hydro-Genius Experimentiermodelle
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1. 2 4 5 Gasleitungen 5 Brennstoffzelle 5a Steckbuchse Pluspol 5b Steckbuchse Minuspol 5c Einlass Sauerstoff Luft 5d Einlass Wasserstoff be Auslass Wasserstoff 5f Auslass Sauerstoff 6 Motor 6a Stecker f r Pluspol 6b Stecker f r Minuspol 6c Motorhalter 6d Elektromotor 6e Propeller Seite 10 technische Hydro Genius School b School Demo mit PEM Elektrolyseur 1d 1e 1 Solarmodul 1a Solarmodul 1b Haltewinkel f r Aufstellung 1c Haltestift f r Stativmontage 1d Stromkabel mit Stecker f r Pluspol 1e Stromkabel mit Stecker f r Minuspol 2 Elektrolyseur 2a Steckbuchse Pluspol 2b Steckbuchse Minuspol 2c Halbzelle zur Sauerstofferzeugung 2d Halbzelle zur Wasserstofferzeugung 2e Gasspeicher Sauerstoff 2f Gasspeicher Wasserstoff 29g Schlauchklemmen 2h Diode Verpolungsschutz Stand 10 99 3 technische Daten 2 4 5 Gasleitungen 5 Brennstoffzelle 5a Steckbuchse Pluspol 5b Steckbuchse Minuspol 5c Einlass Sauerstoff Luft 5d Einlass Wasserstoff 5e Auslass Wasserstoff 5f Auslass Sauerstoff 6 Motor 6a Stecker f r Pluspol 6b Stecker f r Minuspol 6c Motorhalter 6d Elektromotor 6e Propeller Seite 11 Hydro Genius School 3 5 Anwendungsbereich und Funktionen hydro Genius School ist eine Solar Wasserstoff Anlage im Kleinformat die speziell f r Lehrzwecke entwickelt wurde Die Kompon2. School Brennstoffzelle vor den Messungen einige Zeit in Betrieb sein Mit den hydro Genius School Elektrolyseuren sind grunds tzlich drei unterschiedliche Betriebsweisen m glich a Speicherbetrieb b Dauerbetrieb c Betrieb mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft 6 Beim Speicherbetrieb ist darauf zu achten dass beide Gasspeicher vor Beginn der Versuche Betrieb bis zur 0 ml Markierung aufgef llt sind Beim Dauerbetrieb sollte beim hydro Genius School PEM Elektrolyseur die Sauerstoffseite bis zur 0 ml und die Wasserstoffseite nur bis zur 10 ml Markierung bef llt werden da w hrend des Elektrolysevorgangs in geringer Menge Wasser von der Sauerstoff auf die Wasserstoffseite transportiert wird Wenn der Wasserstand im Gasspeicher auf der Wasserstoffseite sich der 0 ml Markierung n hert muss das bersch ssige Wasser mit Hilfe der beigef gten Spritze nach Entfernen des oberen Speicherrohres mit Verbindungsstopfen abgesaugt werden Etwa das gleiche Wasservolumen muss auf der Sauerstoffseite nachgef llt werden F r den Betrieb mit Sauerstoff aus der Umgebunggsluft ziehen Sie bitte die Sauerstoffschl uche von der Brennstoffzelle ab Stand 10 99 Seite 22 Hydro Genius School 6 4 Unzul ssige Betriebsweisen 10 Das Solarmodul darf durch die Strahlungsquelle nicht ber 60 C erhitzt werden Das Solarmodul darf nicht mit fokussiertem geb ndeltem Licht beleuchtet werden Das Solarmodul darf nicht durch starke Kraftanw
3. Sofort mit Wasser und Seife abwaschen und gut nachsp len e Nach Augenkontakt Unverz glich Auge bei ge ffnetem Lidspalt mehrere Minuten unter flie endem Wasser absp len und Arzt konsultieren e Nach Verschlucken Reichlich Wasser nachtrinken und Frischluftzufuhr Unverz glich Arzt hinzuziehen Angaben zur Entsorgung Wassergef hrdungsklasse 1 schwach wassergef hrdend Nicht unverd nnt bzw in gr eren Mengen in das Grundwasser in Gew sser oder in die Kanalisation gelangen lassen Darf nicht unverd nnt bzw unneufralisiert ins Abwasser bzw in den Vorfluter gelangen Darf nicht zusammen mit dem Hausm ll entsorgt werden Entsorgen Sie leere Chemikalienflaschen gem den geltenden Vorschriften Stand 10 99 Seite 8 Hydro Genius School 3 1 Lieferumfang je nach Zusammenstellung hydro Genius School Basis hydro Genius School Demo hydro Genius School Komplett Solarmodul Elektrolyseur alkalisch PEM Elektrolyseur Brennstoffzelle Motor Dokumentation 3 2 Notwendige Betriebsmittel Elektrolyseur PEM oder alkalisch Brennstoffzelle Solarmodul Elektrolyseur PEM oder alkalisch Brennstoffzelle Motor Solarmodul Elektrolyseur PEM oder alkalisch Brennstoffzelle Motor Leuchte mit Leuchtmittel Handbuch zur Solar Wasserstoff Technologie Kursbuch 3 b ndig 3 l technische mit Kabeln und Steckern Haltewinkel Haltestift Daten f r Stativmontage Elektrolyseureinheit mit 2 Gasspeich
4. e die Bedienungsanleitung gelesen haben vom Betreiber in die Bedienung eingewiesen wurden e ber die von der Anlage ausgehenden Gefahren unterrichtet wurden hydro Genius School darf nur von ausgebildeten Lehrpersonen oder von Sch lern und 2 Lernenden unter Aufsicht von Lehrpersonen benutzt werden Als Lehrer m ssen Sie einen sachgem en Umgang gew hrleisten Sie haben die Pflicht auf m gliche Gefahren Sicherheit hinzuweisen Legen Sie beim Experimentieren die mitgelieferten Experimentieranleitungen aus um ein Herumspielen am Modell zu vermeiden Treffen Sie Ma nahmen die verhindern dass Unbefugte die Anlage installieren benutzen oder warten Wenn hydro Genius School an Dritte weitergegeben wird m ssen Sie die Bedienungsanleitung ebenfalls weitergeben 2 5 Arbeitsplatz Das Modell muss standsicher und auf einer stabilen waagerechten und festen Unterlage aufgestellt werden Die Umgebungstemperatur sollte zwischen 10 C und 35 C liegen F r den Betrieb der Lampe ben tigen Sie einen 230 V Netzanschluss 2 6 Schutzausr stungen Tragen Sie beim Einf llen und Austauschen von Chemikalien immer Schutzbrille und Schutzhandschuhe 2 7 Hinweise f r den Umgang mit Kalilauge nur bei alkalischem Elektrolyseur Erste Hilfe Ma nahmen e Allgemeine Hinweise Verunreinigte Kleidungsst cke unverz glich entfernen e Nach Einatmen Bei Bewusstlosigkeit Lagerung und Transport in stabiler Seitenlage e Nach Hautkontakt
