Cómo hacer un generador de hidrógeno para su hogar con sus propias manos: consejos prácticos para fabricar e instalar

Estamos acostumbrados a considerar el gas natural como el tipo de combustible más asequible. Pero resulta que tiene una alternativa digna: el hidrógeno obtenido al dividir el agua. El material de partida para la producción de este combustible es generalmente gratuito. Y si también hace un generador de hidrógeno con sus propias manos, los ahorros serán simplemente increíbles. ¿Derecha?

Estamos listos para compartir con usted información valiosa sobre opciones y reglas de ensamblaje para una instalación técnica diseñada para la producción de hidrógeno. Estudiar el artículo presentado a su atención se convertirá en una garantía de fabricación de un dispositivo que funcione sin fallas.

Aquellos que deseen construir un generador de combustible barato pero muy productivo con sus propias manos, ofrecemos instrucciones detalladas. Damos recomendaciones para una operación competente. Como adiciones informativas que explican claramente el principio de acción, se utilizaron aplicaciones de fotos y videos.

Métodos de producción de hidrógeno

Las lecciones de química de la escuela secundaria una vez dieron una explicación sobre cómo obtener hidrógeno del agua corriente que fluye de un grifo. Existe tal cosa en el campo químico: la electrólisis. Es gracias a la electrólisis que es posible producir hidrógeno.

La instalación de hidrógeno más simple es un tipo de tanque lleno de agua. Debajo de la capa de agua hay dos electrodos de placa. Se les suministra una corriente eléctrica. Como el agua es un excelente conductor de corriente eléctrica, se establece un contacto con baja resistencia entre las placas.

La corriente que pasa a través de la baja resistencia al agua contribuye a la formación de una reacción química, como resultado de la cual se forma hidrógeno.

El esquema de la instalación experimental de hidrógeno, que en otros tiempos se estudió en un programa de secundaria en clases de química. Resulta que, para la práctica de las necesidades cotidianas modernas, esas lecciones no fueron superfluas.

Parecería que todo es simple y queda bastante: recolectar el hidrógeno formado para usarlo como ingeniero de energía. Pero en química, nunca prescinde de detalles sutiles.

Entonces está aquí: si el hidrógeno se combina con el oxígeno, se forma una mezcla explosiva a una cierta concentración. Este momento es uno de los fenómenos críticos que limita la capacidad de construir estaciones domésticas suficientemente potentes.

Diseño de generador de hidrógeno

Para la construcción de generadores de hidrógeno con sus propias manos, generalmente toman como base el esquema de instalación clásico de Brown. Tal electrolizador de potencia promedio consiste en un grupo de células, cada una de las cuales contiene un grupo de electrodos de placa. La potencia de la instalación está determinada por la superficie total de los electrodos de placa.

Las células se colocan dentro de un tanque que está bien aislado del entorno externo. Las tuberías para conectar una línea de agua, una salida de hidrógeno, así como un panel de contacto para conectar la electricidad se muestran en el cuerpo del tanque.

El aparato para generar hidrógeno, diseñado de acuerdo con el esquema de Brown. De acuerdo con todos los cálculos, esta instalación debería proporcionar al hogar calor y luz. Otra pregunta es qué dimensiones y capacidades permitirán que esto se haga (+)

El circuito del generador Brown, entre otras cosas, proporciona un obturador de agua y una válvula de retención. Debido a estos elementos, la instalación está protegida contra el retorno de hidrógeno. Según este esquema, el montaje de una planta de hidrógeno es teóricamente posible, por ejemplo, para organizar el calentamiento de una casa de campo.

Calentamiento de hidrógeno en la casa

El montaje de un generador de hidrógeno para la calefacción eficiente del hogar no es una idea fantástica, pero obviamente no es rentable. Para obtener la cantidad requerida de hidrógeno para una sala de calderas doméstica, necesitará no solo una potente unidad de electrólisis, sino también una cantidad significativa de energía eléctrica.

La compensación de la electricidad consumida con hidrógeno obtenido en el hogar se considera un proceso irracional.

Un generador de hidrógeno en el hogar de la vida real. Lo único que molesta es solo una versión experimental, que solo puede mostrar cómo surge una llama de una chispa

Sin embargo, los intentos de resolver el problema de cómo hacer un generador de hidrógeno para un hogar con sus propias manos no se detienen. Con el principio de funcionamiento y el dispositivo de uno de los modelos probados en la práctica. caldera de hidrógeno Presenta el artículo, que le recomendamos que lea.

