Come realizzare un generatore di idrogeno per la tua casa con le tue mani: consigli pratici per la produzione e l'installazione

Consideravamo il gas naturale il tipo di combustibile più conveniente. Ma si scopre che ha una valida alternativa: l'idrogeno ottenuto dalla scissione dell'acqua. Il materiale di partenza per la produzione di questo carburante è generalmente gratuito. E se crei anche un generatore di idrogeno con le tue mani, i risparmi saranno semplicemente incredibili. Non è vero?

Siamo pronti a condividere con voi informazioni preziose su opzioni e regole di assemblaggio per un'installazione tecnica progettata per la produzione di idrogeno. Studiare l'articolo presentato alla tua attenzione diventerà una garanzia di fabbricazione di un dispositivo funzionante in modo impeccabile.

Coloro che desiderano costruire un generatore di carburante economico, ma molto produttivo con le proprie mani, offriamo istruzioni dettagliate. Diamo raccomandazioni per il funzionamento competente. Come aggiunte informative che spiegano chiaramente il principio di azione, sono state utilizzate applicazioni fotografiche e video.

Metodi di produzione dell'idrogeno

Le lezioni di chimica del liceo una volta hanno dato una spiegazione su come ottenere idrogeno dall'acqua normale che scorre da un rubinetto. C'è una cosa del genere nel campo chimico: l'elettrolisi. È grazie all'elettrolisi che è possibile produrre idrogeno.

L'installazione più semplice dell'idrogeno è una specie di serbatoio pieno d'acqua. Sotto lo strato d'acqua ci sono due elettrodi a piastre. Viene fornita loro una corrente elettrica. Poiché l'acqua è un eccellente conduttore di corrente elettrica, tra le piastre viene stabilito un contatto con bassa resistenza.

La corrente che passa attraverso la bassa resistenza all'acqua contribuisce alla formazione di una reazione chimica, a seguito della quale si forma l'idrogeno.

Lo schema dell'installazione sperimentale dell'idrogeno, che in passato era stato studiato in un programma di liceo in lezioni di chimica. A quanto pare, per la pratica delle esigenze quotidiane moderne, quelle lezioni non erano superflue.

Sembrerebbe che tutto sia semplice e che rimanga un bel po '- raccogliere l'idrogeno formato per usarlo come ingegnere energetico. Ma in chimica, non rinuncia mai a dettagli sottili.

Così è qui: se l'idrogeno si combina con l'ossigeno, si forma una miscela esplosiva a una certa concentrazione. Questo momento è uno dei fenomeni critici che limita la capacità di costruire stazioni domestiche sufficientemente potenti.

Design del generatore di idrogeno

Per la costruzione di generatori di idrogeno con le proprie mani, di solito prendono come base il classico schema di installazione Brown. Un tale elettrolizzatore di potenza media è costituito da un gruppo di celle, ognuna delle quali contiene un gruppo di elettrodi a piastra. La potenza dell'installazione è determinata dalla superficie totale degli elettrodi a piastra.

Le celle sono collocate all'interno di un serbatoio ben isolato dall'ambiente esterno. Sul corpo del serbatoio vengono visualizzati i tubi per il collegamento di una linea di galleggiamento, l'uscita dell'idrogeno e un pannello di contatto per il collegamento dell'elettricità.

L'apparato per la generazione di idrogeno, progettato secondo lo schema Brown. Secondo tutti i calcoli, questa installazione dovrebbe fornire alla casa calore e luce. Un'altra domanda è quali dimensioni e capacità consentiranno di farlo (+)

Il circuito del generatore Brown, tra le altre cose, prevede un otturatore d'acqua e una valvola di ritegno. Grazie a questi elementi, l'installazione è protetta dal ritorno di idrogeno. Secondo questo schema, l'assemblaggio di un impianto a idrogeno è teoricamente possibile, ad esempio, per organizzare il riscaldamento di una casa di campagna.

Riscaldamento a idrogeno in casa

Il montaggio di un generatore di idrogeno per un efficiente riscaldamento domestico non è un'idea fantastica, ma ovviamente estremamente redditizia. Al fine di ottenere la quantità richiesta di idrogeno per un locale caldaia domestico, sarà necessario non solo una potente unità di elettrolisi, ma anche una quantità significativa di energia elettrica.

Il risarcimento dell'elettricità consumata con l'idrogeno ottenuto a casa è visto come un processo irrazionale.

Un generatore di idrogeno domestico nella vita reale. L'unica cosa che sconvolge è solo una versione sperimentale, che può solo mostrare come una fiamma nasce da una scintilla

Tuttavia, i tentativi di risolvere il problema di come creare un generatore di idrogeno per una casa con le tue mani non si fermano. Con il principio di funzionamento e il dispositivo di uno dei modelli testati nella pratica caldaia a idrogeno Presenta l'articolo, che ti consigliamo di leggere.

Ed ecco un esempio di una delle opzioni di tortura:

1. È in preparazione un contenitore stretto e affidabile.
2. Vengono realizzati elettrodi tubolari o a piastra.
3. È in fase di montaggio un circuito di controllo per la tensione e la corrente di funzionamento.
4. Sono stati creati moduli aggiuntivi per la workstation.
5. Gli accessori sono selezionati (tubi, fili, elementi di fissaggio).

Naturalmente, avrai bisogno di un kit di strumenti, comprese attrezzature speciali, ad esempio un oscilloscopio e un frequenzimetro. Essendo dotato di tutto il necessario, è possibile procedere direttamente alla produzione di un impianto di riscaldamento a idrogeno per la casa.

Implementazione del progetto fai-da-te

Inizialmente, è necessario creare una cella di generazione dell'idrogeno. La cella a combustibile ha dimensioni complessive leggermente inferiori alle dimensioni interne della lunghezza e della larghezza dell'alloggiamento del generatore. In altezza, la dimensione del blocco con elettrodi è 2/3 dell'altezza del corpo principale.

La cella può essere realizzata in textolite o plexiglass (spessore parete 5-7 mm). Per questo, vengono tagliate cinque lastre di textolite. Di questi, un rettangolo è incollato (con colla epossidica), la cui parte inferiore rimane aperta.

All'incirca tali lastre di vetro organico formano il corpo della cella a combustibile di un generatore di idrogeno. È vero, qui viene mostrata una versione leggermente diversa dell'ingegneria - per il montaggio e il fissaggio con viti

Sul lato superiore del rettangolo, viene praticato il numero richiesto di piccoli fori per i gambi delle piastre degli elettrodi, un piccolo foro per il sensore di livello, più un foro con un diametro di 10-15 mm per l'uscita dell'idrogeno.

All'interno del rettangolo, vengono posizionati gli elettrodi di platino, i cui gambi di contatto vengono portati fuori dalla cella attraverso i fori della piastra superiore. Un sensore di livello dell'acqua è installato all'80% del riempimento della cella. Tutte le transizioni in una piastra di textolite (ad eccezione dell'uscita di idrogeno) sono riempite con colla epossidica.

La caratteristica di progettazione dei moduli mostrati nella foto del generatore è una forma cilindrica di esecuzione. Anche gli elettrodi di questa fonte di energia in miniatura sono prodotti diversamente.

Il foro di uscita dell'idrogeno deve essere dotato di un raccordo - fissarlo meccanicamente, usando un sigillo o incollandolo. La cella di generazione dell'idrogeno assemblata è posizionata all'interno del corpo principale del dispositivo ed è accuratamente sigillata lungo il perimetro superiore (è possibile utilizzare nuovamente resina epossidica).

Questo è stato il caso del generatore di idrogeno per il prossimo progetto pilota. Attira un'idea semplice, ma è improbabile che questa opzione sia adatta per una potente stazione progettata per il riscaldamento di stanze in una casa privata

Ma prima di posare la cella all'interno, è necessario preparare l'alloggiamento del generatore:

• fare una scorta d'acqua nella zona inferiore;
• realizzare il coperchio superiore con elementi di fissaggio;
• raccogliere materiale di tenuta affidabile;
• posizionare una morsettiera elettrica sul coperchio;
• posizionare un collettore di idrogeno sul coperchio.

Il risultato dovrebbe essere un generatore di idrogeno parzialmente pronto per l'uso dopo:

1. La cella a combustibile viene caricata nell'alloggiamento.
2. Gli elettrodi sono collegati alla morsettiera del coperchio.
3. L'uscita dell'idrogeno è collegata a un collettore di idrogeno.
4. Il coperchio è montato sull'alloggiamento attraverso la guarnizione e fissato.

Resta solo da collegare l'acqua e i moduli aggiuntivi.

Aggiunte al generatore di idrogeno

Un dispositivo fatto in casa per la produzione di idrogeno deve essere integrato con moduli ausiliari. Ad esempio, un modulo di alimentazione dell'acqua, funzionalmente integrato con un sensore di livello installato all'interno del generatore.

In una forma semplice, tale modulo è rappresentato da una pompa dell'acqua e un controller di controllo. La pompa è controllata dal controller in base al segnale del sensore, a seconda del livello dell'acqua all'interno della cella a combustibile.

Ulteriori elementi strutturali che si desidera includere nella progettazione di qualsiasi stazione di idrogeno e persino sperimentali. Senza dispositivi di automazione, controllo e protezione, non è possibile far funzionare un generatore di idrogeno

In effetti, è anche desiderabile disporre di un dispositivo che controlli la frequenza della corrente elettrica e il livello di tensione applicato ai terminali degli elettrodi di lavoro della cella a combustibile. Come minimo, il modulo elettrico deve essere dotato di stabilizzatore di tensione e protezione da sovracorrente.

Il collettore di idrogeno, nella sua forma più semplice, sembra un tubo, dove la valvola, il manometro, valvola di ritegno. L'idrogeno viene prelevato dal collettore attraverso una valvola di ritegno e, di fatto, può già essere fornito al consumatore.

Il collettore e l'indicatore di idrogeno sono parti integranti del sistema a idrogeno, che garantisce la distribuzione del gas e il controllo della pressione

Ma in pratica, tutto è un po 'più complicato. L'idrogeno è un gas esplosivo con un'alta temperatura di combustione. Pertanto, semplicemente prendendo e pompando idrogeno nel sistema della caldaia come combustibile - questo non funzionerà.

Criteri di qualità dell'installazione

È estremamente difficile assemblare un'installazione efficiente e produttiva di alta qualità a casa. Ad esempio, se si prende in considerazione anche un criterio come il metallo con cui sono realizzate le piastre o i tubi degli elettrodi, esiste già il rischio di incorrere in problemi.

La durata degli elettrodi dipende dal tipo di metallo e dalle sue proprietà.Ovviamente puoi usare lo stesso acciaio inossidabile, ma la durata di tali elementi avrà vita breve.

Una specie di parodia di piastre di elettrodi per un generatore di idrogeno. Le piastre sono prese da un condensatore variabile convenzionale, che sono realizzate in alluminio. Tali elettrodi dureranno esattamente mezz'ora, anche come parte di un piccolo sistema sperimentale

Anche le dimensioni dell'installazione svolgono un ruolo significativo. I calcoli sono richiesti con elevata precisione in relazione alla potenza richiesta, alla qualità dell'acqua e ad altri parametri.

Pertanto, se lo spazio tra gli elettrodi di lavoro è al di fuori del valore calcolato, il generatore di idrogeno potrebbe non funzionare affatto. Nel peggiore dei casi, la potenza per la quale è stato effettuato il calcolo sarà più volte inferiore.

Anche la sezione trasversale del filo che collega gli elettrodi alla fonte di energia è importante nel dispositivo del generatore di idrogeno. È vero, qui riguarda il funzionamento sicuro del dispositivo. Tuttavia, questo dettaglio del design nella versione home dovrebbe essere preso in considerazione.

Tornando al funzionamento sicuro del sistema, non si dovrebbe dimenticare l'introduzione del cosiddetto otturatore d'acqua nel design, che impedisce il movimento inverso del gas.

Nonostante il numero piuttosto impressionante di sviluppi di generatori di idrogeno improvvisati, non esiste ancora un'opzione davvero efficace. Tutti i modelli sono inferiori alle apparecchiature di fabbrica.

Generatore industriale

A livello di produzione industriale, le tecnologie di produzione per i generatori di idrogeno per uso domestico vengono gradualmente acquisite e sviluppate. Di norma, vengono prodotte centrali elettriche per uso domestico, la cui potenza non supera 1 kW.

Tale apparato è progettato per produrre idrogeno combustibile in una modalità operativa continua per non più di 8 ore. Il loro scopo principale è alimentazione di impianti di riscaldamento.

Vengono inoltre sviluppate e prodotte installazioni per l'uso come parte di condomini. Queste sono già strutture più potenti (5-7 kW), il cui scopo non è solo l'energia dei sistemi di riscaldamento, ma anche la generazione di elettricità. Questa opzione di combinazione sta rapidamente guadagnando popolarità nei paesi occidentali e in Giappone.

I generatori di idrogeno combinati sono caratterizzati da sistemi ad alta efficienza e basse emissioni di anidride carbonica.

Un esempio di un vero impianto industriale con una capacità fino a 5 kW. In futuro, si prevede che tali installazioni saranno realizzate per attrezzare cottage e condomini.

Anche l'industria russa ha iniziato a impegnarsi in questo promettente tipo di produzione di carburante. In particolare, Norilsk Nickel sta padroneggiando la tecnologia di produzione degli impianti a idrogeno, compresi quelli domestici.

Si prevede di utilizzare una varietà di tipi di celle a combustibile nel processo di sviluppo e produzione:

• membrana a scambio protonico;
• acido fosforico;
• metanolo a scambio protonico;
• alcalino;
• ossido solido.

Nel frattempo, il processo di elettrolisi è reversibile. Questo fatto suggerisce che è possibile ottenere acqua già riscaldata senza bruciare idrogeno.

Sembra che questa sia un'altra idea, sfruttando la possibilità di lanciare un nuovo ciclo di passioni associate alla produzione gratuita di combustibile per una caldaia di casa.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Quando si sperimenta a casa con modelli fatti in casa, è necessario prepararsi per i risultati più inaspettati, ma anche l'esperienza negativa è un'esperienza:

I generatori di idrogeno fai-da-te per la casa sono ancora un progetto esistente a livello di un'idea. Non ci sono progetti praticamente realizzati di generatori di idrogeno con le proprie mani, e quelli che sono posizionati nella rete sono l'immaginazione dei loro autori o opzioni puramente teoriche.

Quindi resta da fare affidamento solo su un prodotto industriale costoso, che promette di apparire nel prossimo futuro.

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