Elektrolyse in der Kunststoffdose

Dieses Projekt zeigt, wie sich mit einfachen Mitteln eine kompakte Elektrolyseeinheit bauen lässt, mit der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt werden kann. Grundlage ist eine handelsübliche TicTac-Dose, die mit einem 3D-gedruckten Standfuß und einer passenden Halterung zu einem kleinen Reaktionsgefäß wird.

Im Inneren der Dose sitzen zwei gekürzte Stahlnägel, die als Elektroden dienen. Sie werden über Kabel an eine Stromquelle angeschlossen, im einfachsten Fall an eine handelsübliche 9-Volt-Batterie. Oben auf der Dose befindet sich eine weitere 3D-gedruckte Halterung, in die zwei Einmalspritzen eingesetzt werden. Diese Spritzen stehen senkrecht und sind gasdicht mit dem Innenraum verbunden. Während der Elektrolyse füllen sich die Spritzen mit den entstehenden Gasen: Wasserstoff und Sauerstoff. Das typische Verhältnis von zwei Teilen Wasserstoff zu einem Teil Sauerstoff wird dabei direkt sichtbar.

Die Konstruktion ist bewusst so gewählt, dass sie leicht nachbaubar ist: TicTac-Dose, Nägel, Kabel und Spritzen sind handelsübliche Materialien, die 3D-gedruckten Teile können mit jedem gängigen FDM-Drucker hergestellt werden. Dadurch entsteht ein kleines, robustes Gerät, das anschaulich zeigt, wie sich Wasser elektrolytisch in seine Bestandteile zerlegen lässt.

Materialien

1 × TicTac-Dose (leer, gereinigt)
1 × 3D-gedruckter Standfuß
1 × 3D-gedruckte Elektrodenhalterung
1 × 3D-gedruckte Deckel
2 × Stahlnägel (gekürzt, ca. 6,5cm / Druchmesser 3mm / NICHT VERZINKT!)
2 × Einmalspritzen (z. B. 6ml LuerLock)
2 × Kabel (rot und schwarz)
1 × 9V-Batterie mit Clip
Schrumpfschlauch
Heißkleber & Sekundenkleber

Zusammenbau

1. Der Clip für die 9V-Batterie wird an die Kabel gelötet. 
2. Die Kabel werden von oben durch die Apparatur geführt. 
3. Anschließend werden die Kabel an die Köpfe der Nägel gelötet und diese von unten in die Apparatur gesteckt. 
4. Die Apparatur sollte nun von unten mit Heißkleber oder Silikon abgedichtet werden. Ansonsten wird auch hier Wasserstoff und Sauerstoff gebildet, welcher die Apparatur unter umständen aufschwimmen lässt. 
5. Die Kabel werden nun die vorhergesehenen Kabelkanäle (Oberseite Apparatur) gelegt und mit der Kappe fixiert. Diese kann mittels handelsüblichem Sekundenkleber aufgeklebt werden. 
6. Die Apparatur ist fertig und kann in die TicTac-Dose eingesetzt werden. 

Hinweise zum Betrieb: 

• Achten Sie darauf, dass die Apparatur nur von chemisch erfahrenen Personen verwendet wird. 
• Versuch nur unter Aufsicht von Erwachsenen oder im schulischen Rahmen durchführen.
• Apparatur nach jedem Einsatz gründlich spülen und trocknen (Rostgefahr an blanken Nägeln).