Kako napraviti generator vodika za svoj dom vlastitim rukama: praktični savjeti za proizvodnju i ugradnju

Navikli smo smatrati da je prirodni plin najpristupačnija vrsta goriva.Ali ispada da ima dostojnu alternativu - vodik dobiven cijepanjem vode. Polazni materijal za proizvodnju ovog goriva dobivamo potpuno besplatno. A ako sami napravite generator vodika, ušteda će biti jednostavno nevjerojatna. Pravo?

Spremni smo s vama podijeliti vrijedne informacije o mogućnostima i pravilima za sastavljanje tehničke instalacije namijenjene proizvodnji vodika. Proučavanje članka koji vam je predstavljen jamči proizvodnju uređaja bez problema.

Za one koji žele izgraditi jeftin, ali vrlo produktivan generator goriva vlastitim rukama, nudimo detaljne upute. Dajemo preporuke za pravilnu upotrebu. Kao informativni dodaci korišteni su foto aplikacije i video zapisi koji jasno objašnjavaju princip rada.

Metode dobivanja vodika

Nekada su se na satu kemije u srednjoj školi objašnjavala kako se iz obične vode iz slavine može dobiti vodik. U kemijskom polju postoji takav koncept - elektroliza. Upravo je zahvaljujući elektrolizi moguće proizvesti vodik.

Najjednostavnija instalacija vodika je spremnik napunjen vodom. Ispod sloja vode postavljene su dvije pločaste elektrode. Do njih se dovodi električna struja. Budući da je voda izvrstan vodič električne struje, između ploča se uspostavlja kontakt s malim otporom.

Struja koja prolazi kroz niski otpor vode potiče stvaranje kemijske reakcije, koja rezultira stvaranjem vodika.

Dijagram eksperimentalne vodikove instalacije, koja se nekada proučavala na satu kemije u srednjoj školi. Kako se pokazalo, te lekcije nisu bile suvišne za prakticiranje suvremenih svakodnevnih potreba

Čini se da je sve jednostavno i preostaje vrlo malo učiniti - prikupiti dobiveni vodik kako bi ga koristili kao izvor energije. Ali kemija nikada nije potpuna bez suptilnih detalja.

Tako je i ovdje: ako se vodik spoji s kisikom, pri određenoj koncentraciji nastaje eksplozivna smjesa. Ova točka je jedan od kritičnih fenomena koji ograničava mogućnost izgradnje dovoljno snažnih kućnih stanica.

Dizajn generatora vodika

Za izgradnju generatora vodika vlastitim rukama, obično uzimaju Brownovu klasičnu instalacijsku shemu kao osnovu. Ovaj elektrolizer srednje snage sastoji se od skupine ćelija od kojih svaka sadrži skupinu pločastih elektroda. Snaga instalacije određena je ukupnom površinom pločastih elektroda.

Stanice se stavljaju u spremnik dobro izoliran od vanjskog okoliša. Tijelo spremnika ima cijevi za spajanje vodovoda, izlaz vodika, kao i kontaktnu ploču za priključak struje.

Uređaj za proizvodnju vodika dizajniran prema Brownovoj shemi. Prema svim izračunima, ova instalacija bi trebala u potpunosti osigurati kućanstvu toplinu i svjetlo. Drugo je pitanje koje će to dimenzije i snaga omogućiti (+)

Krug generatora Brown, između ostalog, osigurava prisutnost vodene brtve i povratnog ventila.Zbog ovih elemenata instalacija je zaštićena od povratnog toka vodika. Prema ovoj shemi, teoretski je moguće sastaviti instalaciju vodika, na primjer, organizirati grijanje seoske kuće.

Grijanje na vodik u kući

Sastaviti generator vodika za učinkovito grijanje kuće ideja je koja možda nije bajna, ali je očito krajnje neisplativa. Da biste dobili potrebnu količinu vodika za kućnu kotlovnicu, trebat će vam ne samo snažna elektrolizna instalacija, već i značajna količina električne energije.

Čini se da je nadoknada izgubljene električne energije vodikom proizvedenim kod kuće neracionalan proces.

Generator vodika koji stvarno radi za kućnu upotrebu. Jedina stvar koja nas uznemiruje je da je ovo samo eksperimentalna opcija, koja samo može pokazati kako iz iskre nastaje plamen

Međutim, pokušaji rješavanja problema kako napraviti generator vodika za kuću vlastitim rukama ne prestaju. S principom rada i dizajnom jednog od modela provjerenih u praksi vodikov bojler će vas upoznati sa člankom, koji preporučujemo da pročitate.

