كيفية صنع مولد الهيدروجين لمنزلك بيديك: نصائح عملية للتصنيع والتركيب
لقد اعتدنا على اعتبار الغاز الطبيعي أكثر أنواع الوقود بأسعار معقولة. ولكن اتضح أن لديه بديلاً جديرًا - الهيدروجين الذي تم الحصول عليه عن طريق تقسيم الماء. تكون المواد الأولية لإنتاج هذا الوقود مجانية بشكل عام. وإذا قمت أيضًا بإنشاء مولد هيدروجين بيديك ، فسيكون التوفير مدهشًا ببساطة. صحيح؟
نحن على استعداد لتقاسم معك معلومات قيمة عن الخيارات وقواعد التجميع للتثبيت الفني المصمم لإنتاج الهيدروجين. ستصبح دراسة المقالة المعروضة على انتباهك ضمانًا لتصنيع جهاز يعمل بدون أخطاء.
أولئك الذين يرغبون في بناء مولد للوقود الرخيص ، ولكن المنتج للغاية بأيديهم ، نقدم تعليمات مفصلة. نعطي توصيات للعملية المختصة. كإضافات إعلامية تشرح بوضوح مبدأ العمل ، تم استخدام تطبيقات الصور ومقاطع الفيديو.
محتوى المقالة:
طرق إنتاج الهيدروجين
أعطت دروس الكيمياء في المدرسة الثانوية شرحًا لكيفية الحصول على الهيدروجين من المياه العادية المتدفقة من صنبور. هناك شيء من هذا القبيل في المجال الكيميائي - التحليل الكهربائي. بفضل التحليل الكهربائي يمكن إنتاج الهيدروجين.
أبسط تركيب الهيدروجين هو نوع من الخزان مليء بالماء. تحت طبقة الماء يوجد قطبين كهربائيين. يتم تزويدهم بتيار كهربائي. نظرًا لأن الماء موصل ممتاز للتيار الكهربائي ، يتم إنشاء اتصال مع مقاومة منخفضة بين الألواح.
يساهم التيار الذي يمر عبر مقاومة الماء المنخفضة في تكوين تفاعل كيميائي ، ونتيجة لذلك يتشكل الهيدروجين.
يبدو أن كل شيء بسيط وبقي قليلًا - لجمع الهيدروجين المتشكل من أجل استخدامه كمهندس طاقة. لكن في الكيمياء ، لا تستغني عن التفاصيل الدقيقة أبدًا.
إذاً هنا: إذا اجتمع الهيدروجين مع الأكسجين ، يتم تكوين خليط متفجر بتركيز معين. هذه اللحظة هي واحدة من الظواهر الحرجة التي تحد من القدرة على بناء محطات منزلية قوية بما فيه الكفاية.
تصميم مولد الهيدروجين
لبناء مولدات الهيدروجين بأيديهم ، عادة ما يأخذون مخطط تركيب براون الكلاسيكي كأساس. يتكون هذا المحلل الكهربائي متوسط الطاقة من مجموعة من الخلايا ، يحتوي كل منها على مجموعة من أقطاب الصفائح. يتم تحديد قوة التثبيت من خلال المساحة الإجمالية لأقطاب اللوحة.
توضع الخلايا داخل خزان معزول جيدًا عن البيئة الخارجية. يتم عرض أنابيب لتوصيل خط المياه ومخرج الهيدروجين وكذلك لوحة اتصال لتوصيل الكهرباء على جسم الخزان.
توفر دائرة المولد البني ، من بين أمور أخرى ، مصراعًا للمياه وصمام فحص. بسبب هذه العناصر ، فإن التركيب محمي ضد عودة الهيدروجين. وفقًا لهذا المخطط ، فإن تجميع مصنع الهيدروجين ممكن نظريًا ، على سبيل المثال ، لتنظيم تدفئة منزل ريفي.
