Hidrogenul este un combustibil aproape perfect pentru planeta noastră. Singura problemă este că se găsește pe planetă doar în combinație cu alte substanțe. În forma sa pură, hidrogenul de pe Pământ este doar 0,00005%. În acest sens, problema proiectării generatoarelor de hidrogen este foarte relevantă. Nu uitați că hidrogenul este o sursă nesfârșită de energie, practic sub picioarele noastre.
Conţinut
- 1 Dispozitivul și principiul de funcționare al generatorului de hidrogen
- 2 Domeniul de aplicare al generatorului de hidrogen
- 3 Ce este necesar pentru a face o celulă de combustibil acasă
- 4 Generator de hidrogen DIY: instrucțiuni
- 5 Hidrogen acasă: există vreun beneficiu
- 6 Întreținerea generatoarelor de hidrogen
Dispozitivul și principiul de funcționare al generatorului de hidrogen
Cum functioneaza
Aparatul clasic de generare a hidrogenului include un tub de diametru mic, adesea cu o secțiune transversală circulară.Sub el sunt celule speciale cu electrolit. Particulele de aluminiu în sine sunt situate în vasul inferior. Electrolitul în acest caz este potrivit numai pentru tipul alcalin. Un rezervor este instalat deasupra pompei de alimentare, unde este colectat condensul. Unele modele folosesc 2 pompe. Temperatura este controlată direct în celule.
Generatorul primește gaz din apă. Calitatea sa afectează direct cantitatea de impurități din produsul finit. Deci, dacă apă cu o concentrație mare de ioni străini intră în generator, atunci va trebui mai întâi să treacă printr-un filtru de deionizare.
Iată cum are loc procesul de obținere a gazului:
- Distilatul este împărțit în oxigen (O) și hidrogen (H) în timpul procesului de electroliză.
- O2 intră în rezervorul de alimentare și apoi scapă în atmosferă ca produs secundar.
- H2 este furnizat către separator, separat de apă, care apoi revine în rezervorul de alimentare.
- Hidrogenul este retrecut printr-o membrană de separare, care extrage oxigenul rămas din ea, iar apoi intră în echipamentul cromatografic.
metoda electroliza
După cum am menționat mai sus, practic nu există astfel de surse de energie inepuizabile în lume precum hidrogenul. Nu trebuie uitat că 2/3 din Oceanul Mondial este format din acest element, iar în întregul Univers, H2, împreună cu heliul, ocupă cel mai mare volum. Dar pentru a obține hidrogen pur, trebuie să împărțiți apa în particule, iar acest lucru nu este foarte ușor de făcut.
Oamenii de știință după mulți ani de trucuri inventate metoda electroliza. Această metodă se bazează pe plasarea în apă a două plăci metalice aproape una de alta, care sunt conectate la o sursă de înaltă tensiune.Apoi, se aplică puterea - și un potențial electric mare descompune de fapt molecula de apă în componente, în urma cărora sunt eliberați 2 atomi de hidrogen (HH) și 1 oxigen (O).
Acest gaz (HHO) a fost numit după omul de știință australian Yull Brown, care în 1974 a brevetat crearea unui electrolizor.
Celula de combustibil Stanley Meyer
Un om de știință din SUA, Stanley Meyer, a inventat o astfel de instalație care nu folosea un potențial electric puternic, ci curenți de o anumită frecvență. Molecula de apă oscilează în timp odată cu schimbarea impulsurilor electrice și intră în rezonanță. Treptat, capătă putere, care este suficientă pentru a separa molecula în componente. Pentru un astfel de impact, curenții sunt de zece ori mai mici decât pentru funcționarea unei unități standard de electroliză.
IMPORTANT! Meyer a plătit cu viața pentru invenția sa. El a fost ucis, conform zvonurilor, din ordinul magnaților, deoarece invenția sa ar putea ucide din răsputeri afacerea cu petrol. Cu toate acestea, unele dintre realizările omului de știință s-au păstrat, astfel încât contemporanii săi au ocazia să încerce să realizeze astfel de dispozitive.
