Comment fabriquer un générateur d'hydrogène pour votre maison de vos propres mains: conseils pratiques pour la fabrication et l'installation

Amir Gumarov
Vérifié par un spécialiste: Amir Gumarov
Publié par Victor Kitaev
Dernière mise à jour: Mars 2024

Nous sommes habitués à considérer le gaz naturel comme le type de carburant le plus abordable. Mais il s'avère qu'il a une alternative valable - l'hydrogène obtenu en divisant l'eau. Le matériau de départ pour la production de ce carburant est généralement gratuit. Et si vous fabriquez également un générateur d'hydrogène de vos propres mains, les économies seront tout simplement incroyables. Non?

Nous sommes prêts à partager avec vous des informations précieuses sur les options et les règles de montage d'une installation technique conçue pour la production d'hydrogène. L'étude de l'article présenté à votre attention deviendra une garantie de fabrication d'un appareil fonctionnant parfaitement.

Ceux qui souhaitent construire de leurs propres mains un générateur de carburant bon marché mais très productif, nous proposons des instructions détaillées. Nous donnons des recommandations pour un fonctionnement compétent. Comme ajouts informatifs qui expliquent clairement le principe d'action, des applications photo et des vidéos ont été utilisées.

Méthodes de production d'hydrogène

Les cours de chimie du secondaire ont donné une explication sur la façon d'obtenir l'hydrogène de l'eau ordinaire qui coule d'un robinet. Il y a une telle chose dans le domaine chimique - l'électrolyse. C'est grâce à l'électrolyse qu'il est possible de produire de l'hydrogène.

L'installation d'hydrogène la plus simple est une sorte de réservoir rempli d'eau. Sous la couche d'eau se trouvent deux électrodes à plaques. Un courant électrique leur est fourni. L'eau étant un excellent conducteur de courant électrique, un contact à faible résistance s'établit entre les plaques.

Le courant traversant la faible résistance à l'eau contribue à la formation d'une réaction chimique, à la suite de laquelle de l'hydrogène est formé.

Hydrogène de laboratoire
Le schéma de l'installation expérimentale d'hydrogène, qui était autrefois étudiée dans un programme de lycée dans des cours de chimie. Il s'avère que, pour la pratique des besoins quotidiens modernes, ces leçons n'étaient pas superflues.

Il semblerait que tout est simple et qu'il en reste encore un peu - recueillir l'hydrogène formé afin de l'utiliser comme ingénieur en énergie. Mais en chimie, il ne se passe jamais de détails subtils.

Il en est ainsi: si l'hydrogène se combine avec l'oxygène, un mélange explosif se forme à une certaine concentration. Ce moment est l'un des phénomènes critiques qui limite la capacité de construire des stations d'accueil suffisamment puissantes.

Conception de générateur d'hydrogène

Pour la construction de générateurs d'hydrogène de leurs propres mains, ils prennent généralement le schéma d'installation Brown classique comme base. Un tel électrolyseur de puissance moyenne se compose d'un groupe de cellules, chacune contenant un groupe d'électrodes à plaques. La puissance de l'installation est déterminée par la surface totale des électrodes en plaque.

Les cellules sont placées à l'intérieur d'un réservoir bien isolé de l'environnement extérieur. Des tuyaux pour connecter une conduite d'eau, une sortie d'hydrogène, ainsi qu'un panneau de contact pour connecter l'électricité sont affichés sur le corps du réservoir.

Usine d'hydrogène brun
L'appareil de génération d'hydrogène, conçu selon le schéma de Brown. Selon tous les calculs, cette installation devrait fournir entièrement au ménage chaleur et lumière. Une autre question est de savoir quelles dimensions et capacités permettront de le faire (+)

Le circuit générateur Brown, entre autres, prévoit un volet d'eau et un clapet anti-retour. Grâce à ces éléments, l'installation est protégée contre le retour d'hydrogène. Selon ce schéma, l'assemblage d'une usine d'hydrogène est théoriquement possible, par exemple, pour organiser le chauffage d'une maison de campagne.

Chauffage à l'hydrogène dans la maison

Assembler un générateur d'hydrogène pour un chauffage domestique efficace n'est pas une idée fantastique, mais évidemment extrêmement peu rentable. Afin d'obtenir la quantité requise d'hydrogène pour une chaufferie domestique, vous aurez besoin non seulement d'une unité d'électrolyse puissante, mais également d'une quantité importante d'énergie électrique.