تسخين الهيدروجين في المنزل
إن تجميع مولد الهيدروجين للتدفئة الفعالة للمنزل ليس فكرة رائعة ، ولكن من الواضح أنه غير مربح للغاية. من أجل الحصول على الكمية المطلوبة من الهيدروجين لغرفة المرجل المنزلية ، لن تحتاج فقط إلى وحدة التحليل الكهربائي القوية ، ولكن أيضًا إلى كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية.
يعتبر تعويض الكهرباء المستهلكة بالهيدروجين الذي يتم الحصول عليه في المنزل عملية غير منطقية.
ومع ذلك ، لا تتوقف محاولات حل مشكلة كيفية إنشاء مولد الهيدروجين لمنزل بيديك. مع مبدأ التشغيل وجهاز واحد من النماذج المختبرة عمليا مرجل الهيدروجين يقدم المقال ، الذي نوصي بقراءته.
وإليك مثال على أحد خيارات التعذيب:
- يتم تحضير حاوية محكمة وموثوقة.
- تصنع أقطاب أنبوبي أو لوحة.
- يتم تجميع دائرة تحكم لجهد التشغيل والتيار.
- يتم عمل وحدات إضافية لمحطة العمل.
- يتم اختيار الملحقات (الخراطيم والأسلاك والمثبتات).
بطبيعة الحال ، ستحتاج إلى مجموعة أدوات ، بما في ذلك المعدات الخاصة ، على سبيل المثال ، مرسمة الذبذبات ومقياس التردد. بعد أن تم تجهيزك بكل ما هو ضروري ، يمكنك المضي قدمًا مباشرة في تصنيع تركيب التدفئة الهيدروجينية للمنزل.
تنفيذ المشروع بنفسك
في البداية ، تحتاج إلى إنشاء خلية توليد الهيدروجين. تتمتع خلية الوقود بأبعاد أصغر قليلاً من الأبعاد الداخلية لطول وعرض غلاف المولد. في الارتفاع ، يبلغ حجم الكتلة مع أقطاب كهربائية 2/3 من ارتفاع الجسم الرئيسي.
يمكن أن تكون الخلية مصنوعة من القماش الزجاجي أو الزجاجي (سمك الجدار 5-7 مم). لهذا ، يتم قطع خمس لوحات من القماش النصي. من بينها ، يتم لصق المستطيل (بغراء الإيبوكسي) ، الجزء السفلي منه يبقى مفتوحًا.
على الجانب العلوي من المستطيل ، يتم حفر العدد المطلوب من الثقوب الصغيرة لأجزاء لوحات القطب الكهربائي ، ثقب صغير لمستشعر المستوى ، بالإضافة إلى ثقب واحد بقطر 10-15 ملم لإنتاج الهيدروجين.
داخل المستطيل ، يتم وضع أقطاب البلاتين ، والتي يتم إخراجها من الخلية من خلال فتحات اللوحة العلوية. يتم تثبيت مستشعر مستوى الماء في 80 ٪ من تعبئة الخلية. تمتلئ جميع التحولات في لوحة textolite (باستثناء إخراج الهيدروجين) بغراء الإيبوكسي.
يجب أن يكون ثقب مخرج الهيدروجين مجهزًا بتركيب - قم بإصلاحه ميكانيكيًا ، باستخدام مانع تسرب أو لصقه. يتم وضع خلية توليد الهيدروجين المجمعة داخل الجسم الرئيسي للجهاز ويتم إغلاقها بعناية على طول المحيط العلوي (مرة أخرى ، يمكن استخدام الإيبوكسي).
ولكن قبل وضع الخلية في الداخل ، يجب تحضير مبيت المولد:
- جعل إمدادات المياه في المنطقة السفلية ؛
- جعل الغطاء العلوي مع السحابات ؛
- التقاط مواد مانعة للتسرب موثوقة ؛
- ضع كتلة طرفية كهربائية على الغطاء ؛
- ضع جامع الهيدروجين على الغلاف.