5. empfohlen das Modell nur innen zu betreiben um Witterungseinfl sse zu meiden 5 2 Solarmodul Das hydro Genius School Solarmodul kann mit verschiedenen Lichtquellen betrieben werden 1 Sonnenlicht 2 Halogenlampen bis 150 Watt elektrischer Leistung 3 Gl hfadenlampen bis 150 Watt elektrischer Leistung Die Lichtquelle muss eine ber die Fl che der Solarzellen gleichm ige Ausleuchtung sicherstellen Das Solarmodul kann in verschiedenen Winkeln auf dem Tisch aufgestellt und an einem Stativ montiert werden 5 Montage Installation Stand 10 99 Seite 16 Hydro Genius School 5 3 Alkalischer Elektrolyseur Montage der Gasspeicher 1 F llen Sie das Gasspeicherrohr bis zur O ml Markierung mit wW destilliertem Wasser 2 F hren Sie den Verbindungsstopfen mit dem kurzen Speicherrohr in die untere Gasspeichereinheit ein Tipp La Durch Anfeuchten des Rohrendes mit destillierten Wasser erleichtern Sie das Aufschieben III NIINIIN Seo le 3 Wiederholen Sie die Schritte 1 und 2 f r das andere Gasspeicherrohr Vor der Inbetriebnahme m ssen die Chemikalien in den alkalischen Elektrolyseur eingef llt werden Sie ben tigen daf r ca 20 ml 1molare Kalilauge KOH L sung Einf llen der Kalilauge Warnung tzende Lauge Kann zu Augen und Hautver tzungen f hren Setzen Sie beim Einf llen eine Schutzbrille auf und ziehe
6. tzungsgefahr Achten Sie nach Wartungsarbeiten auf die richtige Wiedermontage von Schl uchen und Kabeln 7 2 Reinigung Reinigen Sie hydro Genius School nur mit klaren Wasser oder einem speziellen Acrylglasreiniger Vermeiden Sie unbedingt den Kontakt mit L sungsmitteln S ubern Sie den Elektrolyseur besonders vorsichtig Er besteht aus empfindlichen Teilen die leicht abbrechen k nnen 7 3 Wartung Nachf llen von Wasser a alkalischer Elektrolyseur Wenn der F llstand der Fl ssigkeit im alkalischen Elektrolyseur bis auf 60 der H he der F llstandsmarke abgefallen ist muss destilliertes Wasser nachgef llt werden Gehen Sie dabei wie folgt vor 1 Setzen Sie die Schutzbrille auf 2 Entfernen Sie die Stopfen beider Gasscheider 2e und 2f Achtung Es k nnte sich etwas Kalilauge an den Stopfen befinden Falls Sie ein seifiges Gef hl versp ren H nde gr ndlich mit Wasser absp len 4 F llen Sie destilliertes Wasser mit Hilfe der beiliegenden Spritzflasche o auf beiden Seiten bis zur F llstandsmarkierung auf 5 Setzen Sie die Stopfen dicht schlie end auf die Gasscheider auf Wartung b PEM Elektrolyseur Wenn der F llstand der Fl ssigkeit im PEM Elektrolyseur bis unter die 10ml Markierung auf der O Seite abgesunken ist muss destilliertes Wasser nachgef llt werden Verfahren Sie wie unter 5 4 beschrieben Auf der H Seite ist bei Bedarf der Wasserstand durch Ausgie en bis auf die 10ml Mar
7. mm x 130 mm x 190 mm L nge x Breite x H he Wassermenge von der Sauerstoffseite auf de 1 ml Std bei 500 mA Wasserstoffseite transportiert Arbeitsspannung 11 4 1 9 V Strom 0 1000 mA Wasserstoffproduktion max 7 ml min Abmessung 160 mm x 130 mm x 90 mm L nge x Breite x H he Spannung 0 4 1 0 V Strom max 2000 mA Verbrauch an Wasserstoff Max 15 ml min bei 2000 mA Strom Stand 10 99 3 technische Daten Seite 13 Hydro Genius School Motor Bey 90 mm x 80 mm x 130 mm L nge x Breite x H he Mindestabstand des Gesichts von Personen 30 cm zum Propeller Betriebsspannung 02V 3V Stromaufnahme im Leerlauf 10mA 15mA Stromaufnahme mit Propeller 10mA 125 mA Stromaufnahme maximal 250 mA Betriebsspannung mit Brennstoffzelle ca 0 8 V Stromaufnahme mit Brennstoffzelle und Ca 25 mA Propeller 3 technische 4 1 Transport Daren Im zusammengebauten und bef llten Zustand darf der hydro Genius School Elektrolyseur nur aufrecht stehend in einem sicheren Beh ltnis und unter pers nlicher Aufsicht bef rdert werden Es ist dabei Sorge zu tragen dass der Transportbeh lter nicht kippt oder auf den A Kopf gestellt wird Wird der Elektrolyseur ohne pers nliche Begleitung transportiert muss er unbef llt sein Das bedeutet dass sich keine Chemikalien Wasser im Modell befinden Sch tzen Sie den Transportbeh lter vo
