Notice d’utilisation · Les cellules d’électrolyse PEM gagnent en importance à mesure que la...

Notice d’utilisation

E206 Electrolyser H2/O2 65

E207 Electrolyser H2/O2 230

2 www.h-tec-education.com

H-TEC EDUCATION GmbH

Maria-Goeppert-Str. 9a 23562 Luebeck Allemagne

Tél. : +49 451 39941-0

Fax : +49 451 39941-798

E-mail : [email protected]

Site Web : www.h-tec-education.com

3www.h-tec-education.com

Sommaire

Introduction

À propos de la présente notice

Consignes de sécurité

Contenu du produit

Vue d’ensemble

Mise en service

Utilisation

Caractéristiques techniques

Dépannage

Mise hors service

Maintenance

Transport et stockage

Élimination

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IntroductionLes cellules d’électrolyse PEM gagnent en importance à mesure que la demande de piles à combustible augmente. Les cellules d’électrolyse utilisent de l’eau pour produire l’hydrogène nécessaire au bon fonctionnement des piles à combustible tout en respectant l’environnement. L’énergie électrique requise peut être obtenue par récupération, p.ex. grâce à des cellules solaires, des centrales éoliennes ou encore des centrales hydroélectriques.

Dans les cellules d’électrolyse, l’eau réagit avec l’énergie électrique pour former la formule 2H2O 2H2+O2. Ce processus a lieu dans la MEA (Membrane Electrode Assembly). La MEA se compose d’une cathode, d’une anode et d’une membrane polymère spéciale (PEM) perméable aux protons, mais ne laissant pas passer les électrons. La cellule d’électrolyse de marque H-TEC EDUCATION que vous venez d’acheter fonctionne selon le principe PEM. Les gaz produits peuvent être collectés dans des réservoirs de stockage. Lorsque vous en avez besoin, l’énergie accumulée sous forme chimique dans ces gaz peut ensuite être transformée en énergie électrique au moyen d’une pile à combustible.

Nous vous souhaitons de nombreuses heures de découverte avec votre cellule d’électrolyse PEM.

H-TEC EDUCATION GmbH


À propos de la présente notice

La présente notice d’utilisation est destinée à la personne responsable de la surveillance.

n Celle-ci doit être lue avant toute utilisation et doit être observée.

n Celle-ci doit être conservée soigneusement et pouvoir être consultée à tout moment.

n Toutes les consignes de sécurité doivent être suivies.

n Ce produit ne peut être mis en service et exploité que sous la direction de la personne chargée de sa surveillance.

Consignes de sécurité

Veuillez lire et observer les consignes générales de sécurité jointes au produit avant l’utilisation du produit et les conserver soigneusement avec la notice d’utilisation !

Consignes de sécurité spécifiques au produit

Le produit ne peut être utilisé que :

n conformément aux dispositions,

n dans le respect de toutes les consignes de sécurité,

n dans un état de sécurité technique impeccable.

Les composants du produit sont dotés de surfaces de contact électriques sous tension librement accessibles. En cas de raccordement d’une tension de service inadmissible, il existe un risque d’incendie, de choc électrique et d’endommagement des composants.


Contenu du produit 1x Cellule d’électrolyse (produit E206 uniquement)

1x Cellule d’électrolyse (produit E207 uniquement)

1x Trop-plein de H2 1x Trop-plein de O2

H2 O2

1x Bouteille d’eau de 250 mlavec embout pour tuyau séparé


1x Jeu de tuyaux composé de :

2x TuyauLongueur = 30 cm, diamètre intérieur = 4 mm

2x TuyauLongueur = 30 cm, diamètre intérieur = 5 mm

2x Pince pour tuyaux souples

1x Paire de lunettes de protection

1x Notice d’utilisation

1x Consignes générales de sécurité

1x Service Card


Vue d’ensemble

Vue d’ensemble de la cellule d’électrolyse « Electrolyser H2/O2 65 » (E206)