يجب أن تكون النتيجة مولد هيدروجين جاهز جزئيًا للاستخدام بعد:
- يتم تحميل خلية الوقود في السكن.
- يتم توصيل الأقطاب الكهربائية بالشريط الطرفي للغطاء.
- يتصل مخرج الهيدروجين بمجمع الهيدروجين.
- يتم تثبيت الغطاء على السكن من خلال الختم وتأمينه.
يبقى فقط لربط المياه والوحدات الإضافية.
اضافات لمولد الهيدروجين
يجب استكمال جهاز محلي الصنع لإنتاج الهيدروجين بوحدات مساعدة. على سبيل المثال ، وحدة تزويد المياه ، التي يتم دمجها وظيفياً مع مستشعر مستوى مثبت داخل المولد.
في شكل بسيط ، يتم تمثيل هذه الوحدة بواسطة مضخة مياه وجهاز تحكم. يتم التحكم في المضخة بواسطة وحدة التحكم وفقًا لإشارة المستشعر ، اعتمادًا على مستوى الماء داخل خلية الوقود.
في الواقع ، من المستحسن أيضًا أن يكون هناك جهاز يتحكم في تردد التيار الكهربائي ومستوى الجهد المطبق على أطراف الأقطاب العاملة لخلية الوقود. كحد أدنى ، يجب أن تكون الوحدة الكهربائية مجهزة بمثبت جهد وحماية من التيار الزائد.
يبدو جامع الهيدروجين ، في أبسط صوره ، وكأنه أنبوب ، حيث الصمام ، ومقياس الضغط ، فحص الصمام. يتم أخذ الهيدروجين من المجمع من خلال صمام فحص ، وفي الواقع ، يمكن توفيره بالفعل للمستهلك.
ولكن من الناحية العملية ، كل شيء معقد إلى حد ما. الهيدروجين هو غاز متفجر له درجة حرارة احتراق عالية. لذلك ، ببساطة ، أخذ وضخ الهيدروجين في نظام المرجل كوقود - لن ينجح ذلك.
معايير جودة التثبيت
من الصعب للغاية تجميع تركيب فعال ومنتج عالي الجودة في المنزل. على سبيل المثال ، إذا كنت تأخذ بعين الاعتبار معيارًا مثل المعدن الذي تصنع منه الألواح أو الأنابيب الكهربائية ، فهناك بالفعل خطر مواجهة المشاكل.
تعتمد متانة الأقطاب الكهربائية على نوع المعدن وخصائصه.يمكنك بالطبع استخدام نفس الفولاذ المقاوم للصدأ ، ولكن عمر هذه العناصر سيكون قصير الأجل.
تلعب أبعاد التثبيت أيضًا دورًا مهمًا. الحسابات مطلوبة بدقة عالية فيما يتعلق بالقدرة المطلوبة وجودة المياه وغيرها من المعلمات.
لذلك ، إذا كانت الفجوة بين أقطاب العمل خارج القيمة المحسوبة ، فقد لا يعمل مولد الهيدروجين على الإطلاق. في أسوأ الحالات ، ستكون القوة التي تم إجراء الحساب من أجلها أصغر عدة مرات.
حتى المقطع العرضي للسلك الذي يربط الأقطاب بمصدر الطاقة مهم في جهاز مولد الهيدروجين. صحيح ، هنا يتعلق الأمر بالتشغيل الآمن للجهاز. ومع ذلك ، يجب أن تؤخذ هذه التفاصيل في التصميم في النسخة الرئيسية بعين الاعتبار.
وبالعودة إلى التشغيل الآمن للنظام ، يجب ألا ينسى المرء إدخال ما يسمى مصراع المياه في التصميم ، مما يمنع الحركة العكسية للغاز.
المولدات الصناعية
على مستوى الإنتاج الصناعي ، يتم بشكل تدريجي تطوير تقنيات التصنيع لمولدات الهيدروجين المنزلية وتطويرها. كقاعدة عامة ، يتم إنتاج محطات الطاقة للاستخدام المنزلي ، والتي لا تتجاوز طاقتها 1 كيلو واط.