8. 5 3 H Wartung Stand 10 99 Seite 28 Hydro Genius School 8 Garantie und Reklamationen Die Garantiezeit f r hydro Genius School betr gt 6 Monate Die Garantiezeit tritt mit dem Tag der Auslieferung in Kraft und betrifft nur Sch den die bei bestimmungsgem er Verwendung ohne Verschulden des Betreibers eingetreten sind Garantieanspr che gegen ber heliocentris k nnen nicht geltend gemacht werden wenn 1 der Kunde durch Fehlbedienung den Schaden herbeigef hrt hat 2 am Ger t eigenm chtig Reparaturen oder Manipulationen durchgef hrt wurden 3 der Kunde seine Aufsichtspflicht als Betreiber vernachl ssigt hat und Dritte einen Schaden herbeigef hrt haben F r Sch den die beim Antransport zum Kunden entstehen haftet heliocentris und sorgt im Schadensfall f r Ersatz Bei Reklamationen und R ckversand des Elektrolyseurs in Folge von Reparaturen tr gt der Kunde Risiko und Kosten und hat f r ordnungsgem e und sichere Verpackung zu sorgen Bei allen R ckfragen wenden Sie sich bitte an helioci zu heliocentris Energiesysteme GmbH Rudower Chaussee 29 12489 Berlin Telefon 030 6392 6326 Fax 030 6392 6329 e mail info heliocentris com Stand 10 99 O Garantie Seite 29
9. Bedienungsanleitung f r die Experimentiermodelle hydro Genius School Basis Demo Komplett Brennstoffzelle Elektrolyseure JOC hel en l heliocentris Energiesysteme GmbH Rudower Chaussee 29 12489 Berlin Hydro Genius School Bedienungsanleitung hydro Genius School ab Baujahr 10 1999 2 Auflage Stand 1 10 99 heliocentris Energiesysteme GmbH Rudower Chaussee 29 D 12489 Berlin Alle Rechte vorbehalten Diese Bedienungsanleitung sowie einzelne Teile derselben sind urheberrechtlich gesch tzt Jede Verwertung Vervielf ltigung oder Ablichtung in anderen als den gesetzlich zugelassenen F llen ist verboten Komponenten von hydro Genius School sind durch Patentanmeldungen bzw Gebrauchs muster gesch tzt Stand 10 99 Seite 11 Hydro Genius School Inhalt En e gel seen 4 2 gt SOlCNeLNeH deeg ege ee 5 2 1 Einf hrung und Sicherheitshinweise nenn 5 2 2 Bestimmungsgem e Verwendung 5 2 3 Geiahrenouellen nn 6 2 4 Zugelassene Bediener en nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnennnnnennnennnnenennnnn 8 2 5 EE ee Ren Deere ie 8 2 6 WUEREN Eeer 8 2 7 Hinweise f r den Umgang mit Kalilauge en nnnnnnnnnnnnennnnne nn 8 3 Technische Angaben en are 9 3 1 Lieferumfang je nach Zusammenstellung nenn 9 3 2 N twendige Betriebsmlllelenseis ne een 9 3 3 Liererbares Erganzdngsz2ubeho EEN 9 3 4 Ubersicht EE 10 3 5 Anwendungsbereich und Funktionen snaannnennenannnnesennenennnnrnnnsenrrrensnnrrensrnrnern
10. R nder bemerkbar und beachten Sie die Sicherheitshinweise in Abschnitt 2 Im Fall von Undichtigkeiten setzen Sie sich unverz glich mit dem Hersteller in Verbindung 1 Stellen Sie sicher dass hydro Genius School auf einer waagerechten und stabilen Unterlage steht 2 Stecken Sie mit Laborkabeln Bananenstecker folgende Verbindungen zwischen der Stromquelle Solarmodul oder Netzteil und dem Elektrolyseur her Pluspol Stromquelle 1d mit Pluspol des Elektrolyseurs 2a Minuspol Stromquelle 1e mit Minuspol des Elektrolyseurs 2b 3 Verbinden Sie mit den beigef gten Gasschl uchen die Wasserstoffseite des Elektrolyseurs mit der Wasserstoffseite der Brennstoffzelle Verfahren Sie analog mit der Sauerstoffseite A Beleuchten Sie das Solarmodul ausreichend oder stellen Sie am Netzteil einen Strom zwischen 150 mA und 1 A ein 5 Jetzt sollten Sie eine deutliche Gasentwicklung im Elektrolyseur beobachten In der Halbzelle 2c entsteht Sauerstoff in der anderen Halbzelle 2d entsteht Wasserstoff 6 Stecken Sie mit Laborkabeln Bananenstecker folgende Verbindungen Pluspol Brennstoffzelle 5a mit Pluspol des elektrischen Verbrauchers 6a Minuspol Brennstoffzelle 5b mit Minuspol des elektrischen Verbrauchers 6b 7 Nach 10 20 Minuten sollte die Brennstoffzelle ausreichend mit Gas versorgt sein und einen geeigneten Elektromotor z B den hydro Genius School Elektromotor antreiben k nnen 6 Betrieb St
11. VUAN fann CO CH gt N 5 5 Brennstoffzelle Die Brennstoffzelle wird bereits fertig montiert geliefert 5 6 Motor Stecken Sie den Propeller vorsichtig auf die Motorachse Stand 10 99 Seite 19 Hydro Genius School 6 1 Vorbereitung zur Inbetriebnahme F r die Ausleuchtung des hydro Genius School Solarmoduls empfehlen wir als Lichtquelle intensives Sonnenlicht oder die bei heliocentris erh ltliche Leuchte mit 120 Watt Gl hfaden lampe zu verwenden Auf diese Weise erreichen Sie eine gleichm ige Ausleuchtung des Solarmoduls eine ausreichende Bestrahlungsst rke und einen sicheren Betrieb Weitere Hinweise entnehmen Sie bitte den beigef gten Experimentanleitungen Die hydro Genius School Elektrolyseure k nnen mit folgenden Stromquellen betrieben werden 1 Solarmodul Der maximale Strom Kurzschluss Strom des Solarmoduls darf 1 Ampere nicht berschreiten Die hydro Genius School Solarmodule sind optimal auf den Elektrolyseur abgestimmt 2 Netzteil Der Strom des Netzteiles muss auf maximal 1 Ampere begrenzt werden da der Elektrolyseur sonst zerst rt wird Achtung Der Strom am Elektrolyseur darf nie 1 A bersteigen Es droht sonst die Zerst rung des Elektrolyseurs Achten Sie unbedingt darauf dass die Stromquellen polrichtig angeschlossen werden d h verbinden Sie den Pluspol der Stromquelle mit dem Pluspol des hydro Genius School Elektrolyseurs und den Minuspol der Stromquelle mit dem Minusp
