Vi er vant til å betrakte naturgass som den rimeligste typen drivstoff. Men det viser seg at han har et verdig alternativ - hydrogen oppnådd ved å dele opp vann. Utgangsmaterialet for produksjon av dette drivstoffet er generelt gratis. Og hvis du også lager en hydrogengenerator med egne hender, vil besparelsene rett og slett være fantastiske. Ikke sant?
Vi er klare til å dele med deg verdifull informasjon om alternativene og monteringsreglene for en teknisk installasjon designet for hydrogenproduksjon. Å studere artikkelen som blir presentert for din oppmerksomhet, vil bli en garanti for produksjonen av en feilfri funksjon.
De som ønsker å bygge en generator med billig, men veldig produktivt drivstoff med egne hender, vi tilbyr detaljerte instruksjoner. Vi gir anbefalinger for kompetent drift. Som informative tillegg som tydelig forklarer handlingsprinsippet, ble fotoapplikasjoner og videoer brukt.
Hydrogenproduksjonsmetoder
En kjemiundervisning på videregående skole ga en gang forklaringer på hvordan du får hydrogen fra vanlig vann som strømmer fra en kran. Det er noe slikt i det kjemiske feltet - elektrolyse. Det er takket være elektrolyse at det er mulig å produsere hydrogen.
Den enkleste hydrogeninstallasjonen er en slags tank fylt med vann. Under vannlaget er to plateelektroder. En elektrisk strøm tilføres dem. Siden vann er en utmerket leder av elektrisk strøm, etableres en kontakt med lav motstand mellom platene.
Strømmen som går gjennom den lave vannmotstanden, bidrar til dannelsen av en kjemisk reaksjon, som et resultat av at hydrogen dannes.
Opplegget for den eksperimentelle hydrogeninstallasjonen, som i tidligere tider ble studert i et kjemiprogram i kjemiklasser. Som det viser seg, for praktisering av moderne hverdagslige behov, var disse leksjonene ikke overflødige.
Det ser ut til at alt er enkelt og at det gjenstår ganske mye - å samle det dannede hydrogenet for å bruke det som energimontør. Men innen kjemi, blir det aldri subtile detaljer.
Slik er det her: hvis hydrogen kombineres med oksygen, dannes en eksplosiv blanding i en viss konsentrasjon. Dette øyeblikket er et av de kritiske fenomenene som begrenser muligheten til å bygge tilstrekkelig kraftige hjemmestasjoner.
Hydrogengenerator design
For bygging av hydrogengeneratorer med egne hender, tar de som regel den klassiske Brown-installasjonsplanen. En slik gjennomsnittlig kraftelektrolysator består av en gruppe celler, som hver inneholder en gruppe plateelektroder. Kraften til installasjonen bestemmes av det totale overflatearealet til plateelektrodene.
Celler er plassert inne i en tank som er godt isolert fra det ytre miljø. Rør for tilkobling av vannledning, hydrogenuttak samt kontaktpanel for tilkobling av strøm vises på tankhuset.
Apparatet for generering av hydrogen, designet i henhold til Brown-skjemaet. I henhold til alle beregninger, bør denne installasjonen gi husholdningen varme og lys fullstendig. Et annet spørsmål er hvilke dimensjoner og kapasiteter som gjør at dette kan gjøres (+)
Brown-generatorkretsen sørger blant annet for en vannlukker og en tilbakeslagsventil. På grunn av disse elementene er installasjonen beskyttet mot hydrogenretur. I henhold til denne ordningen er montering av et hydrogeninstallasjon teoretisk mulig, for eksempel for å organisere oppvarming av et landsted.
Hydrogenoppvarming i huset
Å montere en hydrogengenerator for effektiv hjemmevarme er ikke en fantastisk idé, men åpenbart ekstremt ulønnsom. For å få den nødvendige mengden hydrogen til et hjemmekokerom, trenger du ikke bare en kraftig elektrolyseenhet, men også en betydelig mengde elektrisk energi.
Kompensasjon av forbrukt elektrisitet med hydrogen oppnådd hjemme blir sett på som en irrasjonell prosess.
En virkelig hydrogengenerator hjemme. Det eneste som opprører er bare en eksperimentell versjon, som bare kan vise hvordan en flamme oppstår fra en gnist
Likevel stopper ikke forsøk på å løse problemet med å lage en hydrogengenerator til et hjem med egne hender. En artikkel som vi anbefaler at du setter deg inn i prinsippet om drift og utforming av en av de testede i praksismodeller av en hydrokjele
Og her er et eksempel på et av torturalternativene:
- En tett, pålitelig beholder forberedes.
- Rørformede eller plateelektroder er laget.