تم تصميم هذا الجهاز لإنتاج وقود الهيدروجين في وضع التشغيل المستمر لمدة لا تزيد عن 8 ساعات. الغرض الرئيسي منها امدادات الطاقة من أنظمة التدفئة.
كما يتم تطوير وإنتاج منشآت للاستخدام كجزء من الوحدات السكنية. هذه بالفعل هياكل أكثر قوة (5-7 كيلوواط) ، الغرض منها ليس فقط طاقة أنظمة التدفئة ، ولكن أيضًا توليد الكهرباء. يكتسب خيار الجمع هذا شعبية سريعة في الدول الغربية وفي اليابان.
تتميز مولدات الهيدروجين المركبة بأنظمة ذات كفاءة عالية وانبعاثات منخفضة من ثاني أكسيد الكربون.
بدأت الصناعة الروسية أيضًا في الانخراط في هذا النوع الواعد من إنتاج الوقود. على وجه الخصوص ، يتقن نوريلسك نيكل تكنولوجيا إنتاج مصانع الهيدروجين ، بما في ذلك النباتات المحلية.
من المخطط استخدام أنواع مختلفة من خلايا الوقود في عملية التطوير والإنتاج:
- غشاء تبادل البروتون
- حمض الفوسفوريك
- ميثانول تبادل البروتون
- قلوي
- أكسيد صلب.
وفي الوقت نفسه ، يمكن عكس عملية التحليل الكهربائي. تشير هذه الحقيقة إلى أنه من الممكن الحصول على ماء ساخن بالفعل دون حرق الهيدروجين.
يبدو أن هذه فكرة أخرى ، حيث يمكنك الاستفادة من جولة جديدة من المشاعر المرتبطة بالإنتاج المجاني للوقود لغلاية منزلية.
استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع
عند التجريب في المنزل باستخدام نماذج محلية الصنع ، تحتاج إلى الاستعداد للحصول على أكثر النتائج غير المتوقعة ، ولكن التجربة السلبية هي أيضًا تجربة:
لا تزال مولدات الهيدروجين افعلها بنفسك للمنزل مشروعًا موجودًا على مستوى فكرة واحدة. لا توجد مشاريع محققة عمليًا لمولدات الهيدروجين بأيديهم ، وتلك التي يتم وضعها في الشبكة هي خيال مؤلفيها أو خيارات نظرية بحتة.
لذلك يبقى الاعتماد فقط على منتج صناعي باهظ الثمن ، والذي يعد بالظهور في المستقبل القريب.
هل تعرف النموذج الأصلي لمولد الهيدروجين الذي لم يتم وصفه في المقالة؟ ربما تريد مشاركة معلومات قيمة ستكون مفيدة لأصحاب المنزل؟ يرجى كتابة التعليقات في المربع أدناه ، ونشر صورة حول الموضوع ، والتعبير عن رأيك.
الموقد الحيوي DIY الموقد: تعليمات ونصائح التصنيع 
كيفية صنع الوقود الحيوي بيديك من السماد الطبيعي في المنزل 
الوقود الحيوي للموقد: أنواع الوقود الحيوي ، وخصائصه + كيفية الاختيار وكيفية القيام بذلك بنفسك 
كيفية صنع موقد بيولوجي بيديك: الجهاز والرسوم البيانية وتعليمات التجميع خطوة بخطوة 
مصنع الغاز الحيوي لمنزل خاص: توصيات لترتيب محلي الصنع 
كيفية الحصول على الغاز الحيوي من السماد الطبيعي: نظرة عامة على المبادئ الأساسية وتصميم مصنع الإنتاج 
كم يكلف توصيل الغاز بمنزل خاص: سعر تنظيم إمدادات الغاز 
أفضل الغسالات ذات المجفف: تصنيف الطراز ونصائح العملاء 
ما هي درجة حرارة لون الضوء والفروق الدقيقة في اختيار درجة حرارة المصابيح لتناسب احتياجاتك 
استبدال السخان في شقة: استبدال الأوراق + الأعراف والمتطلبات الأساسية
هذه الطريقة في إنتاج وقود الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء ستكون كثيفة الاستخدام للطاقة. يمكنني أن أؤكد لكم أن طرق إنتاج أنواع وقود خفيفة وغير مكلفة وصديقة للبيئة ، مثل الهيدروجين ، قد تم اختراعها منذ فترة طويلة. ولكن بالنسبة لشخص ما ليس مربحا. سيارات تسلا الكهربائية تعطي القليل من الأمل ، والعديد منها ينتقل بالفعل من ICE إلى الكهرباء. بالتأكيد ، هذه خطوة في الاتجاه الصحيح.