La compensation de l'électricité consommée avec de l'hydrogène obtenu à domicile est considérée comme un processus irrationnel.

Station d'hydrogène pour la maison
Un générateur d'hydrogène domestique réel. La seule chose qui dérange est juste une version expérimentale, qui peut seulement montrer comment une flamme naît d'une étincelle

Cependant, les tentatives pour résoudre le problème de la fabrication d'un générateur d'hydrogène pour une maison de vos propres mains ne s'arrêtent pas. Avec le principe de fonctionnement et l'appareil de l'un des modèles testés en pratique chaudière à hydrogène Présente l'article, que nous vous recommandons de lire.

Et voici un exemple d'une des options de torture:

  1. Un conteneur étanche et fiable est en cours de préparation.
  2. Des électrodes tubulaires ou à plaques sont réalisées.
  3. Un circuit de commande pour la tension et le courant de fonctionnement est en cours d'assemblage.
  4. Des modules supplémentaires pour le poste de travail sont en cours de réalisation.
  5. Les accessoires sont sélectionnés (tuyaux, fils, attaches).

Naturellement, vous aurez besoin d'une trousse d'outils, y compris un équipement spécial, par exemple, un oscilloscope et un fréquencemètre. Après avoir été équipé de tout le nécessaire, vous pouvez procéder directement à la fabrication d'une installation de chauffage à l'hydrogène pour la maison.

Mise en œuvre de projets à faire soi-même

Au départ, vous devez fabriquer une cellule de génération d'hydrogène. La pile à combustible a des dimensions hors tout légèrement inférieures aux dimensions internes de la longueur et de la largeur du boîtier du générateur. En hauteur, la taille du bloc avec électrodes est 2/3 de la hauteur du corps principal.

La cellule peut être en textolite ou en plexiglas (épaisseur de paroi 5-7 mm). Pour cela, cinq plaques de textolite sont découpées. Parmi ceux-ci, un rectangle est collé (avec de la colle époxy), dont la partie inférieure reste ouverte.

Plaques pour piles à combustible
En gros, ces plaques de verre organique forment le corps de la pile à combustible d'un générateur d'hydrogène. Certes, une version d'ingénierie légèrement différente est présentée ici - pour l'assemblage et la fixation avec des vis

Sur le côté supérieur du rectangle, le nombre requis de petits trous est percé pour les tiges des plaques d'électrode, un petit trou pour le capteur de niveau, plus un trou d'un diamètre de 10-15 mm pour la sortie d'hydrogène.

À l'intérieur du rectangle sont placées des électrodes en platine, dont les tiges de contact sont sorties à travers les trous de la plaque supérieure à l'extérieur de la cellule. Un capteur de niveau d'eau est installé à 80% du remplissage de la cellule. Toutes les transitions dans une plaque textolite (à l'exception de la sortie d'hydrogène) sont remplies de colle époxy.

Cellules génératrices d'hydrogène
La caractéristique de conception des modules montrés sur la photo du générateur est une forme d'exécution cylindrique. Les électrodes de cette source d'énergie miniature sont également fabriquées différemment.

Le trou de sortie d'hydrogène doit être équipé d'un raccord - le fixer mécaniquement, à l'aide d'un joint ou le coller. La cellule de génération d'hydrogène assemblée est placée à l'intérieur du corps principal de l'appareil et est soigneusement scellée le long du périmètre supérieur (encore une fois, l'époxy peut être utilisé).

Boîtier à hydrogène
Ce fut le cas du générateur d'hydrogène pour le prochain projet pilote. Il attire une idée simple, mais cette option est peu susceptible de convenir à une station puissante conçue pour chauffer des pièces dans une maison privée

Mais avant de poser la cellule à l'intérieur, le boîtier du générateur doit être préparé:

  • faire l'approvisionnement en eau dans la zone inférieure;
  • faire le couvercle supérieur avec des attaches;
  • ramasser un matériau d'étanchéité fiable;
  • placer un bornier électrique sur le couvercle;
  • placez un collecteur d'hydrogène sur le couvercle.

Le résultat devrait être un générateur d'hydrogène partiellement prêt à l'emploi après:

  1. La pile à combustible est chargée dans le boîtier.
  2. Les électrodes sont connectées au bornier du couvercle.
  3. La sortie d'hydrogène est reliée à un collecteur d'hydrogène.
  4. Le couvercle est monté sur le boîtier à travers le joint et sécurisé.

Il ne reste plus qu'à connecter l'eau et les modules supplémentaires.

Ajouts au générateur d'hydrogène

Un dispositif artisanal de production d'hydrogène doit être complété par des modules auxiliaires. Par exemple, un module d'alimentation en eau, qui est fonctionnellement intégré avec un capteur de niveau installé à l'intérieur du générateur.

Sous une forme simple, un tel module est représenté par une pompe à eau et un contrôleur de contrôle. La pompe est contrôlée par le contrôleur en fonction du signal du capteur, en fonction du niveau d'eau à l'intérieur de la pile à combustible.

Pièces de générateur supplémentaires
Éléments structurels supplémentaires que vous souhaitez inclure dans la conception de toute station d'hydrogène, et même expérimentaux. Sans dispositifs d'automatisation, de contrôle et de protection, un générateur d'hydrogène ne peut pas fonctionner

En fait, il est également souhaitable de disposer d'un dispositif qui contrôle la fréquence du courant électrique et le niveau de tension appliqué aux bornes des électrodes de travail de la pile à combustible. Le module électrique doit au minimum être équipé d'un stabilisateur de tension et d'une protection contre les surintensités.

Le collecteur d'hydrogène, dans sa forme la plus simple, ressemble à un tube, où la valve, le manomètre, clapet anti-retour. L'hydrogène est prélevé du collecteur par un clapet anti-retour et, en fait, peut déjà être fourni au consommateur.

Collecteur d'hydrogène
Le collecteur d'hydrogène et la jauge font partie intégrante du système d'hydrogène, ce qui garantit la distribution du gaz et le contrôle de la pression

Mais en pratique, tout est un peu plus compliqué. L'hydrogène est un gaz explosif ayant une température de combustion élevée. Par conséquent, il suffit de prendre et de pomper de l'hydrogène dans le système de chaudière comme combustible - cela ne fonctionnera pas.

Critères de qualité d'installation

Il est extrêmement difficile d'assembler une installation efficace et productive de haute qualité à la maison. Par exemple, si vous tenez même compte d'un critère tel que le métal à partir duquel les plaques ou tubes d'électrodes sont fabriqués, il existe déjà un risque de rencontrer des problèmes.

La durabilité des électrodes dépend du type de métal et de ses propriétés.Vous pouvez bien sûr utiliser le même acier inoxydable, mais la durée de vie de ces éléments sera de courte durée.

Plaques d'électrode cellulaire
Une sorte de parodie de plaques d'électrodes pour un générateur d'hydrogène. Les plaques sont prises à partir d'un condensateur variable conventionnel, qui sont en aluminium. Ces électrodes dureront exactement une demi-heure, même dans le cadre d'un petit système expérimental

Les dimensions d'installation jouent également un rôle important. Des calculs sont nécessaires avec une grande précision par rapport à la puissance requise, la qualité de l'eau et d'autres paramètres.

Donc, si l'écart entre les électrodes de travail est en dehors de la valeur calculée, le générateur d'hydrogène peut ne pas fonctionner du tout. Dans le pire des cas, la puissance pour laquelle le calcul a été effectué sera plusieurs fois plus petite.

Même la section transversale du fil reliant les électrodes à la source d'alimentation est importante dans le dispositif du générateur d'hydrogène. Certes, il s'agit ici du fonctionnement sûr de l'appareil. Néanmoins, ce détail du design dans la version domestique doit être pris en compte.

Revenant au fonctionnement sûr du système, il ne faut pas non plus oublier l'introduction du soi-disant obturateur d'eau dans la conception, qui empêche le mouvement inverse du gaz.

Générateur d'hydrogène
Malgré le nombre assez impressionnant de développements de générateurs d'hydrogène de fortune, il n'y a pas encore d'option vraiment efficace. Tous les modèles sont inférieurs à l'équipement d'usine.

Génératrice industrielle

Au niveau de la production industrielle, les technologies de fabrication des générateurs d'hydrogène domestiques sont progressivement maîtrisées et développées. En règle générale, des centrales électriques à usage domestique sont produites, dont la puissance ne dépasse pas 1 kW.

Un tel appareil est conçu pour produire de l'hydrogène combustible dans un mode de fonctionnement continu pendant pas plus de 8 heures. Leur objectif principal est alimentation électrique des systèmes de chauffage.

Des installations destinées à être utilisées dans des copropriétés sont également développées et produites. Ce sont déjà des structures plus puissantes (5-7 kW), dont le but n'est pas seulement l'énergie des systèmes de chauffage, mais aussi la production d'électricité. Cette option combinée gagne rapidement en popularité dans les pays occidentaux et au Japon.

Les générateurs d'hydrogène combinés sont caractérisés comme des systèmes à haut rendement et à faibles émissions de dioxyde de carbone.

Générateur d'hydrogène industriel
Un exemple d'une véritable installation industrielle d'une capacité allant jusqu'à 5 kW. À l'avenir, de telles installations devraient être réalisées pour équiper les chalets et les copropriétés.

L'industrie russe a également commencé à s'engager dans ce type prometteur de production de carburant. En particulier, Norilsk Nickel maîtrise la technologie de production des usines d'hydrogène, y compris domestiques.

Il est prévu d'utiliser une variété de types de piles à combustible dans le processus de développement et de production:

  • membrane échangeuse de protons;
  • l'acide phosphorique;
  • échange de protons méthanol;
  • alcaline;
  • oxyde solide.

Pendant ce temps, le processus d'électrolyse est réversible. Ce fait suggère qu'il est possible d'obtenir de l'eau déjà chauffée sans brûler d'hydrogène.

Il semble que ce soit une autre idée, saisissant sur laquelle vous pouvez lancer un nouveau cycle de passions associé à la production gratuite de combustible pour une chaudière domestique.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Lorsque vous expérimentez à la maison avec des modèles faits maison, vous devez vous préparer aux résultats les plus inattendus, mais une expérience négative est également une expérience:

Les générateurs d'hydrogène à faire soi-même pour la maison sont toujours un projet qui existe au niveau d'une idée. Il n'y a pas de projets pratiquement réalisés de générateurs d'hydrogène de leurs propres mains, et ceux qui sont positionnés dans le réseau sont l'imagination de leurs auteurs ou des options purement théoriques.

Il ne reste donc qu'à compter sur un produit industriel onéreux, qui promet d'apparaître dans un avenir proche.

Connaissez-vous le modèle original d'un générateur d'hydrogène qui n'est pas décrit dans l'article? Peut-être que vous souhaitez partager des informations précieuses qui seront utiles aux maîtres à la maison? Veuillez écrire des commentaires dans le bloc ci-dessous, publier une photo sur le sujet, exprimer votre opinion.

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Commentaires des visiteurs
  1. Genadiy

    Cette méthode de production d'hydrogène carburant par électrolyse de l'eau sera trop énergivore. Je peux vous assurer que les méthodes de production de carburants légers, peu coûteux et respectueux de l'environnement, tels que l'hydrogène, ont longtemps été inventées. Mais pour quelqu'un, ce n'est pas rentable. Les voitures électriques Tesla donnent un peu d'espoir, et beaucoup passent déjà de l'ICE à l'électrique. Certainement, c'est un pas dans la bonne direction.

  2. Sergey

    Pour ceux qui ont lu l'article et qui sont intéressés. Depuis la 81e année, ce sujet n'a pas quitté les pages des magazines, des journaux et d'Internet. De nombreux «auteurs» publient «leurs» travaux, dont sur YouTube, mais je n'ai jamais vu d'analyse complète d'une telle installation.

    À savoir:
    1. Le processus d'électrolyse est basé sur la loi de Faraday (25 ampères) - Je n'ai vu nulle part les calculs du bilan de puissance.
    2. Je n'ai vu aucun appareil de refroidissement (en particulier un volet d'eau) dans aucune installation publiée.
    3. Je n'ai jamais vu d'appareil pour soulager la surpression d'un mélange gazeux dans une unité d'électrolyse.

    Vous pouvez continuer, mais cela suffit pour tirer une conclusion évidente - aucun de ces «auteurs» n'a jamais utilisé un tel appareil dans la pratique. Sauf comme expérience.

    Lorsque du courant est appliqué aux plaques (je rappelle Faraday à 25A), leur échauffement naturel se produit. Selon la théorie, un chauffage au-dessus de 60 ° C est hautement indésirable. Plus le courant est élevé, plus le chauffage est important. Combien de secondes un appareil similaire fonctionnera-t-il sans refroidissement? Surtout si elle est en plexiglas ... À la suite de l'électrolyse de l'eau, de la vapeur est libérée, qui passe à travers le volet d'eau et est «nettoyée» et le rapport exact d'hydrogène 2/1 à l'oxygène est émis. Je répète - où est le refroidissement? Ce qui est montré dans de nombreuses vidéos peut être appelé un modèle de démonstration, pas plus. Ce qu'ils essaient de «retirer» des entreprises est, au mieux, une tromperie des consommateurs fondée sur la cupidité.