12. and 10 99 Seite 24 Hydro Genius School 6 6 M gliche Funktionsst rungen Kleine St rungen die Sie selbst beheben k Lampe funktioniert nicht Elektrolyseur produziert kein Gas Elektrolyseur produziert zu wenig Gas lt 4 6 sec Gasblase Motor l uft nach 20 min nicht an a nnen Ist der Netzstecker in der Stromquelle Wurde die Lampe richtig fest eingeschraubt Stellen Sie fest dass die Lampe defekt ist wechseln Sie sie aus Eine Ersatzlampe ist bei heliocentris oder im Fachhandel erh ltlich Typ 230V 120W PAR 38 Spot 12 Ist die Verkabelung zwischen Solarmodul und Elektrolyseur korrekt siehe Abschnitt 6 5 Leuchten Sie das Solarmodul besser mit der Lampe aus Vorsicht Verbrennungsgefahr Sind Brennstoffzelle und Motor korrekt verkabelt siehe Abschnitt 6 5 berpr fen Sie den Sitz und die Dichtheit der Stopfen am Elektrolyseur 2g 2h und der Gasschl uche zur Brennstoffzelle 5 Entstehen Bl schen im Elektrolyseur so kann ein Schlauch zur Brennstoffzelle defekt sein Wenden Sie sich in diesem Fall an heliocentris Bauen Sie auf keinen Fall irgendein Schlauchmaterial ein M glicherweise ist die Brennstoffzelle eingetrocknet wenn hydro Genius School mehr als 2 Monate nicht in Betrieb war Geben Sie mit der beiliegenden Spritzflasche einige Tropfen destilliertes Wasser in den Sauerstoffeinlass der Brennstoffzelle Bei ununterbrochenen Betrieb kann es zu ber sch ssige
13. asspeichereinheit ein Tipp Durch Anfeuchten des Rohrendes mit dest Wasser erleichtern Sie das Aufschieben Illu A oo CH 3 Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 2 f r die andere Seite des gt Gasspeichers Vor der Inbetriebnahme von hydro Genius Manage School muss der Elektrolyseur mit destilliertem Wasser Installation bef llt werden Sie ben tigen ca 50 ml destilliertes Wasser Achtung nur destilliertes Wasser in den PEM Elektrolyseur einf llen Bei Verwendung anderer Fl ssigkeiten z B elektrolythaltig droht Zerst rung des Elektrolyseurs Stand 10 99 Seite 18 Hydro Genius School Einf llen von destilliertem Wasser 1 Benutzen Sie zur Vereinfachung eine Spritzflasche mit destilliertem Wasser 2 F llen Sie durch die Einf hr ffnungen in beiden Abdichtstopfen destilliertes Wasser ein Bei Betrieb mit Gasspeicher siehe Bild a auf beiden Seiten bis zur O ml Markierung Da w hrend des Elektrolysevorgangs Wasser in geringer Menge von der O Seite auf die H Seite berf hrt wird bei einem Elektrolysestrom von 0 5 A ca 1 ml h sollten f r l ngeren Gebrauch Dauerbetrieb die beiden Seiten bis zu unterschiedlicher H he bef llt werden siehe Bild b a Speicherbetrieb b Dauerbetrieb 5 Montage Installation ULLA AN O A A AANA A DAA A A AN dit gd AA DANAO A A 2 4 6 8 10 un fanm Ka CH gt N
14. endung verbogen werden Bruchgefahr f r die Solarzellen Die Gasschl uche d rfen nicht zusammen gekniffen werden weil es zum berdruck kommen kann Die Folge w re ein Abspringen der Schl uche und damit eine Verletzungsgefahr Die Auslass ffnungen der Brennstoffzelle und aller anderen Rohre d rfen ebenfalls nicht verschlossen werden Die F llh he in den Elektrolysezellen des alkalischen Elektrolyseurs sollte 60 nicht unterschreiten Die Gasspeicher des PEM Elektrolyseur m ssen bis mindestens Oberkante Elektrolyseurgeh use mit destilliertem Wasser gef llt sein Die in Abschnitt 3 6 angegebenen maximalen Betriebsspannungen f r die Elektrolyseure d rfen nicht berschritten werden Schlie en Sie unter keinen Umst nden die Brennstoffzelle an eine externe Stromquelle z B Labornetzteil oder Solarmodul an Ein von au en erzwungener Stromfluss kann sofort zur Zerst rung der Brennstoffzelle f hren Werden andere Gegenst nde als der im Lieferumfang enthaltene Propeller auf die 6 Motorachse aufgesteckt bernimmt heliocentris keinerlei Haftung f r jegliche dadurch Betrieb verursachte Sch den Stand 10 99 Seite 23 Hydro Genius School 6 5 Inbetriebnahme am Beispiel des hydro Genius School Demo Komplett Kontrollieren Sie bei einem alkalischen Elektrolyseur vor jeder Inbetriebnahme ob am Elektrolyseur Lauge ausgetreten ist Die Lauge bewirkt bei Ber hrung ein seifiges Gef hl und macht sich ggf durch wei e
15. enne 12 36 FEEHNISCHE D len san an sans 13 e ranspor mund Lagerung 14 Al TaN DOLL ee ee ee 14 4 2 VEIDACK UN naar eat 14 4 3 Lagerung aaa een 14 5 lastalatomund Montage nee een 16 9 1 EE E Eegenen 16 Ee E ee EE 15 9 3 AlKallscher TE dee 16 5 4 PEM Elektrolyseur nennen 17 E wl Eeler 18 D6 Molo EE 18 6 Betrieb von hydro Genius School uunsssesnnnnnnnnnnnnnnannnannnnnnenenenenenennennnennnnnnennnn 20 6 1 Vorbereitung zur Inbetrtebnahme nn 19 6 2 Sicherheitsvorkehrungen f r den Bette 21 6 3 Empfohlene Beirebeweisen nn 22 6 4 Unzul ssige Betriebsweisen 2 uuuuusssnennnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nn 23 6 5 Aeren Ee Ee Ee eesll 24 6 6 M gliche Funktionsstrunge eissien ege Ed 25 6 7 Aulberbetriebhahe ses ee 26 6 8 Au erbetriebnahme im Notfall nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnennnn 26 Wartung Und lHstangmallfgssseunss an 27 7 1 SIChernellsvorkehrungen nase naeh 27 FE e ie ee seele ern ek 27 E WE Tt n Le DEE 27 Nachf llen von Wasser 26 AustauschderKallalge a sea a aa aG 27 8 Garantie und Reklamationen n00nnnoannnnnannnoannnnnrnnnnonnrrnrnnrnrnnrrnnnnrronnrrrnnrrrrnnrrennnrrrenrrene 28 Stand 10 99 Seite ili Hydro Genius School 1 Benutzerhinweise 4 Hinweise Die Bedienungsanleitung f r hydro Genius School gliedert sich in 8 Abschnitte Das Griffregister am rechten Seitenrand erleichtert die gezielte Suche In der Anleitung wurden f
16. enten sind identisch mit Solar Wasserstoff Anlagen zur netzunabh ngigen Stromversorgung Und so funktioniert hydro Genius School 1 Das Solarmodul wandelt Licht in Strom um 2 Dieser Strom spaltet das Wasser im Elektrolyseur in Wasserstoff und Sauerstoff Die entstehenden Gase k nnen im Elektrolyseur zwischengespeichert werden Wasserstoff und Sauerstoff werden in die Brennstoffzelle eingespeist Hier werden sie direkt in Strom umgewandelt 5 Der Strom treibt den Elektromotor an Dieser aktiviert den Propeller 3 technische Daten Solarmodul mit Solarzellen elektrische Verbraucher D Sauerstoff Luft Wasserstoff Sn ze m j Wasserstoff DE Elektrolyseur Wasserstoffspeicher Sauerstoffspeicher Sauerstoff lt lt Brennstoffzelle Stand 10 99 Seite 12 Hydro Genius School 3 6 Technische Daten Solarmodul Abmessung 96 mm x 120 mm x 80 mm L nge x Breite x H he Klemmenspannung 13 5 V Kurzschluss Strom 245 mA Punkt maximaler Leistung Spannung 12 9 V Strom 200 mA Leistung 0 64 Watt Leistungsdaten unter Standardbedingungen bei 1000 W m und 25 C Elektrolyseur alkalisch Pr 160 mm x 130 mm x 240 mm L nge x Breite x H he Verbrauch an destilliertem Wasser 1 mI 10 h bei 300 mA Elektrolysestrom Arbeitsspannung 11 6 2 5 V Strom 0 1000 mA Wasserstoffproduktion max 7 ml min Pe 160
17. ern Auffangschale f r Kalilauge Zubeh rt te 2 Aufs tze mit Gasspeicher Elektrolyseur Verbindung 2 Verbindungsschl uche zum Gasverbraucher 2 Schlauchklemmen Spritze mit Schlauch Elektrolyseureinheit mit 2 Gasspeichern Zubeh rt te 2 Aufs tze f r Gasspeicher 2 Verbindungsschl uche zum Gasverbraucher 2 Schlauchklemmen Brennstoffzelleneinheit 2 Gasschl uche Motorhalter Elektromotor mit Kabel und Steckern Propeller Bedienungsanleitung Experimentieranleitungen Destilliertes Wasser alkal und PEM Elektrolyseur Nur f r Elektrolyseur alkalisch Kalilauge 20 ml 6 ig Imolare KOH L sung Reinheit zur Analyse Kann separat bestellt werden 3 3 Lieferbares Erg nzungszubeh r Widerstandsdekade zur Kennlinienbestimmung Hydridspeicher Wasserstoffflasche Stand 10 99 Druckminderer Seite 9 Hydro Genius School 3 4 bersicht a School Demo mit alkalischem Elektrolyseur 1a 1d 1 Solarmodul 1a Solarmodul 1b Haltewinkel f r Aufstellung 1c Haltestift f r Stativmontage 1d Stromkabel mit Stecker f r Pluspol 1e Stromkabel mit Stecker f r Minuspol 2 Elektrolyseur 2a 2b Steckbuchse Pluspol Steckbuchse Minuspol 2c Halbzelle zur Sauerstofferzeugung 2d Halbzelle zur Wasserstofferzeugung 2e Gasspeicher Sauerstoff 2f Gasspeicher Wasserstoff 2g Schlauchklemmen 2h Diode Verpolungsschutz Stand 10 99 2 f 3 Daten
18. ier und Vorf hrmodell zur Wasserstofftechnologie und deren Komponenten Es ist ausschlie lich f r Experimente und Vorf hrungen zu verwenden und gem dieser Bedienungsanleitung zu betreiben hydro Genius School ist in zwei unterschiedlichen Elektrolyseurvarianten lieferbar Zum einen kann es mit einem alkalischen Elektrolyseur ausgestattet sein zum anderen ist es mit einem PEM Elektrolyseur verf gbar bei dem destilliertes Wasser ohne Notwendigkeit eines separaten Elektrolyten direkt zu Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt wird Die beiliegenden Experimentieranleitungen beschreiben im Detail die Verfahrensweise bei den Experimenten und enthalten zus tzliche Sicherheitshinweise Sie sind als Teil dieser Bedienungsanleitung zu behandeln Stand 10 99 Seite 5 Hydro Genius School hydro Genius School darf nicht verwendet werden f r e die Erzeugung von Nutzenergie z B f r den Betrieb elektrischer Ger te oder Anlagen e zur Erzeugung von Wasserstoff f r andere als die in den Experimentieranleitungen beschriebenen Zwecke e die Speicherung oder das Auffangen von Wasserstoff in mehr als geringf gigen Mengen mehr als ca 20 ml 2 Eigenm chtige Umbauten und Ver nderungen des Modells sind aus Sicherheitsgr nden Sicherheit verboten Die in dieser Bedienungsanleitung vorgeschriebenen Betriebs und Wartungsbedingungen m ssen eingehalten werden 2 3 Gefahrenquellen a nur bei alkalischem Elektrolyseur 6 ige Kalila
