Com es fa amb un propi generador d’hidrogen per a la vostra llar: consells pràctics per fabricar i instal·lar

Estem acostumats a considerar el gas natural com el tipus de combustible més assequible. Però resulta que té una alternativa digna: l’hidrogen obtingut dividint l’aigua. El material de partida per a la producció d’aquest combustible generalment és gratuït. I si també fas un generador d’hidrogen amb les teves pròpies mans, l’estalvi serà senzill. Oi?

Estem disposats a compartir amb vostès informació valuosa sobre opcions i regles de muntatge d’una instal·lació tècnica dissenyada per a la producció d’hidrogen. L’estudi de l’article presentat a la vostra atenció esdevindrà una garantia de la fabricació d’un dispositiu de funcionament sense funcionament.

Els que desitgin construir un generador de combustible barat, però molt productiu amb les seves pròpies mans, oferim instruccions detallades. Donem recomanacions per al funcionament competent. Com a complements informatius que expliquen clarament el principi d’acció, s’han utilitzat aplicacions fotogràfiques i vídeos.

Mètodes de producció d'hidrogen

Les lliçons de química de secundària van donar explicacions sobre com obtenir hidrogen de l’aigua corrent que surt d’una aixeta. Hi ha una cosa així en el camp químic: l'electròlisi. És gràcies a l’electròlisi que és possible produir hidrogen.

La instal·lació d’hidrogen més senzilla és una mena de dipòsit ple d’aigua. Sota la capa d’aigua hi ha dos elèctrodes de placa. Se’ls subministra un corrent elèctric. Com que l’aigua és un excel·lent conductor de corrent elèctric, s’estableix un contacte de baixa resistència entre les plaques.

El corrent que passa per la baixa resistència a l’aigua contribueix a la formació d’una reacció química, com a resultat de la qual es forma hidrogen.

L'esquema de la instal·lació experimental d'hidrogen, que antigament es va estudiar en un programa de secundària en classes de química. Pel que resulta, per a la pràctica de les necessitats quotidianes modernes, aquelles lliçons no eren superflues.

Sembla que tot és senzill i queda bastant: recollir l’hidrogen format per utilitzar-lo com a enginyer energètic. Però, en química, mai prescindeix de detalls subtils.

Així és aquí: si l’hidrogen es combina amb l’oxigen, es forma una barreja explosiva a una certa concentració. Aquest moment és un dels fenòmens crítics que limita la capacitat de construir estacions domèstiques prou potents.

Disseny del generador d'hidrogen

Per a la construcció de generadors d'hidrogen amb les seves pròpies mans, solen prendre com a base el clàssic esquema d'instal·lació de Brown. Un electròlisi de potència mitjà consisteix en un grup de cèl·lules, cadascuna de les quals conté un grup d'elèctrodes de placa. La potència de la instal·lació està determinada per la superfície total dels elèctrodes de placa.

Les cèl·lules es col·loquen dins d’un dipòsit ben aïllat del medi extern. A la carrosseria del tanc es mostren canonades per connectar una línia d'aigua, una presa de hidrogen, així com un panell de contacte per connectar electricitat.

L’aparell per generar hidrogen, dissenyat segons l’esquema Brown. Segons tots els càlculs, aquesta instal·lació ha de proporcionar completament calor i llum a la llar. Una altra pregunta és quines dimensions i capacitats permetran fer-ho (+)

El circuit generador de Brown preveu, entre altres coses, un obturador d'aigua i una vàlvula de retenció. A causa d’aquests elements, la instal·lació està protegida contra el retorn d’hidrogen. Segons aquest esquema, el muntatge d’una central d’hidrogen és teòricament possible, per exemple, per organitzar la calefacció d’una casa de camp.

Calefacció d’hidrogen a la casa

No és una idea fantàstica muntar un generador d’hidrogen per a una calefacció eficient de la llar, però òbviament poc rendible. Per obtenir la quantitat d’hidrogen necessària per a una sala de calderes domèstiques, necessitareu no només una potent unitat d’electròlisi, sinó també una quantitat important d’energia elèctrica.

La compensació de l’electricitat consumida amb hidrogen obtingut a casa es considera un procés irracional.

Un generador d’hidrogen casolà de la vida real. L’únic que molesta només és una versió experimental, que només pot mostrar com una flama sorgeix d’una espurna

Tanmateix, els intents de resoldre el problema de com fer que un generador d’hidrogen per a una llar amb les seves pròpies mans no s’aturin. Amb el principi de funcionament i el dispositiu d’un dels models provats a la pràctica caldera d’hidrogen Presenta l'article, que us recomanem que llegiu.

