Cum să faci un generator de hidrogen pentru casa ta cu propriile mâini: sfaturi practice pentru fabricare și instalare

Suntem obișnuiți să considerăm gazele naturale ca fiind cel mai accesibil tip de combustibil.Dar se dovedește că are o alternativă demnă - hidrogenul obținut prin împărțirea apei. Primim materialul de pornire pentru producerea acestui combustibil complet gratuit. Și dacă faci singur un generator de hidrogen, economiile vor fi pur și simplu uimitoare. Dreapta?

Suntem gata să vă împărtășim informații prețioase despre opțiunile și regulile de asamblare a unei instalații tehnice destinate producției de hidrogen. Studierea articolului prezentat atenției dumneavoastră va garanta fabricarea unui dispozitiv fără probleme.

Pentru cei care doresc să construiască cu propriile mâini un generator de combustibil ieftin, dar foarte productiv, oferim instrucțiuni detaliate. Oferim recomandări pentru utilizarea corectă. Aplicațiile foto și videoclipurile au fost folosite ca completări informative care explică clar principiul de funcționare.

Metode de producere a hidrogenului

La orele de chimie din liceu s-au dat cândva explicații despre cum se obține hidrogen din apa obișnuită de la robinet. Există un astfel de concept în domeniul chimic - electroliza. Datorită electrolizei, este posibil să se producă hidrogen.

Cea mai simplă instalație de hidrogen este un recipient umplut cu apă. Doi electrozi de placă sunt plasați sub stratul de apă. Le este furnizat curent electric. Deoarece apa este un excelent conductor de curent electric, între plăci se stabilește contactul cu rezistență scăzută.

Curentul care trece prin rezistența scăzută la apă favorizează formarea unei reacții chimice, care are ca rezultat formarea hidrogenului.

Schema unei instalații experimentale de hidrogen, care în vremuri era studiată la clasa de chimie din liceu. După cum se dovedește, acele lecții nu erau de prisos pentru practica nevoilor moderne de zi cu zi

S-ar părea că totul este simplu și mai rămâne foarte puțin de făcut - colectați hidrogenul rezultat pentru a-l folosi ca sursă de energie. Dar chimia nu este niciodată completă fără detalii subtile.

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

Design generator de hidrogen

Pentru a construi generatoare de hidrogen cu propriile mâini, de obicei iau ca bază schema clasică de instalare a lui Brown. Acest electrolizor de putere medie este format dintr-un grup de celule, fiecare dintre ele conținând un grup de electrozi cu plăci. Puterea instalației este determinată de suprafața totală a electrozilor plăcii.

Celulele sunt plasate într-un recipient bine izolat de mediul extern. Corpul rezervorului are țevi pentru conectarea magistralei de apă, ieșire de hidrogen, precum și un panou de contact pentru conectarea energiei electrice.

Aparat de generare a hidrogenului proiectat conform schemei lui Brown. După toate calculele, această instalație ar trebui să ofere pe deplin gospodăriei căldură și lumină. O altă întrebare este ce dimensiuni și putere vor permite acest lucru (+)

Circuitul generatorului Brown, printre altele, asigură prezența unei etanșări de apă și a unei supape de reținere.Datorita acestor elemente, instalatia este protejata de refluxul hidrogenului. Conform acestei scheme, teoretic este posibilă asamblarea unei instalații de hidrogen, de exemplu, pentru a organiza încălzirea unei case de țară.

Incalzire cu hidrogen in casa

Asamblarea unui generator de hidrogen pentru încălzirea eficientă a unei case este o idee care poate să nu fie fantastică, dar este clar extrem de nerentabilă. Pentru a obține volumul necesar de hidrogen pentru un cazan de acasă, veți avea nevoie nu numai de o instalație puternică de electroliză, ci și de o cantitate semnificativă de energie electrică.

Compensarea energiei electrice risipite cu hidrogen produs acasă pare a fi un proces irațional.

Generator de hidrogen cu adevărat funcțional pentru uz casnic. Singurul lucru care ne supără este că aceasta este doar o opțiune experimentală, care poate arăta doar modul în care o flacără ia naștere dintr-o scânteie

Cu toate acestea, încercările de a rezolva problema modului de a face un generator de hidrogen pentru casă cu propriile mâini nu se opresc. Cu principiul de funcționare și designul unuia dintre modelele testate în practică cazan cu hidrogen vă va familiariza cu articolul, pe care vă recomandăm să-l citiți.

Și iată un exemplu de una dintre opțiunile de tortură:

1. Este pregătit un recipient sigilat, de încredere.
2. Se realizează electrozi tubulari sau plăci.
3. Este asamblat un circuit de control pentru tensiunea și curentul de funcționare.
4. Se realizează module suplimentare pentru stația de lucru.
5. Accesoriile (furtunuri, fire, elemente de fixare) sunt selectate.

Desigur, veți avea nevoie de un set de instrumente, inclusiv de echipamente speciale, cum ar fi un osciloscop și un contor de frecvență. După ce te-ai echipat cu tot ce ai nevoie, poți trece direct la fabricarea unui sistem de încălzire cu hidrogen pentru casa ta.

Implementarea proiectului de tip „do-it-yourself”.

Inițial, va trebui să faceți o celulă de generare a hidrogenului. Pila de combustibil are dimensiuni de gabarit 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 din PCB sau plexiglas (grosimea peretelui 5-7 mm). Pentru a face acest lucru, cinci plăci de textolit sunt tăiate la dimensiune. Un dreptunghi este lipit împreună (cu lipici epoxidic), a cărui parte inferioară rămâne deschisă.

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

Pe partea superioară a dreptunghiului, numărul necesar de găuri mici este găurit pentru tijele plăcilor electrodului, o gaură mică pentru senzorul de nivel, plus o gaură cu un diametru de 10-15 mm pentru eliberarea hidrogenului.

Plăcile cu electrozi sunt plasate în interiorul dreptunghiului, ale căror tije de contact sunt scoase prin orificiile plăcii superioare din exteriorul celulei. Senzorul de nivel al apei este instalat la umplerea celulelor cu 80%. Toate tranzițiile din placa de textolit (cu excepția ieșirii de hidrogen) sunt umplute cu adeziv epoxidic.

O caracteristică de design a modulelor generatorului prezentate în fotografie este forma lor cilindrică. Electrozii acestei surse de energie miniaturale sunt, de asemenea, proiectați diferit.

Orificiul de evacuare a hidrogenului trebuie să fie echipat cu un fiting - fixați-l mecanic folosind un sigiliu sau lipiți-l. Celula de generare a hidrogenului asamblată este plasată în interiorul corpului principal al dispozitivului și este sigilată cu grijă de-a lungul perimetrului superior (din nou, se poate folosi rășină epoxidică).

Acesta a fost cazul ales pentru generatorul de hidrogen pentru următorul proiect experimental. Ideea simplă este atractivă, dar această opțiune este puțin probabil să fie potrivită pentru o stație puternică concepută pentru a încălzi spațiile unei case private.

Dar înainte de a pune celula înăuntru, carcasa generatorului trebuie pregătită:

• faceți o alimentare cu apă în zona de jos;
• faceți capacul superior cu elemente de fixare;
• alegeți un material de etanșare fiabil;
• așezați blocul de borne electric pe capac;
• puneți un colector de hidrogen pe capac.

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

1. Pila de combustibil este încărcată în carcasă.
2. Electrozii sunt conectați la blocul terminal al capacului.
3. Racordul de evacuare a hidrogenului este conectat la distribuitorul de hidrogen.
4. Capacul este instalat pe corp printr-o etanșare și asigurat.

Tot ce rămâne este să conectați apa și modulele suplimentare.

Suplimente generatoare de hidrogen

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

În forma sa cea mai simplă, un astfel de modul este reprezentat de o pompă de apă și un controler de control. Pompa este controlată de controler pe baza unui semnal de senzor, în funcție de nivelul apei din interiorul celulei de combustie.

Elemente structurale suplimentare care trebuie incluse în proiectarea oricărei stații de hidrogen și chiar a uneia experimentale. Un generator de hidrogen nu poate fi operat fără dispozitive de automatizare, control și protecție.

Ca atare, este de asemenea de dorit să existe un dispozitiv care reglează frecvența curentului electric și nivelul tensiunii furnizate la bornele electrozilor de lucru ai celulei de combustie.Cel puțin, modulul electric trebuie să fie echipat cu un stabilizator de tensiune și protecție la supracurent.

Un colector de hidrogen, în forma sa cea mai simplă, arată ca un tub care conține o supapă, un manometru, verifica valva. Hidrogenul este preluat din colector printr-o supapă de reținere și poate fi efectiv furnizat consumatorului.

Distribuitorul de hidrogen și manometrul sunt părți integrante ale instalației de hidrogen, oferind 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 pomparea hidrogenului în sistemul cazanului de încălzire, deoarece combustibilul nu va funcționa.

Criterii de calitate a instalatiei

Este extrem de dificil să asamblați acasă o instalație de înaltă calitate, eficientă și productivă. De exemplu, chiar dacă luăm în considerare un astfel de criteriu precum metalul din care sunt realizate plăcile sau tuburile electrozilor, există deja riscul de a întâmpina probleme.

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

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

Dimensiunile de instalare joacă, de asemenea, un rol important. Sunt necesare calcule cu 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 poate să nu funcționeze deloc. În cel mai rău caz, puterea pentru care a fost făcut calculul se va dovedi a fi de câteva ori mai mică.

Chiar și secțiunea transversală a firului care conectează electrozii la sursa de alimentare este importantă în proiectarea unui generator de hidrogen. Adevărat, aceasta se referă la funcționarea în siguranță a dispozitivului. Cu toate acestea, acest detaliu de design ar trebui să fie luat în considerare și în instalațiile de acasă.

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

În ciuda unui număr destul de impresionant de dezvoltări ale generatoarelor de hidrogen de casă, nu există încă o opțiune cu adevărat eficientă. Toate modelele sunt inferioare echipamentelor din fabrică

Generator industrial

La nivelul producției industriale, tehnologiile de fabricare a generatoarelor de hidrogen de uz casnic sunt treptat stăpânite și dezvoltate. De regulă, se produc stații de energie pentru uz casnic, a căror putere nu depășește 1 kW.

Un astfel de dispozitiv este conceput pentru a produce combustibil cu hidrogen în funcționare continuă timp de cel mult 8 ore. Scopul lor principal este alimentare cu energie pentru sistemele de încălzire.

De asemenea, sunt dezvoltate și fabricate instalații pentru funcționare în condominii. Acestea sunt deja modele mai puternice (5-7 kW), al căror scop este nu numai energia sistemelor de încălzire, ci și generarea de electricitate. Această opțiune de combinare câștigă rapid popularitate în țările occidentale și Japonia.

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

Un exemplu de stație reală fabricată industrial, cu o putere de până la 5 kW. În viitor, sunt planificate instalații similare pentru dotarea cabanelor și condominiilor

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

Este planificată utilizarea unei varietăți de tipuri de celule de combustibil în timpul dezvoltării și producției:

• membrana schimbătoare de protoni;
• acid ortofosforic;
• metanol schimbător de protoni;
• alcalin;
• oxid solid.

Între timp, procesul de electroliză este reversibil. Acest fapt sugerează că este posibil să se obțină apă deja încălzită fără a arde hidrogenul.

Se pare că aceasta este doar o altă idee că, dacă te apuci de ea, poți lansa o nouă rundă de pasiuni legate de producția gratuită de combustibil pentru centrala casei tale.

Concluzii și video util pe această temă

Când experimentați acasă modele de casă, trebuie să vă pregătiți pentru cele mai neașteptate rezultate, dar experiența negativă este și experiență:

Generatoarele de hidrogen DIY pentru casă sunt încă un proiect care există la nivelul unei singure idei. Nu există proiecte de generatoare de hidrogen de tip bricolaj implementate practic, iar cele care sunt poziționate online sunt imaginația autorilor lor sau opțiuni pur teoretice.

Așa că ne putem baza doar pe un produs industrial scump care promite să apară în viitorul apropiat.

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