Y aquí hay un ejemplo de una de las opciones de tortura:

1. Se está preparando un contenedor hermético y confiable.
2. Se fabrican electrodos tubulares o de placa.
3. Se está ensamblando un circuito de control para el voltaje y la corriente de funcionamiento.
4. Se están realizando módulos adicionales para la estación de trabajo.
5. Se seleccionan los accesorios (mangueras, cables, sujetadores).

Naturalmente, necesitará un kit de herramientas, que incluye equipo especial, por ejemplo, un osciloscopio y un medidor de frecuencia. Habiendo sido equipado con todo lo necesario, puede proceder directamente a la fabricación de una instalación de calefacción de hidrógeno para el hogar.

Implementación de proyectos de bricolaje

Inicialmente, necesitas hacer una célula de generación de hidrógeno. La celda de combustible tiene dimensiones totales ligeramente más pequeñas que las dimensiones internas de la longitud y el ancho de la carcasa del generador. En altura, el tamaño del bloque con electrodos es 2/3 de la altura del cuerpo principal.

La celda puede estar hecha de textolita o plexiglás (espesor de pared de 5-7 mm). Para esto, se cortan cinco placas de textolita en tamaño. De estos, se pega un rectángulo (con pegamento epoxi), cuya parte inferior permanece abierta.

Aproximadamente tales placas de vidrio orgánico forman el cuerpo de la celda de combustible de un generador de hidrógeno. Es cierto que aquí se muestra una versión ligeramente diferente de la ingeniería: para ensamblar y sujetar con tornillos

En el lado superior del rectángulo, se perfora el número requerido de pequeños orificios para los vástagos de las placas de electrodos, un pequeño orificio para el sensor de nivel, más un orificio con un diámetro de 10-15 mm para la salida de hidrógeno.

Dentro del rectángulo, se colocan electrodos de platino, cuyos vástagos de contacto salen de la celda a través de las aberturas de la placa superior. Se instala un sensor de nivel de agua en el 80% del llenado de la celda. Todas las transiciones en una placa de textolita (excepto la salida de hidrógeno) se llenan con pegamento epoxi.

La característica de diseño de los módulos que se muestran en el generador de fotos es una forma cilíndrica de ejecución. Los electrodos de esta fuente de energía en miniatura también se fabrican de manera diferente.

El orificio de salida de hidrógeno debe estar equipado con un accesorio: fíjelo mecánicamente, con un sello o péguelo. La celda de generación de hidrógeno ensamblada se coloca dentro del cuerpo principal del dispositivo y se sella cuidadosamente a lo largo del perímetro superior (de nuevo, se puede usar epoxi).

Este fue el caso del generador de hidrógeno para el próximo proyecto piloto. Atrae una idea simple, pero es poco probable que esta opción sea adecuada para una estación potente diseñada para calentar habitaciones en una casa privada

Pero antes de colocar la celda en el interior, la carcasa del generador debe estar preparada:

• hacer un suministro de agua en el área inferior;
• haga la cubierta superior con sujetadores;
• recoger material de sellado confiable;
• coloque un bloque de terminales eléctricos en la cubierta;
• Coloque un colector de hidrógeno en la cubierta.

El resultado debería ser un generador de hidrógeno parcialmente listo para usar después de:

1. La pila de combustible se carga en la carcasa.
2. Los electrodos están conectados a la tira terminal de la cubierta.
3. La salida de hidrógeno está conectada a un colector de hidrógeno.
4. La cubierta se monta en la carcasa a través del sello y se asegura.

Solo queda conectar el agua y los módulos adicionales.

Adiciones al generador de hidrógeno.

Un dispositivo casero para producir hidrógeno debe complementarse con módulos auxiliares. Por ejemplo, un módulo de suministro de agua, que está funcionalmente integrado con un sensor de nivel instalado dentro del generador.

En una forma simple, dicho módulo está representado por una bomba de agua y un controlador de control. La bomba es controlada por el controlador de acuerdo con la señal del sensor, dependiendo del nivel de agua dentro de la celda de combustible.

Elementos estructurales adicionales que desea incluir en el diseño de cualquier estación de hidrógeno, e incluso experimentales. Sin dispositivos de automatización, control y protección, no se puede operar un generador de hidrógeno

De hecho, también es deseable tener un dispositivo que controle la frecuencia de la corriente eléctrica y el nivel de voltaje aplicado a los terminales de los electrodos de trabajo de la pila de combustible. Como mínimo, el módulo eléctrico debe estar equipado con un estabilizador de voltaje y protección contra sobrecorriente.

El colector de hidrógeno, en su forma más simple, se parece a un tubo, donde la válvula, el manómetro, la válvula de retención. El hidrógeno se toma del colector a través de una válvula de retención y, de hecho, ya se puede suministrar al consumidor.