Fig. 1 : Vue d’ensemble de la cellule E206

Trop-pleins

Pince pour tuyaux souples


Réservoir d’oxygène

Douilles de raccordement pour connecteurs à lamelles de 4 mm

Réservoir d’hydrogène

Sortie d’hydrogène

Sortie d’oxygène

L’« Electrolyser H2/O2 65 » se compose d’une cellule d’électrolyse à deux piles, d’un réservoir d’hydrogène et d’un réservoir d’oxygène, montés sur un socle. Les deux piles de la cellule d’élec-trolyse sont raccordées en série. Le centre de la cellule d’électrolyse abrite les côtés « Hydrogène » des deux piles. Les côtés extérieurs de la cellule d’électrolyse servent à l’alimentation en eau et à l’évacuation de l’oxygène produit. L’hydrogène et l’oxygène sont prélevés via des tuyaux. La cellule d’électrolyse est dotée de deux douilles de 4 mm pour le raccordement de connecteurs à lamelles. Les différents composants sont illustrés dans le graphique suivant.

Cellule d’électrolyse


Vue d’ensemble de la cellule d’électrolyse « Electrolyser H2/O2 230 » (E207)

Fig. 2 : Vue d’ensemble de la cellule E207

Trop-pleins



Réservoir d’oxygène Cellule d’électrolyse

Douilles de raccordement pour connecteurs à lamelles de 4 mm

Réservoir d’hydrogène

Sortie d’hydrogène

Sortie d’oxygène

L’« Electrolyser H2/O2 230 » se compose d’une cellule d’électrolyse à sept piles, d’un réservoir d’hydrogène et d’un réservoir d’oxygène, montés sur un socle. Les sept piles de la cellule d’élec-trolyse sont raccordées en série. L’hydrogène et l’oxygène sont prélevés via des tuyaux. La cellule d’électrolyse est dotée de deux douilles de 4 mm pour le raccordement de connecteurs à lamelles. Les différents composants sont illustrés dans le graphique suivant.


Fig. 3 : Montage

Mise en service

Le montage de la cellule d’électrolyse doit être réalisé comme illustré dans la figure 3.

■ Monter les deux trop-pleins.

■ Raccorder les deux tuyaux aux raccords des réservoirs. – Utiliser des tuyaux d’un diamètre intérieur de 4 mm pour l’alimentation des piles à combus-

tibles H-TEC EDUCATION dotées de raccords d’un diamètre extérieur de 5 mm. – Utiliser des tuyaux d’un diamètre intérieur de 5 mm pour l’alimentation des piles à combus-

tibles H-TEC EDUCATION dotées de raccords d’un diamètre extérieur de 6 mm.

■ Monter les deux pinces pour tuyaux souples sur les tuyaux.

Les figures 3 et 4 servent d’exemples pour les deux modèles. Les étapes de travail sont identiques.

Montage


Fig. 4 : Remplissage

■ Ouvrir les deux pinces pour tuyaux souples des tuyaux.

■ Remplir les deux réservoirs de gaz d’eau distillée (σ < 2 μS/cm) jusqu’à la marque -A-, comme illustré dans la figure 4.

H2O dist.σ < 2 μS/cm

Remplissage


Utilisation

ATTENTION Risque de blessure en cas d’allumage de l’hydrogène

Des tuyaux endommagés ou raccords non étanches peuvent laisser l’hydrogène s’échapper. L’hydrogène et le mélange air/hydrogène peuvent s’enflammer à proximité d’une source d’allumage.

Contrôler la présence de dommages sur les tuyaux et raccords avant tout montage.

ATTENTION Risque de blessures sur les surfaces chaudes

La diode de protection de la cellule d’électrolyse s’échauffe forte-ment lorsque la polarité est inversée.

Tout contact avec la diode de la cellule d’électrolyse peut causer des blessures.

Contrôler la polarité des câbles de raccordement et raccords élec-triques avant la mise en service (rouge = « + », noir = « - »).

Ne pas toucher la diode.


L’hydrogène s’échappant du réservoir peut s’enflammer à proximité d’une source d’allumage.

Empêcher l’hydrogène de s’échapper à l’air libre. Consommer la totalité de l’hydrogène disponible lorsque l’expérience est terminée et avant le démontage.

