Consideram ca gazul natural este cel mai accesibil tip de combustibil. Dar se pare că are o alternativă demnă - hidrogenul produs prin împărțirea apei. Materia primă pentru producerea acestui combustibil, ne-am eliberat. Și dacă de asemenea faceți un generator de hidrogen cu propriile mâini, economiile vor fi pur și simplu uimitoare. Nu-i așa?
Suntem pregătiți să vă împărtășim informații valoroase despre opțiunile și regulile de montare a unei instalații tehnice pentru producerea hidrogenului. Studiul articolului trimis în atenția dvs. va fi o garanție pentru fabricarea unui dispozitiv fără probleme.
Cei care doresc să construiască personal un generator de carburant ieftin, dar foarte productiv, vă oferim un ghid detaliat. Oferim recomandări pentru funcționarea corectă. Ca supliment informativ, explicând în mod clar principiul acțiunii, aplicațiile foto și video au fost folosite.
Metode de producere a hidrogenului
Lecțiile de chimie de liceu au dat odată o explicație despre cum să obțineți hidrogen din apa obișnuită care curge din robinet. Există un astfel de concept în domeniul chimic - electroliza. Prin electroliză este posibil să se producă hidrogen.
Cea mai simplă plantă de hidrogen este un fel de rezervor plin cu apă. Sub stratul de apă sunt plasați doi electrozi placați. Un curent electric este furnizat acestora. Deoarece apa este un conductor excelent al curentului electric, între plăci se face un contact cu rezistență redusă.
Un curent care trece printr-o rezistență mică la apă contribuie la formarea unei reacții chimice, ca rezultat al formării hidrogenului.
Schema instalației experimentale de hidrogen, care a fost studiată anterior în programul de liceu în clasele de chimie. După cum se dovedește, pentru practicarea nevoilor moderne de zi cu zi, lecțiile nu erau inutile.
Se pare că totul este simplu și rămâne destul de puțin - să colecteze hidrogenul format pentru ao aplica ca energie. Dar chimia nu merge niciodată fără detalii subtile.
Deci este aici: dacă hidrogenul combină cu oxigen, se formează un amestec exploziv la o anumită concentrație. Acest moment este unul dintre fenomenele critice care limitează capacitatea de a construi o stație de locuit destul de puternică.
Generator de hidrogen
Pentru construirea generatoarelor de hidrogen cu propriile mâini, de obicei, se ia baza sistemului clasic de instalare Brown. Un astfel de electrolizor de putere medie constă dintr-un grup de celule, fiecare dintre ele conținând un grup de electrozi placați. Puterea instalației este determinată de suprafața totală a electrozilor plăcii.
Celulele sunt plasate în interiorul rezervorului, bine izolate de mediul extern. Duzele pentru conectarea conductei de apă, ieșirea de hidrogen, precum și panoul de contact pentru conectarea electricității sunt aduse corpului rezervorului.
Un aparat de generare a hidrogenului proiectat conform schemei lui Brown. Prin toate conturile, această instalație ar trebui să ofere gospodăriei căldură și lumină. O altă întrebare - ce dimensiune și putere îi va permite să facă (+)
Circuitul generatorului brun, printre altele, asigură o etanșare de apă și o supapă de reținere. Datorită acestor elemente, este organizată protecția instalației împotriva inversării hidrogenului. În conformitate cu această schemă, asamblarea unei instalații de hidrogen nu este exclusă, de exemplu, pentru organizarea încălzirii unei case de țară.
Hidrogen încălzire în casă
Asamblarea unui generator de hidrogen pentru încălzirea eficientă a locuinței - ideea ar putea să nu fie fantastică, dar, evident, extrem de neprofitabilă. Pentru a obține volumul necesar de hidrogen pentru o centrală de cazane, nu va fi necesară doar o instalație puternică de electroliză, ci și o cantitate semnificativă de energie electrică.
Compensarea electricității uzate obținută în casă cu hidrogen pare a fi un proces irațional.
Generator de hidrogen construit la domiciliu. Singurul lucru pe care îl regretă este doar o variantă experimentală, care poate arăta numai cum apare o flacără dintr-o scânteie.
Cu toate acestea, încercările de a rezolva problema de a face un generator de hidrogen pentru casa cu propriile mâini, nu se opresc. Principiul de funcționare și dispozitivul unuia dintre modelele dovedite ale cazanului cu hidrogen vor fi introduse de articol, pe care îl recomandăm să îl citiți.
Iată un exemplu al uneia dintre opțiunile de tortură:
- Se pregătește un container etanș, sigur.
- Sunt realizate electrozi tubulari sau plăci.
- Trecerea la tensiunea și curentul de funcționare al circuitului de comandă.
- Sunt create module suplimentare pentru stația de lucru.
- Sunt selectate accesorii (furtunuri, fire, elemente de fixare).
Bineînțeles, veți avea nevoie de un set instrumental, inclusiv de echipament special, cum ar fi un osciloscop și un contor de frecvență. Completați cu tot ce aveți nevoie, puteți trece direct la fabricarea unei instalații de încălzire pe bază de hidrogen pentru casă.
Do-it-yourself implementarea proiectului
Inițial, trebuie să faceți o celulă de generare de hidrogen. Celula de combustibil are dimensiuni puțin mai mici decât dimensiunile interne ale lungimii și lățimii carcasei generatorului. Înălțimea mărimii blocului cu ajutorul electrozilor este de 2/3 din înălțimea corpului principal.
Celula poate fi fabricată din PCB sau din plexiglas (grosimea peretelui 5-7 mm). Pentru aceasta, cinci plăci de textolit sunt tăiate la dimensiune. Dintre acestea, un dreptunghi este lipit impreuna (cu adeziv epoxidic), partea inferioara a acestuia ramane deschisa.
Aproximativ astfel de plăci din sticlă organică formează carcasa celulei de combustie a generatorului de hidrogen. Cu toate acestea, este prezentată o versiune puțin diferită a tehnicii - pentru asamblare și fixare cu șuruburi
Pe partea superioară a dreptunghiului, numărul necesar de găuri mici este forat sub tijele plăcilor electrodice, o mică gaură pentru senzorul de nivel, plus o gaură cu un diametru de 10-15 mm pentru eliberarea hidrogenului.
Etaloanele de platină sunt plasate în interiorul dreptunghiului, ale cărui bare de contact sunt conduse din celulă prin orificiile plăcii superioare. Senzorul de nivel al apei este instalat la nivelul de umplere de 80% al celulei. Toate tranzițiile în placa de textolit (cu excepția hidrogenului) sunt turnate cu adeziv epoxidic.
Caracteristica de proiectare a modulelor prezentate în fotografia generatorului este o formă cilindrică de execuție. De asemenea, electrozii acestei surse de energie miniatură sunt executați în mod diferit.
Orificiul de evacuare a hidrogenului trebuie să fie echipat cu un dispozitiv de fixare - fixați-l mecanic, folosind o garnitură sau o lipiți. Celula asamblată de generare de hidrogen este plasată în interiorul corpului principal al dispozitivului și este etanșată cu grijă de-a lungul perimetrului superior (din nou, poate fi utilizată și rășina epoxidică).
Aceasta a fost alegerea cazului generatorului de hidrogen pentru următorul proiect pilot. Atrage o idee simplă, dar este puțin probabil ca această opțiune să fie potrivită pentru o stație puternică destinată încălzirii unei case particulare
Dar, înainte de a pune celula în interior, carcasa generatorului trebuie să fie pregătită:
- face o alimentare cu apă în zona de jos;
- faceți capacul superior cu dispozitive de fixare;
- ridicați un material de etanșare fiabil;
- așezați un terminal electric pe capac;
- Plasați un colector de hidrogen pe capac.
Rezultatul ar trebui să fie un generator de hidrogen parțial pregătit pentru acțiune după:
- Celula de combustibil este încărcată în carcasă.
- Electrozii sunt conectați la banda terminală.
- Fitingul de evacuare a hidrogenului este conectat la un colector de hidrogen.
- Capacul este instalat pe corp prin garnitură și este fixat.
Ramane doar sa conectati apa si modulele suplimentare.
Adaosuri la generatorul de hidrogen
Dispozitivul automat pentru producerea hidrogenului trebuie completat cu module auxiliare. De exemplu, un modul de alimentare cu apă care se integrează funcțional cu un senzor de nivel instalat în interiorul generatorului.
Într-o formă simplă, un astfel de modul este reprezentat de o pompă de apă și un controler de comandă. Pompa este controlată de către controler în funcție de semnalul senzorului, în funcție de nivelul apei din interiorul celulei de combustibil.
Elemente structurale suplimentare care trebuie incluse în proiectarea oricărei stații de hidrogen și chiar experimentale. Generatorul de hidrogen nu poate fi utilizat fără dispozitive automate, de control și de protecție.
De fapt, este de asemenea de dorit să existe un dispozitiv care să regleze frecvența curentului electric și nivelul de tensiune aplicat la bornele electrozilor de lucru ai celulei de combustie. Cel puțin, modulul electric trebuie să fie echipat cu un regulator de tensiune și o protecție la supracurent.
Colectorul de hidrogen, în cea mai simplă formă, arată ca un tub în care se află supapa, manometrul, supapa de reținere. Hidrogenul este preluat din colector printr-o supapă de reținere și, de fapt, poate fi deja furnizat consumatorului.
Dispozitiv de măsurare a colectorului de hidrogen și de măsurare a gabaritului - părți integrale ale instalației de hidrogen, care asigură distribuția gazului și controlul presiunii
Dar, în practică, totul este oarecum mai complicat. Hidrogenul este un gaz exploziv care are o temperatură ridicată de combustie. Prin urmare, pur și simplu luați și pompați hidrogenul în sistemul cazanului de încălzire ca și combustibil - acest lucru nu va funcționa.
Criterii de instalare
Asamblarea unei instalări de înaltă calitate, eficiente și productive la domiciliu este extrem de dificilă. De exemplu, chiar dacă luăm în considerare un astfel de criteriu ca metalul din care sunt fabricate plăcile sau tuburile electrozilor, există deja un risc de a se confrunta cu probleme.
Durabilitatea electrozilor depinde de tipul de metal și de proprietățile acestuia. Puteți folosi, desigur, același oțel inoxidabil, dar longevitatea acestor elemente va fi scurtă.
Unele parodii ale plăcilor de electrozi pentru un generator de hidrogen. Plăcile sunt preluate dintr-un condensator variabil convențional, care este fabricat din aluminiu. Astfel de electrozi vor fi suficienți pentru o jumătate de oră de lucru, chiar și ca parte a unui mic sistem experimental.
Un rol important îl joacă și dimensiunile de montaj. Sunt necesare calcule cu o precizie ridicată în raport cu puterea necesară, calitatea apei și alți parametri.
Deci, dacă mărimea spațiului dintre electrozii de lucru este în afara valorii calculate, generatorul de hidrogen poate să nu funcționeze deloc. În cel mai rău caz, puterea la care sa efectuat calculul va fi de câteva ori mai mică.
Chiar și secțiunea transversală a firului care leagă electrozii de sursa de alimentare este importantă în dispozitivul generator de hidrogen. Este adevărat că este vorba de o funcționare sigură a dispozitivului. Cu toate acestea, este necesar să se ia în considerare acest detaliu al construcției în versiunea de origine.
Revenind la funcționarea în siguranță a sistemului, nu trebuie să uităm nici de introducerea în proiect a așa-numitului sigiliu de apă, care împiedică mișcarea înapoi a gazului.
În ciuda numărului destul de impresionant de evoluții ale generatoarelor de hidrogen auto-fabricate, nu există încă o opțiune cu adevărat eficientă. Toate modelele sunt inferioare echipamentelor din fabrică
Generator industrial
La nivelul producției industriale, se dezvoltă și se dezvoltă treptat tehnologii de fabricare a generatoarelor de hidrogen pentru uz casnic. De regulă, sunt fabricate centrale electrice de uz casnic, ale căror putere nu depășește 1 kW.
Un astfel de dispozitiv este proiectat pentru producerea de combustibil pe bază de hidrogen într-un mod constant de funcționare pentru o durată de cel mult 8 ore. Scopul lor principal - alimentarea cu energie a sistemelor de încălzire.
De asemenea, a fost dezvoltat și fabricat instalarea sub conducerea condominiilor. Acestea sunt deja structuri mai puternice (5-7 kW), al căror scop nu este numai energia sistemelor de încălzire, ci și producerea de energie electrică. O astfel de versiune combinată câștigă rapid popularitate în țările occidentale și în Japonia.
Generatoarele combinate de hidrogen sunt caracterizate ca sisteme cu eficiență ridicată și emisii scăzute de dioxid de carbon.
Un exemplu de funcționare a stației industriale cu putere de până la 5 kW. Instalații similare sunt planificate să se facă în viitor, sub echipamentul de vile și condominiums.
Industria rusă a început, de asemenea, să se angajeze în acest tip de producție promițătoare de combustibil. În special, Norilsk Nickel dezvoltă tehnologii de producție pentru instalațiile de hidrogen, inclusiv cele de uz casnic.
Se preconizează utilizarea unei varietăți de tipuri de celule de combustie în procesul de dezvoltare și producție:
- membrana de schimb de protoni;
- acid ortofosforic;
- metanol cu schimb de metale;
- alcalin;
- oxidul solid.
Între timp, procesul de electroliză este reversibil. Acest fapt sugerează că este posibilă obținerea apei deja încălzită fără arderea de hidrogen.
Se pare că aceasta este o altă idee, prin care puteți lansa o nouă rundă de pasiuni asociate cu extragerea gratuită a combustibilului pentru cazanul de acasă.
Concluzii și video util pe această temă
Experimentând acasă cu modele de casă, trebuie să vă pregătiți pentru cele mai neașteptate rezultate, însă experiența negativă este, de asemenea, o experiență:
Generatoarele de hidrogen auto-fabricate pentru casă sunt, pentru moment, un proiect care există la nivelul unei idei. Proiectele practic realizate de generatoare de hidrogen cu propriile mâini nu sunt, iar cele care sunt poziționate pe rețea sunt imaginația autorilor lor sau opțiuni pur teoretice.
Astfel, rămâne să se bazeze numai pe un produs industrial costisitor care promite să apară în viitorul apropiat.
Cunoașteți modelul original al generatorului de hidrogen, care nu este descris în articol? Poate doriți să împărtășiți informații valoroase care vor fi utile pentru maeștrii acasă? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, să postați o fotografie pe subiect, să vă dați opinia.