Wodór jest niemal idealnym paliwem dla naszej planety. Jedynym problemem jest to, że występuje na planecie tylko w połączeniu z innymi substancjami. W czystej postaci wodór na Ziemi wynosi tylko 0,00005%. W związku z tym bardzo istotna jest kwestia projektowania generatorów wodoru. Nie zapominajmy, że wodór to niewyczerpane źródło energii, praktycznie pod naszymi stopami.
Zawartość
Urządzenie i zasada działania generatora wodoru
Jak to działa
Klasyczna aparatura do wytwarzania wodoru obejmuje rurkę o małej średnicy, często o przekroju kołowym.Pod nim znajdują się specjalne ogniwa z elektrolitem. Same cząstki aluminium znajdują się w dolnym naczyniu. Elektrolit w tym przypadku jest odpowiedni tylko dla typu alkalicznego. Nad pompą zasilającą zainstalowany jest zbiornik, w którym gromadzony jest kondensat. Niektóre modele używają 2 pompek. Temperatura kontrolowana jest bezpośrednio w ogniwach.
Generator pobiera gaz z wody. Jego jakość wpływa bezpośrednio na ilość zanieczyszczeń w gotowym produkcie. Tak więc, jeśli do generatora dostanie się woda o wysokim stężeniu obcych jonów, to najpierw będzie musiała przejść przez filtr dejonizacyjny.
Oto jak przebiega proces pozyskiwania gazu:
- Destylat jest rozdzielany na tlen (O) i wodór (H) podczas procesu elektrolizy.
- O2 dostaje się do zbiornika zasilającego, a następnie jako produkt uboczny ulatnia się do atmosfery.
- H2 jest dostarczany do separatora, oddzielony od wody, która następnie wraca do zbiornika zasilającego.
- Wodór jest ponownie przepuszczany przez membranę rozdzielającą, która wydobywa z niego pozostały tlen, a następnie trafia do aparatury chromatograficznej.
metoda elektrolizy
Jak wspomniano powyżej, na świecie praktycznie nie ma tak niewyczerpanych źródeł energii jak wodór. Nie należy zapominać, że 2/3 Oceanu Światowego składa się z tego pierwiastka, a w całym Wszechświecie największą objętość zajmuje H2 wraz z helem. Ale aby uzyskać czysty wodór, trzeba rozbić wodę na cząstki, a to nie jest łatwe.
Naukowcy po wielu latach wymyślili sztuczki metoda elektrolizy. Metoda ta polega na umieszczeniu dwóch metalowych płytek blisko siebie w wodzie, które są podłączone do źródła wysokiego napięcia.Następnie przykładana jest moc - a duży potencjał elektryczny faktycznie rozbija cząsteczkę wody na składniki, w wyniku czego uwalniane są 2 atomy wodoru (HH) i 1 tlen (O).
Gaz ten (HHO) został nazwany na cześć australijskiego naukowca Yulla Browna, który w 1974 opatentował stworzenie elektrolizera.
Ogniwo paliwowe Stanleya Meyera
Naukowiec z USA Stanley Meyer wynalazł taką instalację, która nie wykorzystywała silnego potencjału elektrycznego, ale prądy o określonej częstotliwości. Cząsteczka wody oscyluje w czasie wraz ze zmieniającymi się impulsami elektrycznymi i wchodzi w rezonans. Stopniowo nabiera mocy, która wystarcza do rozdzielenia cząsteczki na składniki. Przy takim uderzeniu prądy są dziesięciokrotnie mniejsze niż przy pracy standardowej jednostki elektrolizy.
WAŻNY! Meyer zapłacił życiem za swój wynalazek. Został zabity, według plotek, z rozkazu magnatów, ponieważ jego wynalazek mógł zabić biznes naftowy w zarodku. Niemniej jednak niektóre osiągnięcia naukowca zostały zachowane, więc jego współcześni mają okazję spróbować wykonać takie urządzenia.