19. ird destilliertes Wasser USE aus dem Becherglas in die Brennstoffzelle gezogen Wenn die Stromabgabe der Brennstoffzelle erh ht wird muss der Gasstrom entsprechend nachgeregelt werden Nach Abschalten der Gasquelle muss der Schlauch sofort aus dem Becherglas genommen werden d Druckgasflaschen Analog zu den Druckdosen kann die hydro Genius School Brennstoffzelle mit gebr uchlichen Labordruckgasflaschen mit Druckminderer betrieben werden Die Reinheit muss bei Wasserstoff mindestens 99 9 Reinheit 3 0 betragen 6 Beachten Sie die Bedienungsanleitungen des Druckminderers und der Druckgasflasche Achtung Die hydro Genius School Brennstoffzelle ist nicht f r den Druckbetrieb Betrieb ausgelegt Die Dosierung des Druckminderer hat mit u erster Vorsicht zu erfolgen um pl tzliche Druckst e zu vermeiden Beachten Sie unbedingt die Sicherheitshinweise in den Abschnitten 2 und 6 Weitere Hinweise entnehmen Sie bitte den beigef gten Experimentanleitungen Der hydro Genius School Motor kann grunds tzlich mit verschiedenen Stromquellen betrieben werden 1 hydro Genius School Brennstoffzelle 2 hydro Genius School Solarmodule 3 Batterie oder Akkumulator 4 Labornetzteil Eine Stromquelle ist dann geeignet wenn sie mit 4 mm Laborsteckbuchsen ausger stet ist die Versorgungsspannung maximal 3 Volt betr gt bzw sich auf 3 Volt begrenzen l t Stand 10 99 Seite 21 Hydro Genius School 6 2 Sicherheitsvo
20. kierung zu reduzieren Stand 10 99 Seite 27 Hydro Genius School Austausch der Kalilauge nur bei alkalischem Elektrolyseur Die Kalilauge muss fr hestens nach einem halben Jahr ausgetauscht werden Sie erkennen den richtigen Zeitpunkt an der Tr bung der Lauge im Elektrolyseur Warnung Warnung Atzende Lauge Schutzbrille und Handschuhe tragen Gehen Sie wie folgt vor 1 Elektrolyseur vorbereiten e Saugen Sie nach Entfernen des Verbindungsstutzen das destillierte Wasser aus den Gasspeicher mit Hilfe der beigef gten Spritze mit Silikonschlauch ab e L sen Sie die beiden Schlauch Stopfen Einheiten Verbindungen zwischen Gasscheider und Gasspeicher vom Elektrolyseur und reinigen Sie diese mit einem saugf higen Tuch es k nnte sich Kalilauge an den Stopfen befinden 2 Verbrauchte Kalilauge aus dem Elektrolyseur entfernen e Gie en Sie vorsichtig den Inhalt des Elektrolyseurs in ein Gef mit ca 3 Liter Wasser z B gef llter Wassereimer gef llte Sp le Achten Sie darauf dass es nicht zu Spritzern der Kalilauge kommt e Das Gef mit der verd nnten Kalilauge k nnen Sie ohne Gefahr im Ausguss ablassen e Entfernen Sie etwaige versch ttete Reste der Kalilauge gr ndlich mit einem saugf higen Tuch 3 Betriebsbereitschaft des alkalischen Elektrolyseurs herstellen F llen Sie den Elektrolyseur mit Kalilauge gem Abschnitt 5 3 F llen Sie die Gasspeicher mit destilliertem Wasser auf gem ss Abschnitt
21. m Wasser in der Brennstoffzelle kom 6 men Dieses kann von Zeit zu Zeit durch die Gasstutzen ausgesch ttet werden Betrieb Alle anderen St rungen und Unregelm igkeiten k nnen nur durch heliocentris behoben werden In diesem Fall m chten wir Sie bitten Ihren Lieferanten telefonisch oder per Fax zu benachrichtigen Viele Fragen lassen sich bereits am Telefon kl ren Anschlie end kann entschieden werden ob Sie hydro Genius School oder einzelne Teile davon zur Reparatur schicken m ssen Stand 10 99 Seite 25 Hydro Genius School 6 7 Au erbetriebnahme Ziehen Sie den Netzstecker der Leuchte Warten Sie ab bis sich der Propeller nicht mehr dreht Lassen Sie die Lampe abk hlen Stellen Sie hydro Genius School an einen sicheren Ort E Der Bewahren Sie die f r die F llung des alkalischen Elektrolyseurs verwendeten Chemikalien an einem sicheren f r Unbefugte insbesondere Kinder unzug ngliche Ort auf 6 8 Au erbetriebnahme im Notfall Falls unvorhergesehene Betriebszust nde eintreten sollten verfahren Sie wie folgt Kunststoffteile verformen sich weil 1 Schalten Sie die Lampe aus der Mindestabstand der Lampe nicht 2 Lassen Sie das Modell abk hlen bevor Sie oder eingehalten wurde Dritte es ber hren 3 Verfahren Sie weiter wie unter 6 7 angegeben Am alkalischen Elektrolyseur tritt 1 Verhindern Sie Ber hrungen des Modells Befol Lauge aus z B durch eine gen Sie die Sicherhei
22. n Sie D Schutzhandschuhe an Montage Beachten Sie die Sicherheitshinweise im Kapitel 2 3 Installation 1 Setzen Sie den mitgelieferten Trichter in den ge ffneten Elektrolyseur ein f 2 Schrauben Sie vorsichtig den Deckel der Kalilaugenflasche auf wW 3 F llen Sie langsam die Kalilauge in den Elektrolyseur bis das Fl ssigkeitsniveau die markierte F llh he erreicht hat obere Kante der Elektroyseurkammer 4 Wiederholen Sie Schritt 3 mit der anderen Elektrolyseurkammer 5 Setzen Sie die Stopfen wieder auf den Elektrolyseur Stellen Sie sicher dass die Stopfen nicht vertauscht werden F llh he Filling Level Stand 10 99 Seite 17 Hydro Genius School 6 Verschlie en Sie die Flasche wieder sorgf ltig und lagern Sie an einem f r Unbefugte insbesondere Kinder unzug nglichen Ort Tipp Achten Sie darauf dass die Stopfen den Elektrolyseur vollst ndig verschlie en Sind die Stopfen nicht vollst ndig dichtend aufgesetzt entweicht Gas Das kann zu Funktionsst rungen f hren Abschlie end berpr fen Sie bitte dass beide Gasspeicher bis zur 0 ml Markierung mit destilliertem Wasser aufgef llt sind 5 4 PEM Elektrolyseur Montage der Gasspeicher 1 F llen Sie das Gasspeicherrohr mindestens bis ber die 10 ml Markierung mit destilliertem Wasser 2 2 F hren Sie den Verbindungsstopfen mit dem kurzen Speicherrohr in die untere G