  3. Je suis complètement d'accord avec Gennady et Sergey! Personne n'a encore annulé la loi de conservation de l'énergie! Et si l'on suppose que le rendement de l'installation d'électrolyse sera de 100% (en termes d'énergie thermique, ce qui ne peut en principe pas l'être), alors la quantité d'électricité consommée sera égale à l'énergie (chaleur) dégagée lors de la combustion de l'hydrogène.

    Eh bien, ces monstres qui poussent toutes ces idées stupides n'ont pas vraiment enseigné la physique élémentaire à l'école! De moi-même, je peux dire que dans une installation électrolytique, cela n'a de sens que sous la forme d'une torche à haute température / torche / soudage, quand acétylène / simple gaz-oxygène / électro, etc. etc. pour une raison quelconque, ne sont pas souhaitables ou inaccessibles. Le point.

    • Vladimir

      Igor, j'aimerais savoir - quelle vérité avez-vous enseignée à l'école? Savez-vous que le bois de chauffage, le charbon, l'essence, le gaz ne sont pas des sources d'énergie et ne brûlent pas? Vous avez enseigné à l'école que l'eau bout à 100 degrés, non? Et quel crétin a dit ça? L'eau ne s'évapore pas à 0 degrés? Peut-être que la flamme de la bouilloire est à 100 degrés.Ne présumez pas que tout le monde est aussi retardé que vous! Soit dit en passant - les centrales hydroélectriques sont une source d'énergie alternative ...

      • Je n'ai pas de mots! Quel type de rafraîchisseur avez-vous utilisé (diéthylamide de lysergine ou plâtre simple) avant d'écrire sur la "flamme de la bouilloire" ??? Cool! Je partagerai avec des amis! - Nooooo - bien sûr, je ne sais pas si l'eau bout à différents degrés dans le type de tysku en jachère - les degrés actuels ne sont pas Fahrenheit, mais ceux qui sont 40 selon Mendeleev !!! Relisez, Vladimir, votre message! Le point.

    • Expert
      Amir Gumarov
      Expert

      Bonjour Vous semblez avoir construit une chaîne logique très solide, et même mentionné le programme de physique scolaire. Autrement dit, à votre avis, un générateur d'hydrogène ne peut pas produire plus d'énergie que ce qui lui est fourni. Dans la même logique, il s'avère que les centrales nucléaires ne produisent pas plus d'énergie qu'elles n'en consomment. Mais tout le monde sait que ce n'est pas le cas, même ceux qui ne sont pas particulièrement amis de la physique.

      Je ne dis pas qu'un générateur d'hydrogène est une excellente solution pour l'industrie ou le secteur privé. Mais pas besoin de le radier catégoriquement. Quant aux expériences pratiques, il existe artisan.

      L'électrolyseur travaille pour lui depuis environ six mois, mais il y a un problème urgent - la formation de mousse. Soit dit en passant, cette vidéo montre comment utiliser l'appareil comme brûleur. C'est vraiment la meilleure option. Beaucoup plus pratique que la mise en œuvre du chauffage à l'hydrogène. Et plus sûr bien sûr!

  4. Votre phrase, Amir: «Vous semblez avoir construit une chaîne logique très solide et même mentionné le programme de physique scolaire. Autrement dit, à votre avis, un générateur d'hydrogène ne peut pas produire plus d'énergie que ce qui lui est fourni »...

    OUI !!! Voilà ce que j'affirme! Sinon, pourquoi vous, Amir, et d'autres comme eux, n'avez-vous pas encore construit le moteur éternel, ou juste un moteur avec une efficacité de plus de 100%?

    Quant à la physique que j'ai enseignée à l'école, je réponds à Vladimir - ÉLÉMENTAIRE, et non nucléaire. Avec le nucléaire, tout est plus compliqué et intéressant, mais pour les expériences à domicile ce n'est pas bon du tout. Eh bien, il n'y a pas (du moins pour l'instant) de réacteurs thermonucléaires portables (de poche) capables d'extraire la différence des énergies de liaison entre les atomes d'hydrogène les plus simples: le deutérium et le tritium!

    Eh bien, comme pour le soi-disant de certains «artisans populaires», je déclare en toute responsabilité: il n'y a qu'un «tatouage» désolé caché pour les gens crédules - une énergie supplémentaire est utilisée dans les démonstrations !!! À mon humble avis!

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