- En kontrollkrets for driftsspenning og strøm blir samlet.
- Ytterligere moduler for arbeidsstasjonen blir laget.
- Tilbehør velges (slanger, ledninger, festemidler).
Naturligvis trenger du et verktøysett, inkludert spesialutstyr, for eksempel et oscilloskop og en frekvensmåler. Etter å ha blitt utstyrt med alt du trenger, kan du gå direkte til produksjon av et hydrogenvarmeanlegg for hjemmet.
Gjør-det-selv-prosjektgjennomføring
Til å begynne med må du lage en hydrogengenereringscelle. Drivstoffcellen har generelle dimensjoner som er litt mindre enn de indre dimensjonene til lengden og bredden på generatorhuset. I høyden er størrelsen på blokken med elektroder 2/3 av høyden på hoveddelen.
Cellen kan være laget av tekstolit eller plexiglass (veggtykkelse 5-7 mm). For dette er fem tekstolitplater kuttet i størrelse. Av disse limes et rektangel (med epoksylim), hvis nedre del forblir åpen.
Omtrent slike organiske glassplater danner kroppen til brenselcellen til en hydrogengenerator. Det er sant her en litt annen versjon av prosjektering - for montering og festing med skruer
På oversiden av rektanglet blir det nødvendige antall små hull boret for skaftene til elektrodeplatene, ett lite hull for nivåføleren, pluss ett hull med en diameter på 10-15 mm for hydrogenutgang.
Inne i rektangelet plasseres platinaelektroder, hvis kontaktskaft føres ut av cellen gjennom åpningene til den øvre platen. Vannstandssensoren er installert ved 80% av cellefyllet. Alle overganger i en tekstolitplate (unntatt hydrogenutgangen) er fylt med epoksylim.
Designfunksjonen til modulene vist på fotoet av generatoren er en sylindrisk utførelsesform. Elektrodene til denne miniatyrenergikilden er også laget på en annen måte.
Hydrogenutløpshullet må være utstyrt med et beslag - fikser det mekanisk, bruk en tetning eller lim det på. Den samlede hydrogengenereringscellen plasseres i hoveddel av enheten og forsegles forsiktig langs den øvre omkretsen (igjen kan epoksy brukes).
Dette var tilfelle for hydrogengeneratoren for neste pilotprosjekt. Det tiltrekker seg en enkel idé, men dette alternativet vil neppe være egnet for en kraftig stasjon designet for oppvarming av rom i et privat hus
Men før cellen legges inne, må generatorhuset være klargjort:
- lage en forsyning for vann i bunnområdet;
- lage toppdekselet med festemidler;
- plukke opp pålitelig tetningsmateriale;
- plasser en elektrisk terminalblokk på dekselet;
- legg en hydrogensamler på dekselet.
Resultatet skal være en delvis bruksklar hydrogengenerator etter:
- Brenselcellen blir lastet inn i huset.
- Elektrodene er koblet til klemmelisten på dekselet.
- Utløpet av hydrogen er koblet til en hydrogensamler.
- Dekselet er montert på huset gjennom tetningen og festet.
Det gjenstår bare å koble vann og tilleggsmoduler.
Tilsetninger til hydrogengeneratoren
En hjemmelaget enhet for å produsere hydrogen må suppleres med hjelpemoduler. For eksempel en vannforsyningsmodul som integreres funksjonelt med en nivåsensor installert inne i generatoren.
I en enkel form er en slik modul representert av en vannpumpe og en kontrollkontroll. Pumpen styres av kontrolleren i henhold til sensorsignalet, avhengig av vannstanden inne i brenselcellen.
Ytterligere strukturelle elementer som du vil inkludere i utformingen av en hvilken som helst hydrogenstasjon, og til og med eksperimentell. Uten automatiserings-, kontroll- og beskyttelsesinnretninger kan ikke en hydrogengenerator betjenes
Det er faktisk også ønskelig å ha en anordning som styrer frekvensen av den elektriske strømmen og spenningsnivået påført terminalene til arbeidselektrodene til brenselcellen. Som et minimum må den elektriske modulen være utstyrt med en spenningsstabilisator og overstrømsvern.
Hydrogenoppsamleren, i sin enkleste form, ser ut som et rør, der ventilen, trykkmåleren, tilbakeslagsventilen er plassert. Hydrogen tas fra samleren gjennom en tilbakeslagsventil og kan faktisk leveres til forbrukeren.
Hydrogenoppsamleren og måleren er integrerte deler av hydrogensystemet, noe som sikrer gassfordeling og trykkregulering
Men i praksis er ting litt mer kompliserte. Hydrogen er en eksplosiv gass med høy forbrenningstemperatur. Derfor er det bare å ta og pumpe hydrogen inn i kjelesystemet som drivstoff - dette vil ikke fungere.