ATTENTION Risque d’incendie en cas de surcharge électrique

Le fonctionnement en dehors des spécifications électriques cause un échauffement exagéré de la cellule d’électrolyse, ce qui peut causer des incendies.

Ne jamais utiliser la cellule d’électrolyse au-delà des spécifications électriques indiquées dans les caractéristiques techniques.


ATTENTION Risque d’endommagement en cas de manipulation erronéeL’utilisation de la cellule d’électrolyse avec de l’eau présentant une conductibilité électrique σ ≥ 2 μS/cm peut causer des dommages irréparables à la cellule d’électrolyse.

Remplir exclusivement la cellule d’électrolyse au moyen d’eau distillée présentant une conductibilité électrique σ < 2 μS/cm.

ATTENTION Risque d’endommagement en cas de surcharge électrique

Le fonctionnement en dehors des spécifications électriques cause des dommages irréversibles à la cellule d’électrolyse.

Ne jamais utiliser la cellule d’électrolyse au-delà des spécifications électriques indiquées dans les caractéristiques techniques.

■ Lire et observer les consignes générales de sécurité.

■ Fermer les deux pinces pour tuyaux souples.

■ Raccorder la source de tension continue aux douilles de raccordement de la cellule d’électrolyse. Respecter la tension de service maximale admissible (cf. Caractéristiques techniques). L’eau se décompose en hydrogène et oxygène avec un rapport de 2 pour 1.

■ L’air résiduel présent dans le système doit être rincé après chaque remplissage d’eau distillée. Pour cela, produire 40 cm³ d’hydrogène et 20 cm³ d’oxygène et évacuer les gaz en ouvrant brièvement les deux pinces pour tuyaux souples. La cellule d’électrolyse est prête à l’emploi après ce rinçage.

■ Le gaz excédentaire s’échappe sous forme de bulles lorsque les réservoirs de gaz sont pleins. La production d’hydrogène doit être stoppée.

■ Pendant le fonctionnement, de petites quantités d’eau traversent la PEM et passent du côté « Oxy-gène » au côté « Hydrogène ». Le niveau d’eau peut alors augmenter sur le côté « Hydrogène » et baisser sur le côté « Oxygène ». Contrôler régulièrement le niveau d’eau et compenser. Pour cela, enlever de l’eau sur le côté « Hydrogène » et en ajouter sur le côté « Oxygène ».

■ De l’eau distillée est consommée pendant le processus. Observer le niveau d’eau et ajouter régulièrement un peu d’eau distillée.


Caractéristiques techniquesE206 :

Désignation de l’article : ...... Electrolyser H2/O2 65

N° art. : ......................................................... E206

H x L x P : ............................ 250 x 250 x 120 mm

Poids : ......................................................... 950 g

Nombre de piles : ................................................ 2

Dimensions des électrodes : .............. 40 x 40 mm

Produit d’exploitation : ... eau distillée, s < 2 μS/cm

Quantité de remplissage

d’eau sur le côté H2 : ............................ env. 90 ml


d’eau sur le côté O2 : .......................... env. 130 ml

Tension de service admissible : ........... 0 - 4,0 VDC

Courant de service admissible : .............. 0 - 4,4 A

Puissance nominale absorbée : .............. env. 16 W

Productionde gaz H2 à

puissance nominale : .................. env. 65 cm3/min.

Productionde gaz O2 à

puissance nominale : ............... env. 32,5 cm3/min.

Volume du réservoir de gaz H2 : ................. 80 cm3

Volume du réservoir de gaz O2 : ................ 40 cm3

Pression de service admissible : ........ 0 - 20 mbar

E207 :

Désignation de l’article : .... Electrolyser H2/O2 230

N° art. : ......................................................... E207

H x L x P : ............................ 250 x 330 x 200 mm

Poids : ....................................................... 1850 g

Nombre de piles : ................................................ 7

Dimensions des électrodes : .............. 40 x 40 mm

Produit d’exploitation : ... eau distillée, s < 2 μS/cm


d’eau sur le côté H2 : ............................ env. 90 ml


d’eau sur le côté O2 : .......................... env. 130 ml

Tension de service admissible : ......... 0 - 14,0 VDC

Courant de service admissible : .............. 0 - 4,4 A

Puissance nominale absorbée : .............. env. 56 W

Productionde gaz H2 à

puissance nominale : ................ env. 230 cm3/min.

