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Generador de hidrógeno

Mi amigo del foro científicos aficionados 4N70N y yo estuvimos desarrollando un sistema para producir hidrógeno a gran escala con el objetivo de inflar globos aerostáticos. El prototipo es de diseño propio.
 

CONSIDERACIONES:

El hidrógeno H2 puede obtenerse de forma simple mediante ataque químico, para ello basta con atacar viruta de aluminio con ácido clorhídrico o sulfúrico. Para seleccionar el ácido a emplear hay que tener en cuenta que la reacción es muy exotérmica y el ácido clorhídrico es un gas disuelto en agua y  a partir de 40ºC ese gas se “escapa” de la disolución mezclándose con el hidrógeno generado.

El ácido sulfúrico no presenta ese problema,   pues no es un gas disuelto en agua sino un sólido disuelto, además es fácil y barato de obtener, puede comprarse diluído al 3% en tiendas de repuestos para automóviles. Podríamos emplear otros ácidos pero serían más caros y difíciles de obtener.

Hay que tener en cuenta también que el aluminio forma una capa pasiva de óxido de aluminio en su superficie (Al2O3) e inicialmente, el ácido atacará a esta capa pasiva hasta disolverla, posteriormente empezará a reaccionar rápidamente de forma exotérmica generando hidrógeno.

MATERIALES:

  • Olla a presión.
  • Tubos de goma.
  • Botellas de plástico o vidrio mejor.
  • Un serpentín de un radiador de coche.
  • Una bomba de tinta de una impresora.
  • Un taladro eléctrico para mover esa bomba.
  • Ácido sulfúrico.
  • Viruta de aluminio.
  • Válvula antirretorno.
  • Juntas para sellar.
  • Se requiere el empleo de torno.
 

NOTA: la bomba de tinta se emplea para ir introduciendo el ácido poco a poco y controlar así la velocidad de reacción.

En nuestro primer modelo empleamos como cámara de reacción un frasco de vidrio comprado en un bazar chino, como la reacción es exotérmica y el vidrio no era pyrex estalló en montones de pedazos.
Una imagen del primer modelo:

IMÁGENES DEL MODELO DEFINITIVO:
 

En la primera imagen puede apreciarse el taladro acoplado a la bomba de impresora, de esa bomba sale un tubito (encima de la mesa) que debe introducirse en una botella de ácido sulfúrico. Al accionar el taladro la bomba aspira el ácido dejándolo caer dentro de la olla a presión en la que previamente se habrá introducido la viruta de aluminio. Tras unos instantes (tiempo que transcurre hasta que se destrulle la capa pasiva de óxido de aluminio) el ácido reacciona con el aluminio generando hidrógeno, este hidrógeno sale por el tubo de goma situado sobre la tapa de la olla en el que se ha colocado una válvula antirretorno, el gas pasa a la botella de cocacola que está llena de agua destilada para que burbujee eliminando los restos de ácido que pueda contener. Una vez que el gas sale de la botella atraviesa un serpentín donde condensará el posible vapor de agua que pueda arrastrar saliendo por una boquilla que se emplea para inflar globos de látex o, como en el caso de la segunda imagen, bolsas de basura.
 
ADVERTENCIA: EL HIDRÓGENO ES UN GAS INFLAMABLE, EN CONTACTO CON EL OXÍGENO ES MUY PELIGROSO POR LO TANTO DEBE MANIPULARSE SOLAMENTE SI SE ENCUENTRA AISLADO.