dimension von Stunden. Wäre eine PWM in viel höherer Frequenz auch denkbar? Z.b. PWM auf einer Basisfrequenz von 10kHz oder höher? Oder ginge dies auf die Lebensdauer der Zelle? Ich überlege auch noch ob ich die Spannung elektronisch regulieren könnte. Dies wäre evtl eine sanftere Möglichkeit der Regulierung da bei einer PWM ja quasi ständig auf Vollast ein und ausgeschaltet wird. Gibt es Vor/Nachteile bei einer Spannungsregelung? Vermute die Zelle wäre damit auch glücklich da die Elektrolyse ja schon bei ein paar Volt starten und dann wahrscheinlich einigermaßen linear mit der Spannung steigen müsste!?


    Also ganz naiv gedacht... was spricht dagegen wenn die Fragen oben klarer sind, anstatt einer fertigen Zelle für mehrere hundert Euro 2(oder mehr) Titanplatten für ein paar Euro zu kaufen, daran 24V zu klemmen, diese PWM- oder Spannung- gesteuert zu regeln und über eine MOSFET H-Brücke regelmäßig umzupolen? Zumindest mal für ein Experiment. Irgendwie klingt das zu einfach :)


    Bin gespannt auf eure konstruktive Kritik.


    Danke und Gruß

    Tobi

  • Hmm Bullshitbingo?

    Gesunde Halbwahrheit?! :)


    Nimm dir ne Zelle und Hau Spannung drauf bis es brodelt. Salzwasser macht auch Chlor,

    H²O macht H² und O .... nix desinfektion ...

    Gruß,

    Jan


    Intex Aufstell Pool 610 x 305 x 122 cm

    Azouro 14KW WP

    50cm SF mit Glas

    SEL EC3000 Crystal Clear 30amp - Eigenansteuerung

  • Klang für mich ein bisschen wirr. Wenn Du da mehr weisst erleuchte uns doch. O2 ist schliesslich ganz normaler Sauerstoff der desinfiziert mal nix.

    Gruß,

    Jan


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  • Nein, nur wenn er zusätzlich noch aktiv gemacht worden ist ganz doll lachen


    Tut mir leid, konnte ich mir so früh am Morgen nicht verkneifen. Sorry.

    Ovalpool 6,00 x 3,20 x 1,35m, 23 m³ Volumen

    400er Kessel, Filterglas, Speck Speck Magic II 6, 6m³/h, 10h Filterlaufzeit

    Dosieranlage "Eigenbau" mit Atlas Scientific Sensoren und Dosierpumpen, anorganische Chlorung

    15 kW On-/Off Poolex Silverline Wärmepumpe, Brilix Elegance 90m³/h GSA

  • O2 ist schliesslich ganz normaler Sauerstoff der desinfiziert mal nix.

    Das ist nicht ganz so einfach. O2 ist eigentlich ein Biradikal, das kann wieder sehr aggressiv sein. Aber das würde den Rahmen hier definitiv sprengen. Ich bin aber ganz bei Dir, die Ideen des Threadstarters sind ...

    Intex 549 x 274 x 135

    Ocean PT Delux Skimmer

    Aquaplus 11 mit AquaForte Vario+ @1500 UPM bei 88 Watt

    OKU 400mm Kessel mit SAND

    Astral Mulftiflow ELD mit Muschel

    Intex Chlorinator

    alles auf 50 mm Flexverrohrung


    Apera Instruments ph20 tragbares elektronisches pH-Meter


  • Moin Tobi


    Experimentieren finde ich immer gut.

    Macht einfach Spaß wenn man was selber baut und es dann auch funktioniert. Happy Dancing

    So bald irgendwo Pool drauf steht ist der ganze Mist direkt total überteuert.

    Ich verstehe auch die blöden Kommis jetzt nicht.

    Die Erleuchteten hier werden schon wissen warum.

    Als Düse seinen Selbstbauabsorber vorgestellt hat gab's das meines Wissens nicht.

    Wurde ja auch schon oft genug nach gebaut.


    Lassen wir das mit dem Sauerstoff mal außen vor.

    Ich hatte in Chemie nicht ganz so aufgepasst und hab da auch jetzt nicht wirklich Bock drauf. Da kann ich nichts beisteuern.


    Also ganz naiv gedacht... was spricht dagegen wenn die Fragen oben klarer sind, anstatt einer fertigen Zelle für mehrere hundert Euro 2(oder mehr) Titanplatten für ein paar Euro zu kaufen, daran 24V zu klemmen, diese PWM- oder Spannung- gesteuert zu regeln und über eine MOSFET H-Brücke regelmäßig umzupolen? Zumindest mal für ein Experiment. Irgendwie klingt das zu einfach :)


    Das Problem wird sein die Platten in ein Gehäuse zu stecken, die Anschlüsse salzwasserfest und dicht zu bekommen.

    Rumexperimentieren mit verschieden großen Platten wäre noch das Einfachste.

    Welche Platten nimmt man am Besten?

    Es gibt wohl Grade 1 bis 5, ab 7€ für 50x100x2.