بالنسبة لأولئك الذين يقرؤون المقالة ويهتمون. منذ العام 81 لم يترك هذا الموضوع صفحات المجلات والصحف والإنترنت. ينشر العديد من المؤلفين أعمالهم ، بما في ذلك على يوتيوب ، لكنني لم أر قط تحليلاً كاملاً لمثل هذا التثبيت.
وهي:
1. تعتمد عملية التحليل الكهربائي على قانون فاراداي (25 أمبير) - لم أر حسابات ميزان القوى في أي مكان.
2. لم أر أجهزة تبريد (خاصة غالق الماء) في أي تركيب منشور.
3. لم يسبق لي أن رأيت جهازًا لتخفيف الضغط الزائد لمزيج غاز في وحدة التحليل الكهربائي.
يمكنك الاستمرار ، لكن هذا يكفي للتوصل إلى استنتاج واضح - لم يستخدم أي من هؤلاء "المؤلفين" مثل هذا الجهاز في الممارسة العملية. ما لم يكن كتجربة.
عندما يتم تطبيق التيار على الألواح (أذكر Faraday إلى 25A) ، يحدث تسخينها الطبيعي. وفقًا للنظرية ، فإن التسخين فوق 60 درجة مئوية غير مرغوب فيه للغاية. كلما زاد التيار ، زاد التسخين. كم ثانية سيعمل جهاز مشابه بدون تبريد؟ خاصة إذا كان مصنوعًا من زجاج شبكي ... نتيجة للتحليل الكهربائي للماء ، يتم إطلاق البخار ، والذي يمر عبر مصراع الماء و "يتم تنظيفه" ويتم إخراج النسبة الدقيقة من 2/1 هيدروجين إلى الأكسجين. أكرر - أين التبريد؟ ما يظهر في العديد من مقاطع الفيديو يمكن تسميته نموذجًا توضيحيًا ، لا أكثر. إن ما يحاولون "الاستغناء عنه" من المؤسسات هو ، في أحسن الأحوال ، خداع المستهلكين القائم على الجشع.
أتفق تمامًا مع Gennady و Sergey! لم يقم أحد بإلغاء قانون الحفاظ على الطاقة! وإذا افترضنا أن كفاءة محطة التحليل الكهربائي ستكون 100 ٪ (من حيث الطاقة الحرارية ، التي لا يمكن أن تكون من حيث المبدأ) ، فإن كمية الكهرباء المستهلكة ستكون مساوية للطاقة (الحرارة) المنبعثة أثناء احتراق الهيدروجين.
حسنًا ، هؤلاء المهووسون الذين يدفعون بكل هذه الأفكار الغبية لم يعلموا بالتأكيد الفيزياء الأولية في المدرسة! لا يسعني إلا أن أقول بمفردي أنه في التركيب الكهربائي ، يكون من المنطقي فقط في شكل شعلة / شعلة / لحام بدرجة حرارة عالية ، عندما يكون الأسيتيلين / غاز بسيط - أكسجين / كهربائي ، إلخ. الخ. لأي سبب من الأسباب ، ليست مرغوبة أو يتعذر الوصول إليها. النقطة.
إيغور ، أود أن أعرف - ما الحقيقة التي علمتها في المدرسة؟ هل تعلم أن الحطب والفحم والبنزين والغاز ليست مصادر طاقة ولا تحترق؟ لقد علمت في المدرسة أن الماء يغلي عند 100 درجة ، أليس كذلك؟ وماذا قال هذا البلداء؟ لا يتبخر الماء عند درجة 0؟ ربما تكون شعلة الغلاية 100 درجة.لا تفترض أن الجميع متخلفون مثلك! بالمناسبة - محطات الطاقة الكهرومائية هي مصدر بديل للطاقة ...
ليس لدي كلمات! ما نوع المعطر الذي استخدمته (lysergine diethylamide أو جص بسيط) قبل الكتابة عن "لهب الغلاية" ؟؟؟ رائع! سأشارك مع الأصدقاء! - لا - بالطبع لا أعرف ، بينما الماء يغلي بدرجات مختلفة في الرواسب ، يبدو أن ألف - درجات التيار ليست فهرنهايت ، ولكن تلك التي تبلغ 40 وفقًا لمندليف !!! نعيد قراءة ، فلاديمير ، رسالتك! النقطة.
مرحبًا. يبدو أنك قمت ببناء سلسلة منطقية قوية للغاية ، وحتى ذكرت برنامج الفيزياء المدرسية. أي ، في رأيك ، لا يمكن لمولد الهيدروجين أن ينتج طاقة أكثر مما يتم تزويده به. وبنفس المنطق ، اتضح أن محطات الطاقة النووية لا تنتج طاقة أكثر مما تستهلك. لكن الجميع يعلم أن الأمر ليس كذلك ، حتى أولئك الذين ليسوا أصدقاء بشكل خاص للفيزياء.
أنا لا أقول أن مولد الهيدروجين هو حل رائع للصناعة أو القطاع الخاص. ولكن لا حاجة لشطبها بشكل قاطع. أما بالنسبة للتجارب العملية فهناك حرفي.
يعمل المحلل الكهربائي بالنسبة له منذ حوالي ستة أشهر ، ولكن هناك مشكلة ملحة - تشكيل الرغوة. بالمناسبة ، يوضح هذا الفيديو كيفية استخدام الجهاز كموقد. هذا هو حقا الخيار الأفضل. أكثر عملية من تطبيق تسخين الهيدروجين. وأكثر أمانًا بالطبع!
جملتك يا أمير: "يبدو أنك قمت ببناء سلسلة منطقية قوية للغاية ، بل لقد ذكرت برنامج الفيزياء المدرسية. أي أنه في رأيك ، لا يمكن لمولد الهيدروجين أن ينتج طاقة أكثر مما يتم تزويده به "...
نعم !!! هذا ما أؤكده! وإلا ، فلماذا لم تقم أنت يا أمير وآخرون مثلهم ببناء المحرك الأبدي ، أو مجرد محرك بكفاءة تزيد عن 100 ٪؟
بالنسبة إلى الفيزياء التي علمتها في المدرسة ، أجيب فلاديمير - المرحلة الابتدائية ، وليس النووية. مع الطاقة النووية ، كل شيء أكثر تعقيدًا وإثارة ، ولكن بالنسبة للتجارب المنزلية ، فإنه ليس جيدًا على الإطلاق. حسنًا ، لا توجد مفاعلات نووية حرارية (جيبية) محمولة (على الأقل في الوقت الحالي) يمكنها استخراج الاختلاف في طاقات الرابطة بين أبسط ذرات الهيدروجين: الديوتريوم والتريتيوم!
حسنا ، أما بالنسبة لما يسمى بعض "الحرفيين الشعبيين" ، أعلن بمسؤوليتهم الكاملة: هناك "وشم" آسف مخفي للأشخاص السذج - يتم استخدام طاقة إضافية في المظاهرات !!! IMHO!