Evo primjera jedne od opcija mučenja:

1. Priprema se zapečaćena, pouzdana posuda.
2. Izrađuju se cjevaste ili pločaste elektrode.
3. Sastavlja se upravljački krug za radni napon i struju.
4. U izradi su dodatni moduli za radnu stanicu.
5. Odabrani su dodaci (crijeva, žice, pričvrsni elementi).

Naravno, trebat će vam alat, uključujući posebnu opremu kao što su osciloskop i brojač frekvencija. Nakon što ste se opremili svime što vam je potrebno, možete nastaviti izravno s proizvodnjom sustava grijanja na vodik za vaš dom.

Realizacija projekta „uradi sam“.

U početku ćete morati napraviti ćeliju za proizvodnju vodika. Gorivna ćelija ima ukupne dimenzije nešto manje od unutarnjih dimenzija duljine i širine kućišta generatora. Po visini, veličina bloka s elektrodama je 2/3 visine glavnog tijela.

Ćelija može biti izrađena od PCB-a ili pleksiglasa (debljina stijenke 5-7 mm). Da biste to učinili, pet tekstolitnih ploča izrezano je na veličinu. Lijepi se pravokutnik (epoksidnim ljepilom) čiji donji dio ostaje otvoren.

Otprilike takve ploče od organskog stakla čine tijelo gorive ćelije generatora vodika. Istina, ovdje je prikazana malo drugačija verzija inženjeringa - za montažu i pričvršćivanje vijcima

Na gornjoj strani pravokutnika izbuši se potreban broj malih rupa za drške elektrodnih ploča, jedna mala rupa za senzor razine, plus jedna rupa promjera 10-15 mm za ispuštanje vodika.

Unutar pravokutnika postavljene su elektrodne ploče, čije se kontaktne drške izvode kroz rupe gornje ploče izvan ćelije. Senzor razine vode postavlja se na 80% punjenja ćelije. Svi prijelazi u tekstolitnoj ploči (osim izlaza vodika) ispunjeni su epoksidnim ljepilom.

Značajka dizajna modula generatora prikazanog na fotografiji je njihov cilindrični dizajn. Elektrode ovog minijaturnog izvora energije također su drugačije dizajnirane.

Otvor za izlaz vodika mora biti opremljen nastavkom - učvrstite ga mehanički pomoću brtve ili zalijepite. Sastavljena ćelija za generiranje vodika postavlja se unutar glavnog tijela uređaja i pažljivo se zatvara duž gornjeg perimetra (opet se može koristiti epoksidna smola).

Ovo je bio slučaj odabran za generator vodika za sljedeći eksperimentalni projekt. Jednostavna ideja je atraktivna, ali ova opcija vjerojatno neće biti prikladna za moćnu stanicu dizajniranu za grijanje prostora privatne kuće

Ali prije nego što stavite ćeliju unutra, potrebno je pripremiti kućište generatora:

• napraviti dovod vode u području dna;
• napravite gornji poklopac sa zatvaračima;
• odabrati pouzdani materijal za brtvljenje;
• postavite električni terminalni blok na poklopac;
• postavite kolektor vodika na poklopac.

Rezultat bi trebao biti djelomično spreman generator vodika nakon:

1. Gorivna ćelija se puni u kućište.
2. Elektrode su spojene na stezaljku poklopca.
3. Izlazni priključak vodika spojen je na razvodnik vodika.
4. Poklopac je ugrađen na tijelo kroz brtvu i pričvršćen.

Ostaje samo spojiti vodu i dodatne module.

Dodaci za generator vodika

Domaći uređaj za proizvodnju vodika mora biti dopunjen pomoćnim modulima. Na primjer, modul za opskrbu vodom, koji je funkcionalno kombiniran sa senzorom razine instaliranim unutar generatora.

U svom najjednostavnijem obliku, takav modul je predstavljen pumpom za vodu i upravljačkim regulatorom. Crpkom upravlja regulator na temelju signala senzora, ovisno o razini vode unutar gorive ćelije.

Dodatni strukturni elementi koji moraju biti uključeni u dizajn bilo koje vodikove stanice, pa čak i eksperimentalne. Generator vodika ne može raditi bez automatizacije, upravljanja i zaštite.

Kao takav, također je poželjno imati uređaj koji regulira frekvenciju električne struje i razinu napona koji se dovodi na terminale radnih elektroda gorive ćelije.Minimalno, električni modul mora biti opremljen stabilizatorom napona i prekostrujnom zaštitom.

Vodikov razvodnik, u svom najjednostavnijem obliku, izgleda kao cijev koja sadrži ventil, manometar, provjeriti ventil. Vodik se uzima iz kolektora kroz nepovratni ventil i zapravo se može isporučiti potrošaču.

Vodikov razvodnik i manometar sastavni su dijelovi vodikovog postrojenja, osiguravajući distribuciju plina i kontrolu tlaka

Ali u praksi je sve nešto kompliciranije. Vodik je eksplozivan plin s visokom temperaturom izgaranja. Stoga jednostavno pumpanje vodika u sustav kotla za grijanje kao gorivo neće raditi.

Kriteriji kvalitete ugradnje

Izuzetno je teško sastaviti visokokvalitetnu, učinkovitu i produktivnu instalaciju kod kuće. Na primjer, čak i ako uzmemo u obzir takav kriterij kao što je metal od kojeg su izrađene elektrodne ploče ili cijevi, već postoji rizik od problema.

Trajnost elektroda ovisi o vrsti metala i njegovim svojstvima. Možete, naravno, koristiti isti nehrđajući čelik, ali životni vijek takvih elemenata bit će kratak.

Svojevrsna parodija elektrodnih ploča za generator vodika. Ploče su uzete iz konvencionalnog promjenjivog kondenzatora, koji su izrađeni od aluminija. Takve će elektrode biti dovoljne za točno pola sata rada čak i u sklopu malog eksperimentalnog sustava

Dimenzije instalacije također igraju značajnu ulogu. Potrebni su izračuni visoke točnosti u odnosu na potrebnu snagu, kvalitetu vode i druge parametre.

Dakle, ako je razmak između radnih elektroda izvan izračunate vrijednosti, generator vodika možda uopće neće raditi. U najgorem slučaju, snaga za koju je napravljen izračun bit će nekoliko puta manja.

Čak je i presjek žice koja povezuje elektrode s izvorom energije važan u dizajnu generatora vodika. Istina, to se odnosi na siguran rad uređaja. Međutim, ovaj detalj dizajna također treba uzeti u obzir kod kućnih instalacija.

Vraćajući se sigurnom radu sustava, također ne treba zaboraviti na uvođenje takozvane vodene brtve u dizajn, koja sprječava obrnuto kretanje plina.

Unatoč prilično impresivnom broju razvoja domaćih generatora vodika, još uvijek ne postoji stvarno učinkovita opcija. Svi modeli su inferiorni u odnosu na tvorničku opremu

Industrijski generator

Na razini industrijske proizvodnje postupno se savladavaju i razvijaju tehnologije za izradu generatora vodika za kućanstvo. U pravilu se proizvode energetske stanice za kućnu upotrebu, čija snaga ne prelazi 1 kW.

Takav uređaj je dizajniran za proizvodnju vodikovog goriva u neprekidnom radu ne dulje od 8 sati. Njihova glavna svrha je opskrba energijom za sustave grijanja.

Također su razvijene i proizvedene instalacije za rad unutar etažiranja. To su već snažniji dizajni (5-7 kW), čija svrha nije samo energija sustava grijanja, već i proizvodnja električne energije. Ova opcija kombinacije brzo postaje popularna u zapadnim zemljama i Japanu.

Kombinirani generatori vodika karakteriziraju se kao sustavi visoke učinkovitosti i niske emisije ugljičnog dioksida.

Primjer stvarne industrijski proizvedene stanice snage do 5 kW. U budućnosti se planiraju slične instalacije za opremanje vikendica i apartmana

Ruska industrija također se počela baviti ovom obećavajućom vrstom proizvodnje goriva. Konkretno, Norilsk Nickel svladava tehnologije za proizvodnju vodikovih instalacija, uključujući one za kućanstva.

Tijekom razvoja i proizvodnje planira se koristiti različite vrste gorivih ćelija:

• membrana za izmjenu protona;
• ortofosforna kiselina;
• protonski izmjenjivač metanola;
• alkalna;
• čvrsti oksid.

U međuvremenu, proces elektrolize je reverzibilan. Ova činjenica sugerira da je moguće dobiti već zagrijanu vodu bez izgaranja vodika.

Čini se da je ovo samo još jedna ideja za koju, uhvatite li se, možete pokrenuti novi krug strasti vezanih uz besplatnu proizvodnju goriva za kućnu kotlovnicu.

Zaključci i koristan video na tu temu

Eksperimentirajući kod kuće s domaćim modelima, morate se pripremiti za najneočekivanije rezultate, ali negativno iskustvo također je iskustvo:

DIY generatori vodika za dom još uvijek su projekt koji postoji na razini jedne ideje. Praktično implementiranih projekata generatora vodika "uradi sam" nema, a oni koji su pozicionirani na internetu su mašta njihovih autora ili čisto teorijske opcije.

Dakle, možemo se osloniti samo na skupi industrijski proizvod koji obećava da će se pojaviti u bliskoj budućnosti.

Znate li originalni model generatora vodika koji nije opisan u članku? Možda želite podijeliti vrijedne informacije koje će biti korisne za kućne majstore? Napišite komentare u blok ispod, objavite fotografije na temu, izrazite svoje mišljenje.