    Da ich nicht nur chemisch sondern auch elektronisch nicht feste genug angehaucht wurde, kann ich zu deren Umsetzung nicht viel beitragen.

    Ich befürchte aber, daß die Umsetzung in Kleinserie am Ende auch nicht ganz so preiswert wird um ein Geschäftsmodell draus zu machen.

    Grundsätzlich bin ich aber bei dir und würde gerne mitspielen wenn du das doch angehen möchtest. lachend Zähne zeigen


    Gruß

    Friedel

  • Die Idee ist sicherlich gut und die Fragestellung berechtigt. Jedoch muss bedacht werden, dass die obigen Darstellungen der Reaktionen rein formal die chemischen Endprodukt ergeben und nicht die dabei zwischendurch anfallenden Stoffe wie zum Beispiel atomarer Sauerstoff oder auch Zwischenprodukte zur hypochlorige Säure.


    Aber ja, zwei (Edel-) Metallplatten in ne Salzlösung rein, Strom drauf und es entstehen desinfizierende Chlorverbindungen - so zumindest die Theorie :)

    Viele Grüße

    Markus

  • Guten Abend zusammen,


    also ich verstehe nun nicht ganz was ich falsch gemacht habe... Ich habe ja nicht behauptet das mein Wissen richtig ist oder meine Ansätze richtig sind... Im Gegenteil, darum habe ich hier geschrieben um ein paar Gedankenanstöße zu bekommen.

    Eine konstruktive Kritik das das alles Schwachsinn aus bestimmten Gründen wäre ja auch ok :)

    SAL9000, es wäre nett wenn du mir erklärst warum meine Ideen "..." sind. Das würde mir mehr helfen. Mag ja sein das du recht hast. Das würde mir dann einige Stunden experimentieren ersparen.


    Naja vielleicht lässt sich der ein oder andere mit Erfahrung ja noch herab und steuert was bei.


    Comix, danke für deinen Beitrag, wenn ich ohne Infos starten muss, dann wirklich so das ich einfach mal Platten kaufe und experimentiere. Das größte Problem wird sein das ich die Chemischen Reaktionen nicht messen kann und nur schwer herausfinden kann ob/wieviel Chlor und/oder O2 erzeugt wurde.

    Dicht würde ich es sicherlich bekommen. Hab da schon ein paar Ideen. Den Anschluss an das Stromkabel salzwasserfest ist eher noch das Problem.


    Naja soweit... Danke euch für eure Mühen!

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  • Salzwasser ist nicht das Problem. Du hast da Chlorgas, Wasserstoff und Sauerstoff, die Risiken damit scheinst du nicht zu kennen, somit ist das Problem am anderen Ende. Tue dir und deiner Familie den Gefallen und lass das Thema fallen.

    Intex 549 x 274 x 135

    Ocean PT Delux Skimmer

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    Apera Instruments ph20 tragbares elektronisches pH-Meter

  • ich hatte jetzt sicherlich nicht vor den Kindern zu sagen "oh schaut mal du blubbert es schön. Schnuppert mal alle kräftig dran"

    Und das das explosiv ist, ist auch klar... aber wenn du die ersten Beiträge zur LM2-40 hier liest siehst du auch das nicht von Anfang an klar war wie man es realisiert das man sicherstellt das die Zelle immer Durchfluss hat während sie angeschaltet ist. Ist das ein Grund warum man nicht weiter lernen darf?

  • AbsoluterBeginner

    Das sehe ich genau so. Hier kauft sich Hinz und Kunz ne Elektrolysezelle und sind nachher bei der Verrohrung überfordert. Wieso hab ich keinen Durchfluss? Hab's doch da und da angeschlossen. Komisch, da schreit keiner "Opjepass Knallgas"

    Da verlassen sich alle auf die Elektronik der Chinesen.


    Ich finde da ist genug Platz zum Experimentieren. Mann sollte eben vernünftig drüber nachdenken wie es am sichersten ist das um zu setzen.

  • AbsoluterBeginner Nur zur Sicherheit: Diesen Thread kennst du?

    Das ist zwar mit einer fertigen Elektrolysezelle, aber erklärt die Steuerung drum herum.

    PP Pool 8,0 x 3,5 x 1,5 | 2x Slim Skimmer Flat + Boden-/Seitenablauf | 4x ELD (Kombiwalze) + Zirkulationsdüse unter der Treppe | 2x RGB LED UWS | Speck Prime Eco VS | Triton II Neo 610 | Gemke-Messzelle | PH803-W | Dosierung/Überwachung/Steuerung im Eigenbau (ESP32, MQTT, Java, ... , work in progress) | TUF-2000m | Dolphin Poolstyle 50i | PoolLab 1.0

  • Hallo Alf,


    danke dir. Ja den kenne ich. Das ist einer der Beiträge wo sich erahnen lässt dass man die Zelle nicht per PWM ansteuert, sondern Stundenweise mit voller Leistung.. also quasi eine PWM mit seeeehr niedriger Frequenz :)

    Die restlichen Fragen konnte ich mir hier leider nicht ableiten

  • Du kannst ja letztenendes machen was du möchtest aber warum experimentierst du nicht mit flüssigchlor? Eine dosierpumpe aus lego technik bauteilen und motoren bauen und eine regelung erfinden die an temperatur und sonneneinwirkung des pools angepasst ist. Ist denk ich wesentlich sicherer damit zu experimentieren m. M. n. Nachdenklich

    lächelnlächelnlächeln Erbauter Pool:

    6m x 3m x 1,5m Gfk pool mit Skimmer, 2 Einlaufdüsen, 1 Brio Gaia2 RGB LED Scheinwerfer, 400er Sandfilter mit Filterglas Füllung und 6er Speck Magic Pumpe, 5 Kw Wärmepumpe. Gechlort und Ph Werte einstellen wird händisch gemacht.