El colector de hidrógeno y el medidor son partes integrales del sistema de hidrógeno, lo que garantiza la distribución de gas y el control de la presión.

Pero en la práctica, todo es algo más complicado. El hidrógeno es un gas explosivo que tiene una temperatura de combustión alta. Por lo tanto, simplemente tomar y bombear hidrógeno al sistema de la caldera como combustible, esto no funcionará.

Criterios de calidad de instalación

Es extremadamente difícil montar una instalación eficiente y productiva de alta calidad en el hogar. Por ejemplo, si incluso tiene en cuenta un criterio como el metal del que están hechas las placas o tubos de los electrodos, ya existe el riesgo de tener problemas.

La durabilidad de los electrodos depende del tipo de metal y sus propiedades.Por supuesto, puede usar el mismo acero inoxidable, pero la vida útil de dichos elementos será de corta duración.

Una especie de parodia de placas de electrodos para un generador de hidrógeno. Las placas se toman de un condensador variable convencional, que está hecho de aluminio. Dichos electrodos durarán exactamente media hora, incluso como parte de un pequeño sistema experimental.

Las dimensiones de instalación también juegan un papel importante. Se requieren cálculos con alta precisión en relación con la potencia requerida, la calidad del agua y otros parámetros.

Entonces, si el espacio entre los electrodos de trabajo está fuera del valor calculado, el generador de hidrógeno puede no funcionar en absoluto. En el peor de los casos, la potencia para la que se realizó el cálculo será varias veces menor.

Incluso la sección transversal del cable que conecta los electrodos a la fuente de alimentación es importante en el dispositivo del generador de hidrógeno. Es cierto que aquí se trata del funcionamiento seguro del dispositivo. Sin embargo, este detalle del diseño en la versión doméstica debe tenerse en cuenta.

Volviendo a la operación segura del sistema, tampoco se debe olvidar la introducción del llamado obturador de agua en el diseño, que evita el movimiento inverso del gas.

A pesar del número bastante impresionante de desarrollos de generadores de hidrógeno improvisados, todavía no hay una opción realmente efectiva. Todos los modelos son inferiores a los equipos de fábrica.

Generador industrial

A nivel de producción industrial, las tecnologías de fabricación para generadores de hidrógeno domésticos se están dominando y desarrollando gradualmente. Como regla, se producen plantas de energía de uso doméstico, cuya potencia no excede de 1 kW.

Tal aparato está diseñado para producir combustible de hidrógeno en un modo continuo de operación durante no más de 8 horas. Su objetivo principal es fuente de alimentación de sistemas de calefacción.

También se desarrollan y producen instalaciones para su uso como parte de condominios. Estas son estructuras más potentes (5-7 kW), cuyo propósito no es solo la energía de los sistemas de calefacción, sino también la generación de electricidad. Esta opción de combinación está ganando rápidamente popularidad en los países occidentales y en Japón.

Los generadores de hidrógeno combinados se caracterizan como sistemas con alta eficiencia y bajas emisiones de dióxido de carbono.

Un ejemplo de una planta industrial real con una capacidad de hasta 5 kW. En el futuro, se planea realizar tales instalaciones para equipar cabañas y condominios.

La industria rusa también comenzó a participar en este prometedor tipo de producción de combustible. En particular, Norilsk Nickel está dominando la tecnología de producción de las plantas de hidrógeno, incluidas las domésticas.

Está previsto utilizar una variedad de tipos de celdas de combustible en el proceso de desarrollo y producción:

• membrana de intercambio de protones;
• ácido fosfórico;
• metanol de intercambio de protones;
• alcalino;
• óxido sólido

Mientras tanto, el proceso de electrólisis es reversible. Este hecho sugiere que es posible obtener agua ya calentada sin quemar hidrógeno.

Parece que esta es otra idea, aprovechando que puede lanzar una nueva ronda de pasiones asociadas con la producción gratuita de combustible para una caldera doméstica.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Al experimentar en casa con modelos caseros, debe prepararse para los resultados más inesperados, pero la experiencia negativa también es una experiencia:

Los generadores de hidrógeno de bricolaje para el hogar siguen siendo un proyecto que existe al nivel de una idea. No existen proyectos prácticamente realizados de generadores de hidrógeno con sus propias manos, y los que están posicionados en la red son imaginaciones de sus autores u opciones puramente teóricas.

Por lo tanto, sigue confiando solo en un producto costoso industrial, que promete aparecer en un futuro cercano.

¿Conoces el modelo original de un generador de hidrógeno que no se describe en el artículo? ¿Quizás quiera compartir información valiosa que será útil para los maestros de casa? Escriba comentarios en el bloque a continuación, publique una foto sobre el tema, exprese su opinión.