Cum să faceți un generator de hidrogen pentru casa dvs. cu propriile mâini: sfaturi practice pentru fabricare și instalare

Ne-am obișnuit să considerăm gazul natural ca fiind cel mai accesibil tip de combustibil. Dar se dovedește că el are o alternativă demnă - hidrogenul obținut prin divizarea apei. Materialul de pornire pentru producerea acestui combustibil este, în general, gratuit. Și dacă faceți și un generator de hidrogen cu propriile mâini, economiile vor fi pur și simplu uimitoare. Nu-i așa?

Suntem gata să vă împărtășim informații valoroase cu privire la opțiunile și regulile de asamblare pentru o instalație tehnică proiectată pentru producerea de hidrogen. Studierea articolului prezentat în atenția dvs. va deveni o garanție a fabricării unui dispozitiv care funcționează fără defecte.

Cei care doresc să construiască un generator de combustibil ieftin, dar foarte productiv cu propriile mâini, oferim instrucțiuni detaliate. Oferim recomandări pentru funcționarea competentă. Ca adaosuri informative care explică clar principiul acțiunii, au fost utilizate aplicații foto și videoclipuri.

Metode de producere a hidrogenului

Lecțiile de chimie din liceu au dat odată explicații despre cum puteți obține hidrogen din apa obișnuită care curge de la robinet. Există un astfel de lucru în domeniul chimic - electroliza. Datorită electrolizei este posibil să se producă hidrogen.

Cea mai simplă instalație de hidrogen este un fel de rezervor umplut cu apă. Sub stratul de apă se află doi electrozi cu placă. Le este furnizat un curent electric. Deoarece apa este un conductor excelent al curentului electric, se stabilește un contact cu rezistență scăzută între plăci.

Curentul care trece prin rezistența scăzută la apă contribuie la formarea unei reacții chimice, ca urmare a formării hidrogenului.

Schema instalației experimentale de hidrogen, care în vremurile anterioare a fost studiată într-un program de liceu în clase de chimie. După cum se dovedește, lecțiile nu au fost de prisos pentru practicarea nevoilor moderne de zi cu zi.

S-ar părea că totul este simplu și rămâne puțin - să colectăm hidrogenul format pentru a-l folosi ca inginer energetic. Dar în chimie, nu dispune niciodată de detalii subtile.

Deci este aici: dacă hidrogenul se combină cu oxigenul, se formează un amestec exploziv la o anumită concentrație. Acest moment este unul dintre fenomenele critice care limitează capacitatea de a construi stații de origine suficient de puternice.

Proiectare generator de hidrogen

Pentru construcția generatoarelor de hidrogen cu propriile mâini, ei iau, de regulă, baza de instalare clasică Brown. Un astfel de electrolizor cu putere medie constă dintr-un grup de celule, fiecare conținând un grup de electrozi cu plăci. Puterea instalației este determinată de suprafața totală a electrozilor plăcii.

Celulele sunt plasate în interiorul unui rezervor care este bine izolat de mediul extern. Pe corpul rezervorului sunt afișate conducte pentru conectarea unei linii de apă, evacuare de hidrogen, precum și un panou de contact pentru conectarea electricității.

Aparat pentru generarea hidrogenului, proiectat conform schemei Brown. Conform tuturor calculelor, această instalație ar trebui să ofere complet gospodăriei căldură și lumină. O altă întrebare este ce dimensiuni și capacități vor permite acest lucru (+)

Circuitul generatorului Brown prevede, printre altele, un obturator de apă și o supapă de control. Datorită acestor elemente, instalația este protejată împotriva returului de hidrogen. Conform acestei scheme, asamblarea unei centrale cu hidrogen este teoretic posibilă, de exemplu, pentru organizarea încălzirii unei case de țară.

Încălzire cu hidrogen în casă

Asamblarea unui generator de hidrogen pentru încălzirea eficientă a locuinței nu este o idee fantastică, dar, evident, extrem de neprofitabilă. Pentru a obține cantitatea necesară de hidrogen pentru o cameră de cazane de casă, veți avea nevoie nu numai de o unitate de electroliză puternică, ci și de o cantitate semnificativă de energie electrică.

Compensarea electricității consumate cu hidrogenul obținut acasă este văzută ca un proces irațional.

Un generator de hidrogen acasă în viața reală. Singurul lucru care se supără este doar o versiune experimentală, care poate arăta doar modul în care o flacără apare dintr-o scânteie

Cu toate acestea, încercările de a rezolva problema modului de a face un generator de hidrogen pentru o casă cu propriile mâini nu se opresc. Cu principiul funcționării și dispozitivul unuia dintre modelele testate în practică cazan cu hidrogen Prezintă articolul, pe care vă recomandăm să îl citiți.

Iată un exemplu al uneia dintre opțiunile de tortură:

1. Se pregătește un recipient etanș și fiabil.
2. Se fabrică electrozi tubulari sau plăci.
3. Se montează un circuit de control pentru tensiune și curent.
4. Se realizează module suplimentare pentru stația de lucru.
5. Accesoriile sunt selectate (furtunuri, fire, elemente de fixare).

Desigur, veți avea nevoie de un set de scule, inclusiv echipamente speciale, de exemplu, un osciloscop și un contor de frecvență. După ce ați fost echipat cu tot ce este necesar, puteți trece direct la fabricarea unei instalații de încălzire cu hidrogen pentru locuință.

Implementarea proiectului „Do-it-yourself”

Inițial, trebuie să faceți o celulă de generare de hidrogen. Celula de combustibil are dimensiuni generale puțin mai mici decât dimensiunile interne ale lungimii și lățimii carcasei generatorului. În înălțime, dimensiunea blocului cu electrozi este de 2/3 din înălțimea corpului principal.

Celula poate fi realizată din textolit sau plexiglas (grosimea peretelui 5-7 mm). Pentru aceasta, cinci plăci de textolit sunt tăiate ca mărime. Dintre acestea, un dreptunghi este lipit (cu lipici epoxidic), a cărui parte inferioară rămâne deschisă.

Aproape astfel de plăci de sticlă organică formează corpul celulei de combustibil a unui generator de hidrogen. Adevărat, aici este prezentată o versiune ușor diferită a ingineriei - pentru asamblare și fixare cu șuruburi

Pe partea superioară a dreptunghiului, numărul de găuri mici este găurit pentru coamele plăcilor cu electrod, o gaură mică pentru senzorul de nivel, plus o gaură cu un diametru de 10-15 mm pentru ieșirea de hidrogen.

În interiorul dreptunghiului, sunt așezați electrozi de platină, a căror gamă de contact sunt scoase din celulă prin deschiderile plăcii superioare. La 80% din umplerea celulelor este instalat un senzor de nivel al apei. Toate tranzițiile dintr-o placă de textolit (cu excepția producției de hidrogen) sunt umplute cu clei epoxidic.

Caracteristica de proiectare a modulelor prezentate în fotografia generatorului este o formă de execuție cilindrică. Electrozii acestei surse de energie în miniatură sunt de asemenea realizate diferit.

Gaura de evacuare a hidrogenului trebuie să fie echipată cu o armătură - fixați-o mecanic, utilizând o garnitură sau lipici. Celula de generare de hidrogen asamblată este plasată în interiorul corpului principal al dispozitivului și este sigilată cu grijă de-a lungul perimetrului superior (din nou, se poate utiliza epoxid).

Acesta a fost cazul generatorului de hidrogen pentru următorul proiect pilot. Atrage o idee simplă, dar este puțin probabil ca această opțiune să fie potrivită pentru o stație puternică proiectată pentru încălzirea camerelor într-o casă privată

Dar înainte de a pune celula în interior, carcasa generatorului trebuie să fie pregătită:

• faceți o alimentare cu apă în zona de jos;
• faceți capacul superior cu elemente de fixare;
• ridicați materiale de etanșare fiabile;
• așezați un bloc de borne electrice pe capac;
• așezați un colector de hidrogen pe capac.

Rezultatul ar trebui să fie un generator de hidrogen parțial gata de utilizare după:

1. Celula de combustibil este încărcată în carcasă.
2. Electrozii sunt conectați la banda terminală a capacului.
3. Ieșirea de hidrogen este conectată la un colector de hidrogen.
4. Capacul este montat pe carcasă prin sigiliu și este fixat.

Rămâne doar să conectați apa și modulele suplimentare.

Adaosuri la generatorul de hidrogen

Un dispozitiv de casă pentru producerea de hidrogen trebuie completat cu module auxiliare. De exemplu, un modul de alimentare cu apă, care este integrat funcțional cu un senzor de nivel instalat în interiorul generatorului.

Într-o formă simplă, un astfel de modul este reprezentat de o pompă de apă și un controler de control. Pompa este controlată de regulator în funcție de semnalul senzorului, în funcție de nivelul apei din celula de combustibil.

Elemente structurale suplimentare pe care doriți să le includeți în proiectarea oricărei stații de hidrogen și chiar experimentale. Fără dispozitive de automatizare, control și protecție, un generator de hidrogen nu poate fi acționat

De fapt, este de asemenea de dorit să existe un dispozitiv care să controleze frecvența curentului electric și nivelul de tensiune aplicate la bornele electrozilor de lucru ai pilei de combustibil. Cel puțin, modulul electric trebuie să fie echipat cu un stabilizator de tensiune și protecție la supracurent.

Colectorul de hidrogen, în forma sa cea mai simplă, arată ca un tub, în ​​care supapa, manometrul, supapă de control. Hidrogenul este preluat din colector printr-o supapă de control și, de fapt, poate fi deja furnizat consumatorului.