Zalety gazu Browna jako źródła energii
- Woda, z której pozyskuje się HHO, występuje na naszej planecie w ogromnych ilościach. W związku z tym źródła wodoru są praktycznie niewyczerpalne.
- Spalanie gazu Browna wytwarza parę wodną. Może być ponownie skondensowany do cieczy i ponownie użyty jako surowiec.
- Spalanie HHO nie uwalnia żadnych szkodliwych substancji do atmosfery i nie tworzy innych produktów ubocznych niż woda. Można powiedzieć, że gaz Browna jest najbardziej ekologicznym paliwem na świecie.
- Podczas korzystania z generatora wodoru uwalniana jest para wodna.Jego ilość wystarczy, aby przez długi czas utrzymać komfortową wilgotność w pomieszczeniu.
WAŻNY! Wodór można również uzyskać przez kraking - rafinację ropy (uwalnia gaz jako produkt uboczny). Ta metoda jest tańsza niż otrzymywanie przez elektrolizę, ale mogą wystąpić trudności w transporcie gazu. Ponadto gaz wytwarzany przez elektrolizę jest znacznie czystszy niż ten wytwarzany przez kraking.
Zakres generatora wodoru
H2 to nowoczesny nośnik energii, który jest aktywnie wykorzystywany w wielu obszarach przemysłowych. Oto tylko kilka:
- produkcja chlorowodoru (HC)l;
- produkcja paliwa do wyrzutni rakiet;
- produkcja amoniaku;
- obróbka metalu i cięcie na nim;
- rozwój nawozów dla obszarów podmiejskich;
- synteza kwasu azotowego;
- tworzenie alkoholu metylowego;
- przemysł spożywczy;
- produkcja kwasu solnego;
- tworzenie systemów „ciepłej podłogi”.
Ponadto HHO stało się bardzo przydatne w życiu codziennym, jednak z zastrzeżeniami. Przede wszystkim służy do autonomicznych systemów grzewczych. Ponadto gaz Browna jest dodawany do benzyny w celu oszukania silnika i zaoszczędzenia paliwa.
Oba przypadki mają swoje własne cechy. Tak więc, organizując ogrzewanie domu, należy wziąć pod uwagę, że temperatura spalania HHO jest o rząd wielkości wyższa niż temperatura metanu. W związku z tym konieczne jest zakupienie specjalnego drogiego kotła z żaroodporną dyszą. W przeciwnym razie właściciel i jego dom będą w dużym niebezpieczeństwie.
Jeśli chodzi o zastosowanie generatora w samochodzie, to czasami system może działać - jeśli jest poprawnie zaprojektowany. Ale prawie niemożliwe jest znalezienie idealnych parametrów lub współczynnika wzmocnienia mocy.Ponadto nie do końca wiadomo, o ile skróci się żywotność silnika, a jego wymiana będzie kosztować niemałe grosze.
Co jest potrzebne do zrobienia ogniwa paliwowego w domu
Stworzenie jednostki wodorowej w domu nie jest łatwym zadaniem. Trzeba uzbroić się nie tylko w szereg narzędzi, ale także w odpowiednią wiedzę, a także schematy.
Projektowanie generatora wodoru: schematy i rysunki
Urządzenie składa się z reaktora z zainstalowanymi elektrodami, generatora PWM do zasilania, syfonu, przewodów i węży łączących konstrukcję. Do chwili obecnej znanych jest kilka schematów elektrolizerów, w których jako elektrody stosuje się płytki lub rurki.
Popularne są również urządzenia do suchej elektrolizy. W przeciwieństwie do klasycznej wersji, w tym urządzeniu płytki nie są umieszczane w pojemniku z płynem, ale sama woda jest kierowana w szczelinę między płaskimi elektrodami.
Dobór materiałów do budowy generatora wodoru
Aby zrobić generator w domu, nie są potrzebne żadne specjalne i nietypowe narzędzia. Oto, co musisz przygotować:
- piła do metalu do pracy z produktami metalowymi;
- wiercić i wiercić do tego;
- zestaw kluczy;
- wkrętaki płaskie i płaskie;
- szlifierka kątowa („szlifierka”) z kółkiem do cięcia metalu;
- multimetr i przepływomierz;
- linijka;
- znacznik.