I aquí teniu un exemple d’una de les opcions de tortura:

1. S’està preparant un contenidor ajustat i fiable.
2. Es fan elèctrodes tubulars o de placa.
3. S’està muntant un circuit de control de tensió i corrent de funcionament.
4. S'estan creant mòduls addicionals per a l'estació de treball.
5. S'han seleccionat accessoris (mànegues, cables, fixacions).

Naturalment, necessitareu un equip d’eines, que inclogui equips especials, per exemple, un osciloscopi i un mesurador de freqüència. Després d’haver estat equipat amb tot el necessari, podeu procedir directament a la fabricació d’una instal·lació de calefacció d’hidrogen per a l’habitatge.

Implementació de projectes

Inicialment, ha de fer una cèl·lula de generació d'hidrogen. La pila de combustible té unes dimensions generals lleugerament més petites que les dimensions internes de la longitud i l'amplada de la carcassa del generador. En alçada, la mida del bloc amb elèctrodes és de 2/3 de l'alçada del cos principal.

La cèl·lula pot estar feta de textolita o plexiglass (gruix de paret de 5-7 mm). Per a això, es tallen cinc plaques de textolita. D'aquests, s'enganxa un rectangle (amb cola epoxi), la part inferior del qual resta oberta.

Gairebé aquestes plaques de vidre orgàniques formen el cos de la pila de combustible d’un generador d’hidrogen. És cert que aquí es mostra una versió lleugerament diferent de l’enginyeria: per al muntatge i la fixació amb cargols

A la part superior del rectangle, es perfora el nombre de forats necessaris per a les pales de les plaques dels elèctrodes, un petit forat per al sensor de nivell, més un forat amb un diàmetre de 10-15 mm per a la sortida d'hidrogen.

A l'interior del rectangle, es col·loquen els elèctrodes de platí, dels quals les branques de contacte es treuen de la cel·la a través de les obertures de la placa superior. S’instal·la un sensor de nivell d’aigua al 80% de l’ompliment de la cel·la. Totes les transicions en una placa de textolit (excepte la sortida d’hidrogen) s’omplen amb cola epoxi.

La característica de disseny dels mòduls mostrats a la foto del generador és una forma d’execució cilíndrica. Els elèctrodes d'aquesta font d'energia en miniatura també es fabriquen de manera diferent.

El forat de sortida d’hidrogen ha d’estar equipat amb un equipament - fixar-lo mecànicament, mitjançant un segell o colar-lo. La cèl·lula de generació d’hidrogen reunida es col·loca a l’interior del cos principal del dispositiu i es tanca amb cura al llarg del perímetre superior (de nou es pot fer servir epoxi).

Aquest va ser el cas del generador d’hidrogen per al proper projecte pilot. Atreu una idea senzilla, però és probable que aquesta opció no sigui adequada per a una estació potent dissenyada per escalfar habitacions en una casa privada

Però abans de col·locar la cel·la a l'interior, l'allotjament del generador ha d'estar preparat:

• fer un subministrament d'aigua a la zona inferior;
• feu la coberta superior amb fixacions;
• recollir material de segellat fiable;
• col·loca un bloc de borns elèctric a la coberta;
• col·loca un col·lector d’hidrogen a la coberta.

El resultat hauria de ser un generador d’hidrogen parcialment preparat per a l’ús després de:

1. La pila de combustible es carrega a la carcassa.
2. Els elèctrodes es connecten a la banda terminal de la coberta.
3. La sortida d’hidrogen està connectada a un col·lector d’hidrogen.
4. La coberta es munta sobre la carcassa a través del segell i es fixa.

Només resta connectar aigua i mòduls addicionals.

Addicions al generador d’hidrogen

S'ha de complementar un dispositiu casolà per produir hidrogen amb mòduls auxiliars. Per exemple, un mòdul d’abastament d’aigua, que està integrat funcionalment amb un sensor de nivell instal·lat a l’interior del generador.

De forma senzilla, aquest mòdul està representat per una bomba d’aigua i un controlador de control. La bomba és controlada pel controlador segons el senyal del sensor, depenent del nivell d'aigua de la pila de combustible.

Elements estructurals addicionals que voleu incloure en el disseny de qualsevol estació d'hidrogen i, fins i tot, experimentals. Sense dispositius d’automatització, control i protecció, no es pot fer funcionar un generador d’hidrogen

De fet, també és desitjable disposar d’un dispositiu que controli la freqüència del corrent elèctric i el nivell de tensió aplicats als terminals dels elèctrodes de treball de la pila de combustible. Com a mínim, el mòdul elèctric ha d'estar equipat amb un estabilitzador de tensió i una protecció contra corrent.

El col·lector d’hidrogen, en la seva forma més simple, sembla un tub, on la vàlvula, el manòmetre, vàlvula de retenció. L’hidrogen es pren del col·lector mitjançant una vàlvula de retenció i, de fet, ja es pot subministrar al consumidor.