Productionde gaz O2 à

puissance nominale : ................ env. 115 cm3/min.

Volume du réservoir de gaz H2 :.................. 80 cm3

Volume du réservoir de gaz O2 : ................ 40 cm3

Pression de service admissible : ........ 0 - 20 mbar


La cellule d’électrolyse ne produit pas de gaz alors que l’alimentation électrique est raccordée.

Cause possible :

■ La puissance électrique à l’entrée est trop faible.

Solution :

■ Contrôler la puissance à l’entrée. Augmenter la tension ou le courant à l’entrée au maximum jusqu’aux limites supérieures indiquées dans les caractéristiques techniques.

La cellule d’électrolyse ne stocke pas de gaz alors que l’alimentation électrique et la pro-duction de gaz sont raccordées.

Cause possible 1 :

■ Les pinces pour tuyaux souples ne sont pas fermées.

Solution :

■ Fermer les pinces pour tuyaux souples.

Cause possible 2 :

■ Les trop-pleins ne sont pas vissés à fond.

Solution :

■ Visser les trop-pleins à fond.

La cellule d’électrolyse ne fonctionne pas malgré un montage correct.

Cause possible :

■ L’eau utilisée n’était pas de l’eau distillée. La cellule d’électrolyse a été endommagée de manière irréversible.

Si les solutions énumérées ci-dessus ne permettent pas d’éliminer les défauts, contacter H-TEC EDUCATION.

Dépannage


Mise hors service


L’hydrogène s’échappant du réservoir peut s’enflammer à proximité d’une source d’allumage.

Empêcher l’hydrogène de s’échapper à l’air libre. Consommer la totalité de l’hydrogène disponible lorsque l’expérience est terminée et avant le démontage.

■ Les gaz stockés doivent avoir été consommés avant la vidange des réservoirs.

■ Fermer les deux pinces pour tuyaux souples.

■ Dévisser les deux trop-pleins.

■ Vidanger l’eau des réservoirs de gaz, comme illustré dans la figure 5.

La figure 5 sert d’exemple pour les deux modèles. Les étapes de travail sont iden-tiques.

MaintenanceLes composants du produit ne nécessitent aucun entretien. Les points suivants doivent cependant faire l’objet d’une attention spéciale :

■ Utiliser de l’eau distillée neuve à chaque utilisation.

■ Vider l’eau hors des réservoirs de gaz après chaque utilisation.

Fig. 5 : Vidange de l’eau

Respecter ce qui suit avant de stocker le produit :

Éliminer soigneusement les gouttes d’eau sur le produit au moyen d’un chiffon doux non-pelucheux. de manière à empêcher la formation de traces d’eau.


ÉliminationLes cellules d’électrolyse ne peuvent pas être jetées aux ordures ménagères.

AVERTISSEMENT Risque d’incendie causé par les substances catalytiques

Les catalyseurs des électrodes des piles à combustible et cellules d’électrolyse favorisent les incendies en cas de contact avec des substances inflammables.

Éviter tout contact avec de l’hydrogène, ainsi qu’avec des vapeurs d’alcool ou vapeurs d’autres substances organiques. Éliminer les composants de manière appropriée.

Conformément aux prescriptions européennes, les appareils électriques et électroniques usagés ne peuvent pas être jetés avec les ordures ménagères. Le symbole de la poubelle barrée indique qu’il est nécessaire d’amener ceux-ci à un point de collecte sélective.

Vous trouverez des informations sur les possibilités d’élimination auprès de l’entreprise de collecte des déchets locales.

Afin de garantir la durée de vie du produit, respecter les points suivants lors du transport et du stockage. Transport et stockage uniquement :

■ dans l’emballage d’origine,

■ à l’abri de la poussière et de l’humidité,

■ à des températures comprises entre 4 °C et 50 °C,

■ à l’abri des secousses.

Transport et stockage


Notes

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Documents

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