Colectorul și gabaritul de hidrogen sunt părți integrante ale sistemului de hidrogen, care asigură distribuția gazului și controlul presiunii

Dar, în practică, totul este ceva mai complicat. Hidrogenul este un gaz exploziv cu o temperatură ridicată de ardere. Prin urmare, pur și simplu preluarea și pomparea hidrogenului în sistemul cazanului ca combustibil - acest lucru nu va funcționa.

Criterii de calitate a instalării

Este extrem de dificil să montați acasă o instalație eficientă și productivă de înaltă calitate. De exemplu, dacă aveți în vedere chiar un astfel de criteriu ca metalul din care sunt fabricate plăcile sau tuburile cu electrod, există deja riscul de a avea probleme.

Durabilitatea electrozilor depinde de tipul de metal și de proprietățile acestuia.Puteți folosi, desigur, același oțel inoxidabil, dar durata de viață a acestor elemente va fi de scurtă durată.

Un fel de parodie a plăcilor de electrod pentru un generator de hidrogen. Plăcile sunt prelevate dintr-un condensator variabil convențional, care sunt fabricate din aluminiu. Astfel de electrozi vor dura exact o jumătate de oră, chiar și ca parte a unui sistem experimental mic

De asemenea, dimensiunile instalației joacă un rol semnificativ. Calculele sunt necesare cu o precizie ridicată în raport cu puterea necesară, calitatea apei și alți parametri.

Deci, dacă distanța dintre electrozii de lucru este în afara valorii calculate, generatorul de hidrogen ar putea să nu funcționeze deloc. În cel mai rău caz, puterea pentru care s-a făcut calculul va fi de câteva ori mai mică.

Chiar și secțiunea transversală a sârmei care leagă electrozii la sursa de energie contează în dispozitivul generatorului de hidrogen. Adevărat, aici se referă la funcționarea sigură a dispozitivului. Cu toate acestea, acest detaliu al designului în versiunea de origine ar trebui să fie luat în considerare.

Revenind la funcționarea în siguranță a sistemului, nu trebuie să uităm de introducerea așa-numitului obturator de apă în proiectare, care împiedică mișcarea inversă a gazului.

În ciuda numărului destul de impresionant de dezvoltări ale generatoarelor de hidrogen improvizate, nu există încă o opțiune efectivă. Toate modelele sunt inferioare echipamentelor din fabrică.

Generator industrial

La nivel de producție industrială, tehnologiile de fabricație pentru generatoarele de hidrogen casnice sunt treptat stăpânite și dezvoltate. De regulă, sunt fabricate centrale electrice de uz casnic, a căror putere nu depășește 1 kW.

Un astfel de aparat este proiectat să producă combustibil cu hidrogen într-un mod continuu de funcționare nu mai mult de 8 ore. Scopul lor principal este alimentarea cu energie a sistemelor de încălzire.

De asemenea, sunt dezvoltate și produse instalații pentru utilizarea ca parte a condominiilor. Acestea sunt deja structuri mai puternice (5-7 kW), al căror scop este nu numai energia sistemelor de încălzire, ci și generarea de energie electrică. Această opțiune combinată câștigă rapid popularitate în țările occidentale și în Japonia.

Generatoarele combinate de hidrogen sunt caracterizate ca sisteme cu eficiență ridicată și cu emisii reduse de dioxid de carbon.

Un exemplu de uzină industrială reală cu o capacitate de până la 5 kW. În viitor, astfel de instalații sunt planificate să fie realizate pentru a echipa cabane și condominii.

Industria rusă a început, de asemenea, să se angajeze în acest tip promițător de producție de combustibil. În special, Norilsk Nickel stăpânește tehnologia de producție a instalațiilor de hidrogen, inclusiv a celor domestice.

Se planifică utilizarea unei varietăți de tipuri de pile de combustibil în procesul de dezvoltare și producție:

• membrană de schimb de protoni;
• acid fosforic;
• metanol schimb de protoni;
• alcalin;
• oxid solid.

Între timp, procesul de electroliză este reversibil. Acest fapt sugerează că este posibilă obținerea apei deja încălzite fără a arde hidrogen.

Se pare că aceasta este o altă idee, în baza căreia poți lansa o nouă rundă de pasiuni asociate cu producția gratuită de combustibil pentru un cazan casnic.

Concluzii și video util pe această temă

Atunci când experimentezi acasă modele făcute acasă, trebuie să te pregătești pentru cele mai neașteptate rezultate, dar experiența negativă este și o experiență:

Generatoarele de hidrogen de la tine în casă sunt încă un proiect care există la nivelul unei idei. Nu există proiecte realizate practic de generatoare de hidrogen cu propriile mâini, iar cele care sunt poziționate în rețea sunt imaginațiile autorilor lor sau opțiuni pur teoretice.

Prin urmare, rămâne să ne bazăm doar pe un produs scump industrial, care promite să apară în viitorul apropiat.

Cunoașteți modelul inițial al unui generator de hidrogen care nu este descris în articol? Poate doriți să împărtășiți informații valoroase care vor fi utile maeștrilor de acasă? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, să postați o fotografie pe acest subiect, să vă exprimați părerea.