El col·lector i el calibre d’hidrogen són parts integrants del sistema d’hidrogen, que assegura la distribució de gasos i el control de la pressió

Però a la pràctica, tot és una mica més complicat. L’hidrogen és un gas explosiu amb una temperatura de combustió elevada. Per tant, simplement agafar i bombejar hidrogen al sistema de la caldera com a combustible, això no funcionarà.

Criteris de qualitat de la instal·lació

És extremadament difícil muntar una instal·lació eficaç i productiva de qualitat a casa. Per exemple, si fins i tot es té en compte un criteri com el metall a partir del qual es fabriquen les plaques o tubs d’elèctrodes, ja hi ha risc de patir problemes.

La durabilitat dels elèctrodes depèn del tipus de metall i de les seves propietats.Podeu, per descomptat, utilitzar el mateix acer inoxidable, però la vida útil d’aquests elements serà de curta durada.

Una mena de paròdia de plaques d’elèctrodes per a un generador d’hidrogen. Les plaques es prenen d’un condensador variable convencional, que són d’alumini. Aquests elèctrodes tindran una durada exacta de mitja hora, fins i tot com a part d'un petit sistema experimental

Les dimensions de la instal·lació també tenen un paper important. Cal fer càlculs amb una gran precisió en relació amb la potència requerida, la qualitat de l’aigua i altres paràmetres.

De manera que, si la diferència entre els elèctrodes de funcionament està fora del valor calculat, és possible que el generador d’hidrogen no funcioni del tot. En el pitjor dels casos, la potència per a la qual es va fer el càlcul serà diverses vegades menor.

Fins i tot la secció transversal del fil que connecta els elèctrodes a la font d’energia és important al dispositiu del generador d’hidrogen. És cert, aquí es tracta del funcionament segur del dispositiu. Tot i això, cal tenir en compte aquest detall del disseny de la versió domèstica.

Tornant al funcionament segur del sistema, tampoc no s’ha d’oblidar de la introducció de l’anomenada persiana d’aigua en el disseny, que impedeix el moviment invers del gas.

Malgrat el nombre impressionant de desenvolupaments de generadors ràpids d’hidrogen, no hi ha cap opció realment efectiva. Tots els models són inferiors als equips de fàbrica.

Generador industrial

A nivell de producció industrial, les tecnologies de fabricació dels generadors d'hidrogen domèstics es dominen i es desenvolupen gradualment. Per regla general, es produeixen centrals d’ús domèstic, la potència de les quals no supera els 1 kW.

Aquest aparell està dissenyat per produir combustible d'hidrogen en un mode de funcionament continu durant no més de 8 hores. El seu objectiu principal és subministrament elèctric dels sistemes de calefacció.

També es desenvolupen i produeixen instal·lacions per a ús com a part dels condominis. Es tracta ja d’estructures més potents (5-7 kW), que tenen com a finalitat no només l’energia dels sistemes de calefacció, sinó també la generació d’electricitat. Aquesta opció combinada guanya ràpidament popularitat als països occidentals i al Japó.

Els generadors combinats d’hidrogen es caracteritzen per ser sistemes d’alta eficiència i baixes emissions de diòxid de carboni.

Un exemple de planta industrial real amb una capacitat de fins a 5 kW. En el futur, es preveu que aquestes instal·lacions es facin per equipar cases rurals i condominis.

La indústria russa també va començar a participar en aquest prometedor tipus de producció de combustible. En particular, Norilsk Nickel domina la tecnologia de producció de plantes d'hidrogen, incloses les domèstiques.

Està previst que utilitzeu diversos tipus de piles de combustible en el procés de desenvolupament i producció:

• membrana d'intercanvi de protons;
• àcid fosfòric;
• metanol amb intercanvi de protons;
• alcalí;
• òxid sòlid.

Mentrestant, el procés d’electròlisi és reversible. Aquest fet suggereix que és possible obtenir aigua ja escalfada sense cremar hidrogen.

Sembla que aquesta és una altra idea, aprofitant la qual es pot llançar una nova ronda de passions associada a la producció gratuïta de combustible per a una caldera domèstica.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Per experimentar models casolans, cal preparar-se per als resultats més inesperats, però l’experiència negativa també és una experiència:

Els generadors d’hidrogen per a la llar no deixen de ser un projecte que existeix al nivell d’una idea. No hi ha projectes pràcticament realitzats amb generadors d’hidrogen amb les seves pròpies mans, i els que es posicionen a la xarxa són imaginacions dels seus autors o opcions purament teòriques.

De manera que queda confiar només en un producte car industrial, que promet aparèixer en un futur proper.

Coneixeu el model original d’un generador d’hidrogen que no es descriu a l’article? Potser voleu compartir informació valuosa que us serà útil per als amos de casa? Escriviu comentaris al bloc següent, publiqueu una foto sobre el tema, expresseu la vostra opinió.