Kriterier for installasjonskvalitet
Det er ekstremt vanskelig å montere en effektiv og produktiv installasjon av høy kvalitet hjemme. Hvis du for eksempel tar hensyn til et slikt kriterium som metallet som elektrodeplatene eller -rørene er laget av, er det allerede en risiko for problemer.
Holdbarheten til elektrodene avhenger av metalltypen og dens egenskaper. Du kan selvfølgelig bruke samme rustfrie stål, men levetiden til slike elementer vil være kortvarig.
En slags parodi på elektrodeplater for en hydrogengenerator. Platene er hentet fra en konvensjonell variabel kondensator, som er laget av aluminium. Slike elektroder vil vare nøyaktig en halv time, selv som en del av et lite eksperimentelt system
Installasjonsdimensjonene spiller også en betydelig rolle. Det kreves beregninger med høy nøyaktighet i forhold til ønsket effekt, vannkvalitet og andre parametere.
Så hvis gapet mellom arbeidselektrodene er utenfor den beregnede verdien, vil kanskje ikke hydrogengeneratoren fungere i det hele tatt. I verste fall vil kraften som beregningen ble gjort flere ganger være mindre.
Til og med tverrsnittet av ledningen som forbinder elektrodene med strømkilden betyr noe i enheten til hydrogengeneratoren. Det er sant, her gjelder det sikker drift av enheten. Likevel bør denne detaljene i designet i hjemmeversjonen tas i betraktning.
For å komme tilbake til sikker drift av systemet, bør man heller ikke glemme innføringen av den såkalte vannluken i designen, som forhindrer omvendt bevegelse av gass.
Til tross for det ganske imponerende antall utbygginger av hjemmelagde hydrogengeneratorer, er det ikke noe virkelig effektivt alternativ ennå. Alle modeller er dårligere enn fabrikkutstyr.
Industriell generator
På det industrielle produksjonsnivået mestres og utvikles produksjonsteknologier for husholdningshydrogengeneratorer. Som regel produseres kraftverk til hjemmebruk, hvis kraft ikke overstiger 1 kW.
Et slikt apparat er designet for å produsere hydrogenbrensel i en kontinuerlig driftsmodus i ikke mer enn 8 timer. Deres hovedformål er energiforsyning av varmesystemer.
Installasjoner for bruk som del av sameier utvikles og produseres. Dette er allerede kraftigere strukturer (5-7 kW), hvis formål ikke bare er energien fra varmesystemer, men også elektrisitetsproduksjon. Dette kombinasjonsalternativet får raskt popularitet i vestlige land og i Japan.
Kombinert hydrogengeneratorer er karakterisert som systemer med høy effektivitet og lave utslipp av karbondioksid.
Et eksempel på et virkelig industrianlegg med en kapasitet på opptil 5 kW. I fremtiden planlegges slike installasjoner å utføres for å utstyre hytter og borettslag.
Russisk industri begynte også å delta i denne lovende typen drivstoffproduksjon. Spesielt mestrer Norilsk Nickel produksjonsteknologien til hydrogenanlegg, inkludert husholdningsanlegg.
Det er planlagt å bruke en rekke typer brenselceller i utviklings- og produksjonsprosessen:
- proton-utveksling membran;
- fosforsyre;
- proton-utveksling metanol;
- alkalisk;
- fast oksyd.
I mellomtiden er elektrolyseprosessen reversibel. Dette faktum antyder at det er mulig å få tak i allerede oppvarmet vann uten å brenne hydrogen.
Det ser ut til at dette er en annen idé, hvor du kan ta i bruk en ny runde med lidenskaper tilknyttet gratis produksjon av drivstoff til en hjemmekjel.
Når du eksperimenterer med hjemmelagde modeller hjemme, må du forberede deg på de mest uventede resultatene, men negativ opplevelse er også en opplevelse:
Gjør-det-selv hydrogengeneratorer for hjemmet er fremdeles et prosjekt som eksisterer på nivå med en idé. Det er ingen praktisk realiserte prosjekter av hydrogengeneratorer med egne hender, og de som er plassert i nettverket er fantasien til forfatterne eller rent teoretiske alternativer.
Så det gjenstår bare å stole på et kostbart industrielt produkt, som lover å dukke opp i nær fremtid.
Kjenner du den opprinnelige modellen til en hydrogengenerator som ikke er beskrevet i artikkelen? Kanskje du vil dele verdifull informasjon som vil være nyttig for hjemmemestere? Skriv kommentarer i blokken nedenfor, legg inn et bilde om emnet, uttrykk din mening.