23. ol des Elektrolyseurs Der hydro Genius School Elektrolyseur ist mit einer Schutzdiode ausger stet die bei Verpolung die Stromquelle kurzschlie t Bei Str men ber 1 Ampere kann es bei Verpolung zur Zerst rung der Schutzdiode kommen Weitere Hinweise entnehmen Sie bitte den beigef gten Experimentanleitungen Wasserstoff Sauerstoffquellen f r die hydro Genius School Brennstoffzelle a hydro Genius School Elektrolyseure 6 Am einfachsten und sichersten ist die Verwendung der hydro Genius School Elektrolyseure Betrieb als Quelle der ben tigten Gase Setzen Sie den Elektrolyseur in Betrieb siehe 5 3 bzw 5 4 Schlie en Sie den Wasserstoffschlauch des Elektrolyseurs an den Wasserstoffeinlass Stutzen 5d der Brennstoffzelle an Verfahren Sie analog mit Sauerstoff Ca 10 20 Minuten nach Inbetriebnahme des Elektrolyseurs liefert die hydro Genius School Brennstoffzelle die volle elektrische Energie b Hoffmann scher Wasserzersetzungsapparat Analog zum Elektrolyseur k nnen die Gase zum Betrieb der hydro Genius School Brennstoffzelle in einem Hoffmann schen Apparat erzeugt werden Der Betrieb des Hoffmann schen Apparates ist nach der entsprechenden Bedienungs anleitung durchzuf hren Der Hoffmann sche Apparat darf ausschlie lich mit Schwefels ure HzSO gef llt werden Andere Elektrolyte k nnen zur Zerst rung der Brennstoffzelle f hren Stand 10 99 Seite 20 Hydro Genius School Es muss darauf geach
24. olgende Symbole zur Kennzeichnung von Gefahren und Hinweisen verwendet Gef hrliche Situation Schwere Verletzungen m glich Gefahr durch tzende Substanzen Gefahr durch Hitze Gefahr durch rotierende Teile Explosionsgefahr Anwendertipps ibbbbb verwendete Formeln H Wasserstoff O Sauerstoff KOH Kalilauge Stand 10 99 AADO Schutzbrille tragen Schutzhandschuhe tragen kein offenes Feuer Rauchverbot nicht ber hren Seite 4 Hydro Genius School 2 1 Einf hrung und Sicherheitshinweise hydro Genius School ist mit Schutzvorrichtungen ausger stet Bei Fehlbedienung oder Missbrauch drohen dennoch Gefahren f r die Gesundheit des Bedieners die Anlage und andere Sachwerte D Alle Personen die mit dem Aufstellen Bedienen und Warten der Anlage zu tun haben Sicherheit m ssen e diese Bedienungsanleitung lesen und genau beachten f r ihre T tigkeit ausgebildet eingewiesen sein In dieser Bedienungsanleitung werden folgende Symbole und Signalw rter verwendet Warnung bezeichnet eine m glicherweise gef hrliche Situation Bei Nicht beachten des Hinweises k nnen schwere Verletzungen auftreten La Wichtig bezeichnet Anwendungstipps und andere n tzliche Informationen Diese Kennzeichnung ist nicht f r Gefahrensituationen Hier k nnen Produkt oder Umgebung besch digt werden 2 2 Bestimmungsgem e Verwendung hydro Genius School ist ein Experiment
25. r Sturz Ersch tterungen und Witterungseinfl ssen Transport Lagerung 4 2 Verpackung Aus transporttechnischen Gr nden liefert heliocentris hydro Genius School Produkte teilweise zerlegt an Bei Transportsch den melden Sie sich bitte bei Ihrem Lieferanten 4 3 Lagerung Bewahren Sie hydro Genius School bei l ngeren Stillstandszeiten an einem dunklen Ort auf Das Modell sollte sicher vor unbefugtem Zugriff gelagert werden Die 1M KOH Elektrolyt kann auch bei l ngerem Nichtgebrauch im alkalischen Elektrolyseur verbleiben Wird der PEM Elektrolyseur l nger als 1 Monat nicht benutzt so ist das destillierte Wasser zu entfernen Vor dem Neustart muss eine erneute Bef llung mit destillierttem Wasser erfolgen Um Verschmutzungen Verletzungen und Besch digungen zu vermeiden verwenden Sie zur Aufbewahrung m glichst den Originalkarton oder eine Schutzhaube Stand 10 99 Seite 14 Hydro Genius School Lagern Sie keine anderen Gegenst nde auf dem Modell Der Aufbewahrungsort muss trocken sein Stand 10 99 Seite 15 Hydro Genius School 5 Installation und Montage 5 1 Arbeitsplatz hydro Genius School muss auf einer ebenen waagerechten stabilen und festen Unterlage montiert und betrieben werden Zu Experimentierzwecken wird eine Arbeitsh he von 75 85 cm empfohlen Das Modell ben tigt eine Standfl che von ca 1 0 mx 0 5 m Die Umgebungstemperatur soll im Bereich von 10 C bis 35 C liegen Deshalb wird