Beneficiile gazului Brown ca sursă de energie
- Apa din care se obține HHO este prezentă pe planeta noastră în cantități uriașe. În consecință, sursele de hidrogen sunt practic inepuizabile.
- Arderea gazului lui Brown produce vapori de apă. Poate fi recondensat într-un lichid și folosit din nou ca materie primă.
- Arderea HHO nu eliberează substanțe nocive în atmosferă și nu formează alte produse secundare decât apa. Putem spune că gazul lui Brown este cel mai ecologic combustibil din lume.
- Când se utilizează un generator de hidrogen, se eliberează vapori de apă.Cantitatea sa este suficientă pentru a menține o umiditate confortabilă în cameră pentru o perioadă lungă de timp.
IMPORTANT! Hidrogenul se poate obține și prin cracare - rafinare a petrolului (eliberează gaz ca produs secundar). Această metodă este mai ieftină decât obținerea prin electroliză, dar pot exista dificultăți în transportul gazului. În plus, gazul produs prin electroliză este mult mai curat decât cel produs prin cracare.
Domeniul de aplicare al generatorului de hidrogen
H2 este un purtător de energie modern, care este utilizat activ în multe zone industriale. Iată doar câteva:
- producerea de acid clorhidric (HC)l;
- producerea de combustibil pentru lansatoare de rachete;
- producerea de amoniac;
- prelucrarea și tăierea metalului pe el;
- dezvoltarea îngrășămintelor pentru zonele suburbane;
- sinteza acidului azotic;
- crearea de alcool metilic;
- industria alimentară;
- producerea de acid clorhidric;
- crearea de sisteme „pardoseală caldă”.
În plus, HHO a devenit foarte util în viața de zi cu zi, însă, cu rezerve. În primul rând, este folosit pentru sisteme de încălzire autonome. În plus, gazul lui Brown este adăugat la benzină în încercarea de a păcăli motorul și de a economisi combustibil.
Ambele cazuri au propriile lor caracteristici. Deci, atunci când organizați încălzirea locuinței, trebuie să țineți cont de faptul că temperatura de ardere a HHO este cu un ordin de mărime mai mare decât cea a metanului. În acest sens, este necesar să achiziționați un cazan special scump, cu o duză rezistentă la căldură. În caz contrar, proprietarul și casa lui vor fi în pericol considerabil.
În ceea ce privește utilizarea unui generator într-o mașină, uneori sistemul poate funcționa - dacă este proiectat corect. Dar este aproape imposibil să găsești parametrii ideali sau un factor de câștig de putere.În plus, nu este complet clar cât de mult va fi redusă durata de viață a motorului, iar înlocuirea acestuia va costa un ban.
Ce este necesar pentru a face o celulă de combustibil acasă
Crearea unei unități de hidrogen acasă nu este o sarcină ușoară. Trebuie să vă înarmați nu numai cu o serie de instrumente, ci și cu cunoștințele relevante, precum și cu diagrame.
Proiectarea unui generator de hidrogen: diagrame și desene
Dispozitivul constă dintr-un reactor cu electrozi instalați, un generator PWM pentru alimentare cu energie, o etanșare cu apă, fire și furtunuri care conectează structura. Până în prezent, sunt cunoscute mai multe scheme de electrolizoare, în care plăci sau tuburi sunt folosite ca electrozi.
Dispozitivele de electroliză uscată sunt, de asemenea, populare. Spre deosebire de versiunea clasică, în această unitate, plăcile nu sunt plasate într-un recipient cu lichid, ci apa însăși este direcționată în golul dintre electrozii plati.
Alegerea materialelor pentru construcția unui generator de hidrogen
Pentru a face un generator acasă, nu sunt necesare instrumente speciale și neobișnuite. Iată ce trebuie să pregătiți:
- ferăstrău pentru lucrul cu produse metalice;
- burghiu și burghie pentru el;
- set de chei;
- șurubelnițe plate și crestate;
- polizor unghiular („polizor”) cu un cerc pentru tăierea metalului;
- multimetru și debitmetru;
- rigla;
- marker.
Generator de hidrogen DIY: instrucțiuni
Procesul începe cu crearea unei celule de producere a hidrogenului. În ceea ce privește dimensiunile, acesta ar trebui să fie puțin mai mic decât parametrii interni ai lungimii și lățimii carcasei generatorului. În înălțime, este de 2/3 din înălțimea clădirii principale. Celula este realizată din textolit sau plexiglas (grosimea peretelui 5-7 mm).Pentru a face acest lucru, 5 plăci sunt tăiate la dimensiune, din care este lipit un dreptunghi, iar partea inferioară nu este închisă de nimic.
Folosind o râșniță, plăcile cu electrozi sunt tăiate dintr-o foaie de oțel inoxidabil. În mărime, acestea ar trebui să fie cu 10-20 mm mai mici decât pereții laterali.
IMPORTANT! Pentru a obține suficient HHO, oțelul inoxidabil trebuie șlefuit pe ambele părți.
În fiecare placă este necesară găurirea a 2 găuri: pentru a furniza apă în spațiul dintre electrozi și pentru a elimina gazul lui Brown.
Fitingurile pentru alimentarea cu apă și extragerea gazului sunt introduse în pereții din panoul dur. Rosturile unde au fost atașate sunt tratate cu grijă cu etanșant. Știfturile sunt instalate într-una dintre părțile transparente ale corpului, apoi electrozii sunt așezați.
IMPORTANT! Planul electrozilor plăcii trebuie să fie plat, altfel elementele pot provoca un scurtcircuit.
Plăcile sunt detașate de pe părțile laterale ale reactorului folosind inele O, care pot fi din silicon, paronit sau alt material. După așezarea ultimei plăci, se montează un inel de etanșare, după care generatorul este închis cu un al doilea perete din panou dur. Structura rezultată este fixată cu șaibe și piulițe.
Generatorul este conectat la un rezervor de apă și un barbotator folosind furtunuri din polietilenă. Padurile de contact ale electrozilor sunt interconectate, după care se conectează energie la ele. Celula este alimentată de un generator PWM.
Hidrogen acasă: există vreun beneficiu
Remarcăm imediat: nu este rentabil să folosiți un generator de hidrogen pentru încălzirea unei case.Veți cheltui mai multă energie electrică eliberând H2 pur decât veți obține energie din arderea acestuia. Deci, pentru 1 kW de căldură, se cheltuiesc 2 kW de energie electrică, adică nu există niciun beneficiu. Mai ușor de instalat acasă oricare dintre ele cazane electrice.
Pentru a înlocui 1 litru de benzină pentru o mașină, vor fi necesari 4766 litri de hidrogen pur sau 7150 litri de gaz detonant, din care 1/3 este oxigen. Până acum, nici cele mai bune minți din lume nu au dezvoltat o unitate capabilă să ofere o astfel de performanță.
Întreținerea generatoarelor de hidrogen
Echipamentul trebuie întreținut cu grijă. Experții recomandă să urmați următoarele sfaturi:
- nu îmbunătățiți sau modificați singur generatorul, chiar dacă aveți un desen ingineresc profesionist;
- se recomandă instalarea unor senzori speciali de temperatură în interiorul schimbătorului de căldură pe echipament, care vor face posibilă controlul procesului de supraîncălzire a apei;
- supapele de închidere pot fi instalate în arzător și conectate la senzorul de temperatură. Acest lucru va permite aparatului să se răcească corespunzător.
Un generator auto-fabricat vă permite să obțineți hidrogen, dar este folosit în principal pentru experimente și sudare cu gaz. Pentru a încălzi o structură considerabilă, eficiența dispozitivului pur și simplu nu este suficientă. Și, în același timp, nu trebuie să uităm de eficiența scăzută a dispozitivului, precum și de necazul și costul asamblarii acestuia.
Articole similare:
