Como fazer um gerador de hidrogênio para sua casa com suas próprias mãos: dicas práticas para fabricar e instalar

Costumávamos considerar o gás natural como o tipo de combustível mais acessível. Mas acontece que ele tem uma alternativa digna - hidrogênio obtido pela divisão da água. O material de partida para a produção desse combustível geralmente é gratuito. E se você também criar um gerador de hidrogênio com suas próprias mãos, a economia será simplesmente incrível. Certo?

Estamos prontos para compartilhar com você informações valiosas sobre opções e regras de montagem para uma instalação técnica projetada para a produção de hidrogênio. O estudo do artigo apresentado ao seu conhecimento se tornará uma garantia de fabricação de um dispositivo sem falhas.

Aqueles que desejam construir um gerador de combustível barato, mas muito produtivo, com suas próprias mãos, oferecemos instruções detalhadas. Nós damos recomendações para uma operação competente. Como adições informativas que explicam claramente o princípio da ação, foram utilizados aplicativos de fotos e vídeos.

Métodos de produção de hidrogênio

As aulas de química do ensino médio deram explicações sobre como obter hidrogênio da água comum que flui de uma torneira. Existe uma coisa dessas no campo químico - a eletrólise. Graças à eletrólise, é possível produzir hidrogênio.

A instalação mais simples de hidrogênio é um tipo de tanque cheio de água. Sob a camada de água há dois eletrodos de placa. Uma corrente elétrica é fornecida a eles. Como a água é um excelente condutor de corrente elétrica, é estabelecido um contato com baixa resistência entre as placas.

A corrente que passa pela baixa resistência à água contribui para a formação de uma reação química, como resultado da qual o hidrogênio é formado.

O esquema da instalação experimental de hidrogênio, que antigamente era estudada em um programa do ensino médio nas aulas de química. Acontece que as lições não eram supérfluas para a prática das necessidades cotidianas modernas.

Parece que tudo é simples e resta um pouco - coletar o hidrogênio formado para usá-lo como engenheiro de energia. Mas na química, nunca dispensa detalhes sutis.

Assim está aqui: se o hidrogênio se combina com o oxigênio, uma mistura explosiva é formada a uma certa concentração. Esse momento é um dos fenômenos críticos que limitam a capacidade de construir estações domésticas suficientemente poderosas.

Projeto de gerador de hidrogênio

Para a construção de geradores de hidrogênio com as próprias mãos, eles geralmente usam o esquema clássico de instalação Brown como base. Esse eletrolisador de potência média consiste em um grupo de células, cada uma das quais contém um grupo de eletrodos de placa. A potência da instalação é determinada pela área total da superfície dos eletrodos da placa.

As células são colocadas dentro de um tanque bem isolado do ambiente externo. Tubulações para conectar uma linha de água, saída de hidrogênio e um painel de contato para conectar eletricidade são exibidos no corpo do tanque.

O aparelho para gerar hidrogênio, projetado de acordo com o esquema de Brown. De acordo com todos os cálculos, esta instalação deve fornecer totalmente à casa calor e luz. Outra questão é quais dimensões e capacidades permitirão que isso seja feito (+)

O circuito do gerador Brown, entre outras coisas, fornece um obturador de água e uma válvula de retenção. Devido a esses elementos, a instalação está protegida contra o retorno de hidrogênio. De acordo com esse esquema, a montagem de uma usina de hidrogênio é teoricamente possível, por exemplo, para organizar o aquecimento de uma casa de campo.

Aquecimento de hidrogênio na casa

Montar um gerador de hidrogênio para um aquecimento doméstico eficiente não é uma ideia fantástica, mas obviamente extremamente inútil. Para obter a quantidade necessária de hidrogênio para uma caldeira doméstica, você precisará não apenas de uma poderosa unidade de eletrólise, mas também de uma quantidade significativa de energia elétrica.

A compensação da eletricidade consumida com o hidrogênio obtido em casa é vista como um processo irracional.

Um gerador de hidrogênio doméstico na vida real. A única coisa que incomoda é apenas uma versão experimental, que só pode mostrar como uma chama surge de uma faísca

No entanto, as tentativas de resolver o problema de como criar um gerador de hidrogênio para uma casa com suas próprias mãos não param. Com o princípio de operação e o dispositivo de um dos modelos testados na prática caldeira a hidrogênio Apresenta o artigo, que recomendamos que você leia.

E aqui está um exemplo de uma das opções de tortura:

1. Um recipiente apertado e confiável está sendo preparado.
2. Eletrodos tubulares ou de placa são feitos.
3. Um circuito de controle para tensão e corrente de operação está sendo montado.
4. Estão sendo feitos módulos adicionais para a estação de trabalho.
5. Os acessórios são selecionados (mangueiras, fios, elementos de fixação).

Naturalmente, você precisará de um kit de ferramentas, incluindo equipamento especial, por exemplo, um osciloscópio e um medidor de frequência. Tendo sido equipado com tudo o necessário, você pode prosseguir diretamente para a fabricação de uma instalação de aquecimento a hidrogênio para uso doméstico.

Implementação do projeto faça você mesmo

Inicialmente, você precisa criar uma célula de geração de hidrogênio. A célula de combustível possui dimensões gerais um pouco menores que as dimensões internas do comprimento e largura da carcaça do gerador. Em altura, o tamanho do bloco com eletrodos é 2/3 da altura do corpo principal.

A célula pode ser feita de textolito ou plexiglás (espessura da parede de 5 a 7 mm). Para isso, cinco placas de textolito são cortadas em tamanho. Destes, um retângulo é colado (com cola epóxi), cuja parte inferior permanece aberta.

Aproximadamente essas placas de vidro orgânico formam o corpo da célula combustível de um gerador de hidrogênio. É verdade que uma versão ligeiramente diferente da engenharia é mostrada aqui - para montagem e fixação com parafusos

No lado superior do retângulo, o número necessário de pequenos orifícios é realizado para as hastes das placas de eletrodo, um orifício pequeno para o sensor de nível e mais um orifício com um diâmetro de 10 a 15 mm para a saída de hidrogênio.

Dentro do retângulo, são colocados eletrodos de platina, cujas hastes de contato são trazidas para fora da célula através dos orifícios da placa superior. Um sensor de nível de água é instalado em 80% do preenchimento da célula. Todas as transições em uma placa de textolito (exceto a saída de hidrogênio) são preenchidas com cola epóxi.

O recurso de design dos módulos mostrados na foto do gerador é uma forma cilíndrica de execução. Os eletrodos dessa fonte de energia em miniatura também são fabricados de maneira diferente.

O orifício de saída do hidrogênio deve estar equipado com uma conexão - conserte-o mecanicamente, usando uma vedação ou cola. A célula de geração de hidrogênio montada é colocada dentro do corpo principal do dispositivo e é cuidadosamente selada ao longo do perímetro superior (novamente, é possível usar epóxi).

Este foi o caso do gerador de hidrogênio para o próximo projeto piloto. Isso atrai uma idéia simples, mas é improvável que essa opção seja adequada para uma estação poderosa projetada para aquecer salas em uma casa particular

Mas antes de colocar a célula no interior, o alojamento do gerador deve estar preparado:

• faça um suprimento de água na área inferior;
• faça a tampa superior com prendedores;
• pegar material de vedação confiável;
• coloque um bloco de terminais elétrico na tampa;
• coloque um coletor de hidrogênio na tampa.

O resultado deve ser um gerador de hidrogênio parcialmente pronto para uso após:

1. A célula de combustível é carregada no compartimento.
2. Os eletrodos são conectados à régua de terminais da tampa.
3. A saída de hidrogênio é conectada a um coletor de hidrogênio.
4. A tampa é montada na carcaça através do selo e presa.

Resta apenas conectar a água e os módulos adicionais.

Adições ao gerador de hidrogênio

Um dispositivo caseiro para produzir hidrogênio deve ser complementado com módulos auxiliares. Por exemplo, um módulo de suprimento de água, que é funcionalmente integrado a um sensor de nível instalado dentro do gerador.

De uma forma simples, esse módulo é representado por uma bomba de água e um controlador de controle. A bomba é controlada pelo controlador de acordo com o sinal do sensor, dependendo do nível da água dentro da célula de combustível.

Elementos estruturais adicionais que você deseja incluir no design de qualquer estação de hidrogênio e até experimental. Sem dispositivos de automação, controle e proteção, um gerador de hidrogênio não pode ser operado

De fato, também é desejável ter um dispositivo que controle a frequência da corrente elétrica e o nível de tensão aplicado aos terminais dos eletrodos de trabalho da célula de combustível. No mínimo, o módulo elétrico deve estar equipado com um estabilizador de tensão e proteção contra sobrecorrente.

O coletor de hidrogênio, em sua forma mais simples, parece um tubo, onde a válvula, manômetro, válvula de retenção. O hidrogênio é retirado do coletor através de uma válvula de retenção e, de fato, já pode ser fornecido ao consumidor.

O coletor e o medidor de hidrogênio são partes integrais do sistema de hidrogênio, o que garante a distribuição de gás e o controle de pressão

Mas, na prática, tudo é um pouco mais complicado. O hidrogênio é um gás explosivo com alta temperatura de combustão. Portanto, basta levar e bombear hidrogênio para o sistema da caldeira como combustível - isso não funcionará.

Critérios de qualidade da instalação

É extremamente difícil montar uma instalação eficiente e produtiva de alta qualidade em casa. Por exemplo, se você considerar um critério como o metal a partir do qual as placas ou tubos dos eletrodos são fabricados, já existe o risco de ocorrer problemas.

A durabilidade dos eletrodos depende do tipo de metal e de suas propriedades.Você pode, é claro, usar o mesmo aço inoxidável, mas a vida útil desses elementos será de curta duração.

Uma espécie de paródia de placas de eletrodo para um gerador de hidrogênio. As placas são retiradas de um capacitor variável convencional, feito de alumínio. Esses eletrodos duram exatamente meia hora, mesmo como parte de um pequeno sistema experimental

As dimensões da instalação também desempenham um papel significativo. Os cálculos são necessários com alta precisão em relação à potência, qualidade da água e outros parâmetros necessários.

Portanto, se o espaço entre os eletrodos de trabalho estiver fora do valor calculado, o gerador de hidrogênio poderá não funcionar. Na pior das hipóteses, a potência para a qual o cálculo foi feito será várias vezes menor.

Até a seção transversal do fio que conecta os eletrodos à fonte de energia é importante no dispositivo do gerador de hidrogênio. É verdade que aqui se trata da operação segura do dispositivo. No entanto, esse detalhe do design na versão inicial deve ser levado em consideração.

Voltando à operação segura do sistema, não se deve esquecer também a introdução do chamado obturador de água no projeto, o que impede o movimento reverso do gás.

Apesar do número impressionante de desenvolvimentos de geradores de hidrogênio improvisados, ainda não existe uma opção realmente eficaz. Todos os modelos são inferiores aos equipamentos de fábrica.

Gerador Industrial

No nível da produção industrial, tecnologias de fabricação para geradores domésticos de hidrogênio estão sendo gradualmente dominadas e desenvolvidas. Como regra, são produzidas usinas de uso doméstico, cuja potência não excede 1 kW.

Esse aparelho é projetado para produzir combustível de hidrogênio em um modo de operação contínuo por não mais de 8 horas. Seu principal objetivo é fonte de alimentação de sistemas de aquecimento.

Instalações para uso como parte de condomínios também são desenvolvidas e produzidas. Essas estruturas já são mais poderosas (5-7 kW), cujo objetivo não é apenas a energia dos sistemas de aquecimento, mas também a geração de eletricidade. Essa opção de combinação está rapidamente ganhando popularidade nos países ocidentais e no Japão.

Os geradores de hidrogênio combinados são caracterizados como sistemas com alta eficiência e baixas emissões de dióxido de carbono.

Um exemplo de uma planta industrial real com capacidade de até 5 kW. No futuro, essas instalações estão planejadas para serem equipadas com chalés e condomínios.

A indústria russa também começou a se engajar nesse tipo promissor de produção de combustível. Em particular, a Norilsk Nickel está dominando a tecnologia de produção de usinas de hidrogênio, incluindo as domésticas.

Está planejado usar uma variedade de tipos de células de combustível no processo de desenvolvimento e produção:

• membrana de troca de prótons;
• ácido fosfórico;
• metanol de permuta de protões;
• alcalino;
• óxido sólido.

Enquanto isso, o processo de eletrólise é reversível. Esse fato sugere que é possível obter água já aquecida sem queimar hidrogênio.

Parece que essa é outra idéia, aproveitando a qual você pode lançar uma nova rodada de paixões associadas à produção gratuita de combustível para uma caldeira doméstica.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Ao experimentar em casa modelos caseiros, você precisa se preparar para os resultados mais inesperados, mas a experiência negativa também é uma experiência:

Os geradores de hidrogênio do tipo “faça você mesmo” para a casa ainda são um projeto que existe no nível de uma idéia. Não existem projetos praticamente realizados de geradores de hidrogênio com suas próprias mãos, e aqueles que estão posicionados na rede são imaginação de seus autores ou opções puramente teóricas.

Portanto, resta confiar apenas em um produto industrial caro, que promete aparecer em um futuro próximo.

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