26. rkehrungen f r den Betrieb 1 Der Lehrer ist verpflichtet daf r zu sorgen dass Sch ler oder andere Personen das Modell nur unter Aufsicht und Anleitung bedienen 2 Experimente mit hydro Genius School m ssen unter Verwendung der beiliegenden Experimentieranleitungen durchgef hrt werden 3 Falls die verwendete Lichtquelle zu einer gro en W rmeentwicklung am Solarmodul f hrt darf dieses erst ber hrt werden nachdem es nach Entfernung der Lichtquelle hinreichend abgek hlt ist 4 Gegebenenfalls sind die in der Bedienungsanleitung der verwendeten Lichtquelle angegebenen Sicherheitshinweise zu beachten Insbesondere muss der angegebene Mindestabstand von der Lampe eingehalten werden 5 Der Mindestabstand zwischen Gesicht und Motor soll mindestens 30 cm betragen 6 3 Empfohlene Betriebsweisen Es ist darauf zu achten dass der Elektrolyseur im Betrieb nicht austrocknet F r die hydro Genius School Brennstoffzelle ist ein regelm iger Betrieb vorteilhaft Wenn m glich sollte die Apparatur alle 3 4 Wochen f r einige Stunden betrieben werden Je h ufiger die hydro Genius School Brennstoffzelle in Betrieb ist desto leistungsf higer ist sie Bei l ngeren Betriebspausen kann die Membran austrocknen Dadurch wird die Anlaufzeit verl ngert Um eine exakte bereinstimmung von gemessenen Daten der Brennstoffzelle z B die Kennlinie mit den Vorgaben der Experimentalanleitungen zu gew hrleisten sollte die hydro Genius
27. tet werden dass keine Elektrolytl sung aus dem USE Hoffmann schen Apparat in die Brennstoffzelle gelangt Die hydro Genius School Brennstoffzelle arbeitet dann ordnungsgem wenn der Elektrolysestrom mindestens 100 mA betr gt c 1 1 Druckdosen mit Wasserstoff und Sauerstoff Die hydro Genius School Brennstoffzelle l sst sich direkt aus einer Labordruckdosen mit Wasserstoff und Sauerstoff versorgen Die Brennstoffzelle kann bei geringen Leistungsverlusten auch mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft betrieben werden Die Druckdosen sind mit einem Volumen von 1 Liter und einem F lldruck von 12 bar auch bei heliocentris zu beziehen Verwenden Sie unbedingt einen Druckminderer mit einem Enddruck von maximal 0 6 bar f r die Gasversorgung da die hydro Genius School Brennstoffzelle nicht f r einen Druckbetrieb ausgelegt ist Schlie en Sie den am Wasserstoffeinlassstutzen 5d der Brennstoffzelle montierten Schlauch an den Druckminderer der Druckdose an Um den Wasserstoffstrom zu kontrollieren und einzuregeln sollte der am Gasauslass 5e der Brennstoffzelle montierte Schlauch in ein mit destilliertem Wasser gef lltes Becherglas eingetaucht werden siehe auch Experimentieranleitung b1 Regeln Sie den Wasserstoffstrom so dass m glichst wenig Wasserstoff durch den Gasauslass entweicht Eine Blase je 2 5 Sekunden ist ausreichend Verfahren Sie genauso f r die Sauerstoffseite Falls das Gasangebot geringer als der Verbrauch ist w
28. tshinweise in Abschnitt 2 3 mechanische Besch digung 2 Ziehen Sie Schutzhandschuhe an und setzen Sie eine Schutzbrille auf 3 Schalten Sie die Lampe aus bzw entfernen Sie die externe Stromquelle vom Elektrolyseur 4 Stellen Sie hydro Genius School in eine Wanne aus einem laugenbest ndigen Material und entfernen Sie die ausgetretene Lauge durch Absp len mit Wasser 5 Entleeren Sie den Elektrolyseur vollst ndig nach 6 der in 7 3 angegebenen Prozedur Betrieb 6 Nehmen Sie s mtliche ausgetretene Lauge auf Fu b den oder Gegenst nden mit einem feuchten Lappen auf den Sie anschlie end gr ndlich aussp len Austretender Wasserstoff entz ndet 1 Entfernen Sie unverz glich die Stromzuleitung sich zum Elektrolyseur um die Wasserstoffproduktion zu stoppen 2 Sorgen Sie unverz glich daf r dass alle anwesenden Personen einen Sicherheitsabstand von mindestens 10 m zum Modell einhalten 3 N hern Sie sich nach einer Wartezeit von mindestens 10 Minuten mit geeigneter Schutzkleidung Schutzbrille um das Modell nach Abschnitt 6 7 au er Betrieb zu setzen Senden Sie hydro Genius School in allen hier aufgef hrten F llen vor einer erneuten Inbetriebnahme zur Funktionskontrolle an Ihren Lieferanten Stand 10 99 Seite 26 Hydro Genius School 7 1 Sicherheitsvorkehrungen Warnung Bei allen Wartungsaufgaben am alkalischen Elektrolyseur m ssen unbedingt Schutzhandschuhe und Schutzbrille getragen werden Es besteht Ver
29. uge im alkalischen e Kontakt mit Haut und Augen vermeiden Elektrolyseur e Tragen Sie Schutzbrille und Handschuhe Ij w hrend des Umganges mit der Lauge z B bei Umf llt tigkeiten R 35 Verursacht schwere Ver tzungen Eventuelle R ckst nde auf der Anlage k nnen Sie mit einem Lappen oder Tuch beseitigen Handschuhe tragen Lappen danach gut sp len Stand 10 99 Seite 6 Hydro Genius School b f r alle Komponenten Gefahrenquelle U Schutzma nahmen M gliche Folgen Entstehung von Wasserstoff e Vermeiden Sie Umgang mit offenem Feuer in der N he des Modells Explosionsgefahr e Es herrscht Rauchverbot 2 Sicherheit hei e Lichtquelle e Ber hren Sie nicht die Lichtquelle bei Betrieb und unmittelbar nach dem Betrieb Verbrennungsgefahr Der Mindestabstand der Lampe betr gt berhitzung der Anlage a zur Solarzelle 30 cm b zu allen anderen Fl chen 80 cm Bei sehr starker Lichteinstrahlung kann sich die Vor Ber hrung des Solarmoduls Lichtquelle Oberfl che des Solarmoduls entfernen und Solarmodul abk hlen lassen stark aufheizen Y Verbrennungen bei Hautkontakt und beim Anfassen rotierender Propeller e Sicherheitsabstand von 30 cm vom Gesicht zum ij Propeller einhalten Augenverletzungen lange Haare k nnen erfasst werden Stand 10 99 Seite 7 Hydro Genius School 2 4 Zugelassene Bediener Mit der Anlage d rfen Sie nur arbeiten wenn Sie
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