Proces wytworzenia samego tlenu, nawet w warunkach domowych (schron), nie jest skomplikowany.

Większym problemem jest pozbycie się wodoru, który powstaje w wyniku hydrolizy/elektrolizy którą omówimy.

Dla osób o zacięciu inżyniera jest możliwe zrobienie ze swojego schronu „małej łodzi podwodnej” w której technologie wytwarzania tlenu, pozbywania się rzeczy zbędnych w wyniku procesu X czy Y, pochłanianie CO2 itd. są czymś koniecznym.

Aby uzyskać tlen za pomocą hydrolizy, trzeba przeprowadzić elektrolizę wody – jest to proces, w którym cząsteczki wody (H₂O) są rozkładane na tlen (O₂) i wodór (H₂) za pomocą prądu elektrycznego.

Co jest potrzebne do przeprowadzenia elektrolizy wody?

Materiały:

Woda destylowana – najlepiej z dodatkiem elektrolitu (np. soli, kwasu siarkowego lub wodorotlenku sodu), bo czysta woda przewodzi prąd bardzo słabo.
Źródło prądu stałego (DC) – np. bateria 9V lub zasilacz laboratoryjny.
Dwa elektrody – najlepiej z materiału odpornego na korozję, np. grafit, platyna, stal nierdzewna.
Naczynie – np. szklanka lub zlewka.
Rurki do zbierania gazów (opcjonalnie) – np. probówki odwrócone nad elektrodami, wypełnione wodą.

Przebieg procesu:

Przygotuj roztwór – do wody dodaj elektrolit (np. niewielką ilość NaOH lub H₂SO₄), by zwiększyć jej przewodność.
Zanurz elektrody w roztworze, podłączając jedną do dodatniego bieguna (anoda), a drugą do ujemnego (katoda).
Włącz zasilanie. Po chwili zauważysz pęcherzyki gazu wydobywające się z obu elektrod:
- Przy katodzie (–) powstaje wodór (H₂)
- Przy anodzie (+) powstaje tlen (O₂)
Stosunek objętości gazów wynosi około 2:1 (wodór:tlen), ponieważ w cząsteczce wody są dwa atomy wodoru i jeden tlenu.

Uwagi bezpieczeństwa:

Gazy powstające są łatwopalne (szczególnie wodór), więc unikaj iskrzenia i otwartego ognia.
Używając elektrolitów jak NaOH lub H₂SO₄, uważaj na ich żrące działanie – stosuj rękawice i okulary ochronne.

Oto prosty projekt układu elektrolizy, który może służyć do produkcji tlenu dla 4 osób w zamkniętej przestrzeni (np. 20 m² przez 24h):

⚙️ Schemat układu elektrolizy do produkcji tlenu

1. Składniki układu:

Element	Opis
🧪 Naczynie reakcyjne	Zlewka szklana lub pojemnik z tworzywa odpornego na zasady/kwasy
⚡ Zasilacz	Stałoprądowy (np. 12V / 10–20A) – najlepiej z zabezpieczeniem termicznym
⚙️ Elektrody	Grafitowe lub ze stali nierdzewnej (np. z elektrod do spawania TIG – wolframowe też się sprawdzą)
💧 Roztwór elektrolityczny	Woda destylowana + 5–10% NaOH lub H₂SO₄ (nie więcej!)
🧫 Zbieracze gazów	Dwie probówki / zbiorniki odwrócone w wodzie (np. w wannie, akwarium)
🧯 Filtracja gazów	Prostym filtrem może być roztwór KMnO₄ lub żelazocyjanku do oczyszczania tlenu
🔁 Układ wentylacyjny	Pompka membranowa i zawór zwrotny do wprowadzania O₂ do pomieszczenia
⚠️ Czujnik gazu	Do monitorowania stężenia tlenu i wodoru (np. czujniki MQ)

🔌 Schemat ideowy układu:

Zasilacz 12V DC
     |
    [+]——————————(ANODA)———————
     |                               |
    [-]——————————(KATODA)———————
     |                               |
  (zbiornik z wodą + NaOH)
     |                               |
  (Tlen↑)                      (Wodór↑)
     |                               |
 Probówka                     Probówka
 z tlenem                     z wodorem
     |                               |
     |__ Pompka → filtr → do wnętrza (O₂)

⚠️ Bezpieczeństwo:

Wodór jest wybuchowy – nie wolno dopuścić do jego mieszania z tlenem bez kontroli.
Używaj osobnych zbiorników do zbierania gazów.
Zabezpiecz układ przed przegrzaniem, iskrzeniem i zwarciem.
Umieść układ w wentylowanym pomieszczeniu lub zastosuj system oczyszczania gazów (np. spalanie wodoru na katalizatorze platynowym).

🧪 Proporcje zbiorników gazu:

Wodór: objętość 2× większa niż tlenu.
Jeśli produkujesz 2,35 m³ O₂, powstanie też 4,7 m³ H₂.
Tlen można przechowywać lub dozować automatycznie, wodór najlepiej bezpiecznie usuwać (np. na zewnątrz lub przez spalanie katalityczne).

✅ Co można ulepszyć:

Zamiast prostych elektrod – użyj komórek elektrolitycznych typu PEM (Proton Exchange Membrane) dla większej efektywności.
Dodać czujnik tlenu w pomieszczeniu – np. moduł O₂ sensor 0–25% analogowy.
Zautomatyzować dozowanie tlenu – za pomocą mikrokontrolera (np. Arduino) i zaworów elektromagnetycznych.

Niestety, ale do wytworzenia większej ilości tlenu potrzena jest energia. Jeżeli zostaniesz zmuszony używać akumulatory, to będzie potrzebny calkiem duży magazyn energii.

Pozbycie się wodoru z pomieszczenia też nie jest prostą sprawą. Zatem to bardziej ciekawostka, „że można”, ale wyzwanie dla bardziej zaawansowanego „majstra”.

Jednak większym problemem w zamkniętym schronie będzie CO2 a nie mała ilość tlenu.

…

Może łatwiej jest po prostu zaopatrzyć się w butlę z tlenem.

< wróć