  • Also... die ganzen Beiträge haben mich motiviert nun eine Messreihe zu starten. Zwar leider mit weniger Ausgangsinformationen als erhofft, aber spannend bleibts trotzdem.


    Titanplatten sind unterwegs um Phase 1 des Projektes zu starten.


    Ziel ist erstmal die chemischen und elektrischen Zusammenhänge besser kennenzulernen um weitere Schritte planen zu können oder im Worst Case herauszufinden das das Projekt aus irgend einem Grund vielleicht sogar nicht funktionieren wird.


    Versuchsaufbau:

    • 2 Titanplatten
    • Variable Abstandshalter
    • Eine definierte Menge an Wasser
    • Eine definierte Menge Salz
    • Ein Labornetzteil mit dem man Spannung und Maximalstrom einstellen kann
    • eine Eigenbau und Referenz PH Sonde und Redox Sonde
    • eine Stoppuhr
    • Ohmmeter zur Bestimmung des initialen Widerstands zw Anode und Kathode
    • Thermometer


    Versuchsparameter:

    • Unterschiedliche Abstände der Platten
    • Unterschiedlichem Eintauchen der Platten und damit Fläche zur Elektrolyse
    • Unterschiedliche Spannungen
    • Unterschiedliche Ströme
    • Unterschiedliche Menge Salz


    Ziele ist eine empirische Annäherung zur:

    • Bestätigung der theoretischen Formeln zur Berechnung
      • des Leitwertes vs Ohmwert
      • Zersetzungsspannung & Überspannung
      • Abhängigkeiten Spannung / Strom / Plattenabstand
      • Minderung des Wasserstandes über eine gewisse Zeit
      • Dauer des Elektrolyseprozesses um eine gewisse Menge Wasserstoff zu erzeugen
      • der Menge an umgewandeltem Wasser in einer bestimmten Zeit
      • der Menge an erzeugtem Chlor anhand des Redoxwerts über eine bestimmte Zeit
      • der Anzahl an Elektrolysevorgängen in einer bestimmten Zeit
    • Bestimmung des Einfluss des Plattenabstandes auf den Elektrolyseprozess
    • Bestimmung des Wirkungsgrad der Elektrolyse bei kleiner werdenden Abständen aber gleich bleibendem Strom
    • Bestimmung von Wirkungsgraden zw Theorie und Praxis
    • Bestimmung des Einfluss von verschiedenen Salzkonzentrationen
    • Bestimmung ob Plattenfläche einen linearen Einfluss auf die Elektrolyse hat
    • Bestimmung der abgegebenen Energie in Wärme
    • Approximierte Hochrechnung der Erkenntnisse auf einen Pool


    Soweit der Plan.

    Weitere Projektphasen über die nächsten Wochen/Monate sind abhängig von den Ergebnissen oben


    Falls jemand ernsthaft an den Ergebnissen interessiert ist, lasst es mich wissen. Ich werde euch diese dann gerne zukommen lassen. Da ich keine weiteren Kommentare wie oben provozieren will ist mir dieser Weg lieber.


    Gruß

    Tobi

  • Hallo Tobi,

    Ich bin da sogar sehr dran interessiert.

    Wenn ich dich mit 3d gedrucktem unterstützen kann, lass es mich wissen.

  • Ich wünsche dir viel glück und las was „hören“.

    lächelnlächelnlächeln Erbauter Pool:

    6m x 3m x 1,5m Gfk pool mit Skimmer, 2 Einlaufdüsen, 1 Brio Gaia2 RGB LED Scheinwerfer, 400er Sandfilter mit Filterglas Füllung und 6er Speck Magic Pumpe, 5 Kw Wärmepumpe. Gechlort und Ph Werte einstellen wird händisch gemacht.

  • Klar, lass uns die Ergebnisse wissen, und lass dich nicht durch ein paar Kommentaren abschrecken.

    PP Pool 8,0 x 3,5 x 1,5 | 2x Slim Skimmer Flat + Boden-/Seitenablauf | 4x ELD (Kombiwalze) + Zirkulationsdüse unter der Treppe | 2x RGB LED UWS | Speck Prime Eco VS | Triton II Neo 610 | Gemke-Messzelle | PH803-W | Dosierung/Überwachung/Steuerung im Eigenbau (ESP32, MQTT, Java, ... , work in progress) | TUF-2000m | Dolphin Poolstyle 50i | PoolLab 1.0

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