DIY generator wodoru: instrukcje
Proces rozpoczyna się od stworzenia ogniwa do produkcji wodoru. Pod względem gabarytów powinna być nieco mniejsza niż wewnętrzne parametry długości i szerokości obudowy generatora. Wysokość stanowi 2/3 wysokości budynku głównego. Ogniwo wykonane jest z tekstolitu lub plexi (grubość ścianki 5-7 mm).Aby to zrobić, przycina się 5 płytek na wymiar, z których przykleja się prostokąt, a jego dolna część nie jest niczym zamknięta.
Za pomocą szlifierki płyty elektrod są wycinane z blachy ze stali nierdzewnej. Pod względem wielkości powinny być o 10–20 mm mniejsze niż ściany boczne.
WAŻNY! Aby uzyskać wystarczającą ilość HHO, stal nierdzewną należy szlifować po obu stronach.
W każdej płytce wymagane jest wywiercenie 2 otworów: w celu doprowadzenia wody do przestrzeni między elektrodami oraz usunięcia gazu Browna.
W ścianki z płyty pilśniowej wsunięto armaturę do zaopatrzenia w wodę i odprowadzenia gazu. Połączenia, do których zostały przymocowane, są starannie traktowane szczeliwem. Szpilki są instalowane w jednej z przezroczystych części ciała, a następnie układane są elektrody.
WAŻNY! Płaszczyzna elektrod płytkowych musi być płaska, w przeciwnym razie elementy mogą spowodować zwarcie.
Płyty są odłączane od boków reaktora za pomocą oringów, które mogą być wykonane z silikonu, paronitu lub innego materiału. Po ułożeniu ostatniej płyty montuje się pierścień uszczelniający, po czym generator zamyka się drugą ścianą z płyty pilśniowej. Powstała konstrukcja jest mocowana za pomocą podkładek i nakrętek.
Generator jest podłączony do zbiornika na wodę i bełkotki za pomocą węży polietylenowych. Pola kontaktowe elektrod są ze sobą połączone, po czym podłącza się do nich moc. Ogniwo zasilane jest przez generator PWM.
Wodór w domu: czy jest jakaś korzyść?
Od razu zauważamy: nie opłaca się używać generatora wodoru do ogrzewania domu.Wydasz więcej energii elektrycznej uwalniając czysty H2, niż uzyskasz energię ze spalania go. Tak więc na 1 kW ciepła zużywane są 2 kW energii elektrycznej, to znaczy nie ma korzyści. Łatwiejszy do zainstalowania w domu dowolny z kotły elektryczne.
Do wymiany 1 litra benzyny na samochód potrzeba 4766 litrów czystego wodoru lub 7150 litrów detonującego gazu, z czego 1/3 to tlen. Do tej pory nawet najlepsze umysły na świecie nie wypracowały jednostki zdolnej zapewnić taką wydajność.
Konserwacja generatorów wodoru
Sprzęt musi być starannie konserwowany. Eksperci zalecają przestrzeganie następujących wskazówek:
- nie ulepszaj ani nie modyfikuj generatora samodzielnie, nawet jeśli masz profesjonalny rysunek techniczny;
- zaleca się zainstalowanie na urządzeniu specjalnych czujników temperatury wewnątrz wymiennika ciepła, które umożliwią kontrolę procesu przegrzewania się wody;
- zawory odcinające można zamontować w palniku i podłączyć do czujnika temperatury. Umożliwi to prawidłowe schłodzenie urządzenia.
Samodzielnie wykonany generator pozwala na uzyskanie wodoru, ale służy głównie do eksperymentów i spawania gazowego. Aby ogrzać sporą konstrukcję, wydajność urządzenia po prostu nie wystarczy. A jednocześnie nie należy zapominać o niskiej wydajności urządzenia, a także o kłopotach i kosztach jego montażu.
Podobne artykuły:
