Hidrogenul - aproape combustibilul perfect pentru planeta noastră. Singura problemă este că acesta apare pe planetă doar în combinație cu alte substanțe. În forma sa pură, hidrogenul de pe Pământ reprezintă doar 0,00005%. În acest context, construcția de generatoare de hidrogen este un subiect de actualitate. Să nu uităm că hidrogenul este o sursă nesfârșită de energie, practic sub picioarele noastre.
Cuprins
- 1 Structura și principiul unui generator de hidrogen
- 2 Care sunt utilizările unui generator de hidrogen
- 3 Ce este necesar pentru a face o celulă de combustibil la domiciliu
- 4 Generator de hidrogen cu propriile mâini: instrucțiuni
- 5 Hidrogenul la domiciliu: Există un beneficiu
- 6 Întreținerea generatorului de hidrogen
Proiectarea și funcționarea generatorului de hidrogen
Cum funcționează
Generatorul clasic de hidrogen este format dintr-un tub cu diametru mic, adesea cu o secțiune transversală circulară. Sub el se află celule speciale cu un electrolit. Particulele de aluminiu se află în recipientul inferior. În acest caz, electrolitul este doar de tip alcalin. Există un rezervor deasupra pompei de alimentare în care se colectează condensul. La unele modele se folosesc 2 pompe. Temperatura este controlată direct în celule.
Generatorul obține gazul din apă. Calitatea sa afectează în mod direct cantitatea de impurități din produsul finit. Dacă apa cu o concentrație mare de ioni străini ajunge în generator, trebuie să treacă mai întâi printr-un filtru de deionizare.
Acesta este modul în care funcționează procesul de producere a gazului:
- Distilatul este divizat în oxigen (O) și hidrogen (H) în cadrul unui proces de electroliză.
- O2 intră în rezervorul de alimentare și apoi scapă în atmosferă ca produs secundar.
- H2 este livrat în separator, separat de apă, care apoi se întoarce în rezervorul de alimentare.
- Hidrogenul trece din nou printr-o membrană de separare care îndepărtează oxigenul rezidual și apoi intră în echipamentul de cromatografie.
Metoda de electroliză
După cum s-a menționat mai sus, aproape că nu există în lume surse de energie la fel de inepuizabile ca hidrogenul. Nu trebuie uitat că oceanele lumii sunt compuse în proporție de 2/3 din acest element, iar H2, împreună cu heliul, ocupă cel mai mare volum din univers. Dar pentru a obține hidrogen pur, trebuie să împărțiți apa în particule, iar acest lucru nu este foarte ușor de realizat.
Oamenii de știință, după ani de șiretlicuri, au inventat o metodă de electroliză.. Metoda se bazează pe plasarea în apă, la distanțe apropiate una de cealaltă, a două plăci metalice conectate la o sursă de înaltă tensiune. Apoi se aplică energie electrică - și un potențial electric mare rupe de fapt molecula de apă în componente, rezultând eliberarea a 2 atomi de hidrogen (HH) și 1 atom de oxigen (O).
Acest gaz (HHO) a fost numit după omul de știință australian Yull Brown, care a patentat crearea electrolizatorului în 1974.
Pila de combustie a lui Stanley Meyer
Omul de știință american Stanley Meyer a inventat o mașină care folosea curenți de o anumită frecvență în locul unui potențial electric puternic. Molecula de apă oscilează în timp cu impulsurile electrice schimbătoare și intră în rezonanță. Treptat, acesta capătă putere, care este suficientă pentru a diviza molecula în componentele sale. Acest tratament necesită un curent de zece ori mai mic decât cel necesar pentru funcționarea unui aparat de electroliză standard.
IMPORTANT! Meyer a plătit cu viața pentru invenția sa. Se zvonește că a fost ucis la ordinul magnaților, deoarece invenția sa ar fi distrus pe loc afacerile cu petrol. Cu toate acestea, o parte din know-how-ul savantului a supraviețuit, astfel încât contemporanii săi au posibilitatea de a încerca să realizeze un astfel de aparat.
Avantajele gazului Brown ca sursă de energie
- Apa, din care se obține HHO, este prezentă pe planeta noastră în cantități mari. Prin urmare, sursele de hidrogen sunt practic inepuizabile.
- Când gazul Brown este ars, se produc vapori de apă. Acesta poate fi condensat înapoi într-un lichid și utilizat din nou ca materie primă.
- Arderea HHO nu emite niciun poluant în atmosferă și nu produce niciun alt produs secundar în afară de apă. Se poate spune că gazul Brown's este cel mai ecologic combustibil din lume.
- Prin utilizarea unui generator de hidrogen, se eliberează vapori de apă. Cantitatea de abur este suficientă pentru a menține o cameră suficient de umedă pentru o perioadă lungă de timp.
IMPORTANT! Hidrogenul poate fi obținut, de asemenea, prin cracare - rafinare a petrolului (gazul este eliberat ca produs secundar). Această metodă este mai ieftină decât cea prin electroliză, dar poate fi dificil de transportat gazul. În plus, gazul produs prin electroliză este mult mai curat decât cel produs prin cracare.
Utilizarea unui generator de hidrogen
H2 este un purtător modern de energie care este utilizat în mod activ în multe aplicații industriale. Pentru a numi doar câteva:
- producerea de clorură de hidrogen (HC)l;
- producția de propulsoare pentru sistemele de rachete;
- producția de amoniac;
- prelucrarea și tăierea metalelor
- dezvoltarea de îngrășăminte pentru parcelele de daci;
- sinteza acidului nitric;
- crearea de alcool metilic;
- industria alimentară;
- producerea de acid clorhidric;
- crearea de sisteme de încălzire prin pardoseală.
În plus, HHO a devenit, de asemenea, foarte util în casă, deși cu rezerve. În primul rând, este utilizat pentru sistemele de încălzire autonome. În plus, gazul lui Brown este adăugat la benzină în încercarea de a păcăli motorul și de a economisi combustibil.
În ambele cazuri, există particularități. De exemplu, în cazul încălzirii locuințelor, trebuie să țineți cont de faptul că temperatura de ardere a HHO este cu un ordin de mărime mai mare decât cea a metanului. Prin urmare, este necesar să cumpărați un cazan special, scump, cu o duză rezistentă la căldură. În caz contrar, proprietarul și locuința sa vor fi în mare pericol.
În ceea ce privește utilizarea unui generator într-o mașină, uneori sistemul poate funcționa - dacă este proiectat corect. Dar este aproape imposibil să se găsească parametrii ideali sau factorul de creștere a puterii. În plus, nu este clar cât de mult va fi scurtată durata de viață a motorului, iar înlocuirea acestuia va costa destul de mult.
Ce este necesar pentru a face o celulă de combustibil la domiciliu
Construirea unei unități de hidrogen la domiciliu nu este o sarcină ușoară. Trebuie să vă echipați nu numai cu un număr de instrumente, ci și cu cunoștințele și schemele corespunzătoare.
Proiectarea unui generator de hidrogen: scheme și desene
Dispozitivul este format dintr-un reactor cu electrozi instalați, un generator PWM pentru energie, o poartă de apă, cabluri și furtunuri care conectează structura. Există mai multe electrolizoare cunoscute care utilizează plăci sau tuburi ca electrozi.
Electrolizoarele uscate sunt, de asemenea, populare. Spre deosebire de versiunea clasică, în această unitate nu plăcile sunt plasate într-un rezervor cu lichid, ci apa însăși este direcționată într-un spațiu între electrozii plați.
Alegerea materialelor pentru construirea unui generator de hidrogen
Nu sunt necesare instrumente speciale și neobișnuite pentru a construi un generator la domiciliu. Iată ce trebuie să pregătiți:
- un ferăstrău pentru lucrul cu produse metalice;
- un burghiu și burghie;
- un set de chei;
- o șurubelniță cu cap plat și o șurubelniță cu fantă;
- polizor unghiular (polizor) cu o roată de tăiere a metalelor;
- multimetru și debitmetru;
- conducător;
- marker.
Generator de hidrogen cu propriile mâini: instrucțiuni
Procesul începe cu crearea unei celule de producere a hidrogenului. Dimensiunile celulei trebuie să fie ușor mai mici decât lungimea și lățimea internă a corpului generatorului. Are o înălțime de 2/3 din cea a carcasei principale. Celula este confecționată din textolit sau plexiglas (grosimea peretelui este de 5-7 mm). Pentru a face acest lucru, 5 plăci sunt tăiate la dimensiune, din care se lipește un dreptunghi, iar partea sa inferioară nu este acoperită în nici un fel.
Folosiți un polizor pentru a tăia plăcile de electrozi dintr-o foaie de oțel inoxidabil. Dimensiunea acestora trebuie să fie cu 10-20 mm mai mică decât cea a pereților laterali.
IMPORTANT! Pentru a obține o cantitate suficientă de HHO, oțelul inoxidabil trebuie măcinat pe ambele părți.
Trebuie să se facă două găuri în fiecare placă, una pentru a alimenta cu apă spațiul dintre electrozi și cealaltă pentru a evacua gazul Brown.
Conectorii de intrare a apei și de ieșire a gazului sunt introduși în pereții organzei. Îmbinările în care sunt conectate sunt sigilate cu grijă cu material de etanșare. Așezați știfturile într-una dintre bucățile de carcasă transparentă și apoi procedați la așezarea electrozilor.
IMPORTANT! Planeitatea electrozilor plăcii trebuie să fie uniformă, altfel elementele pot provoca un scurtcircuit.
Plăcile sunt detașate de părțile laterale ale reactorului cu ajutorul unor inele de etanșare, care pot fi realizate din silicon, paronit sau alt material. După ce ultima placă a fost instalată, se montează inelul de etanșare și generatorul este acoperit cu cel de-al doilea perete organolitic. Construcția rezultată este fixată cu ajutorul șaibelor și piulițelor.
Generatorul este conectat la rezervorul de apă și la bubler cu ajutorul unor furtunuri de polietilenă. Electrozii sunt conectați între ei, după care se conectează sursa de alimentare. Celula este alimentată de un generator PWM.
Hidrogenul la domiciliu: există un beneficiu
Nu este rentabil să folosești un generator de hidrogen pentru încălzirea locuinței. Veți cheltui mai multă energie electrică pentru a emite H2 pur decât veți obține energie după ce îl ardeți. Astfel, pentru 1 kW de căldură, se consumă 2 kW de energie electrică, adică nu există niciun beneficiu. Este mai simplu să instalați acasă oricare dintre cazane electrice.
Pentru a înlocui 1 litru de benzină pentru o mașină ar fi nevoie de 4766 de litri de hidrogen pur sau 7150 de litri de gaz zburător, din care 1/3 este oxigen. Până în prezent, nici măcar cele mai bune minți din lume nu au dezvoltat o unitate capabilă să producă o astfel de capacitate.
Întreținerea generatoarelor de hidrogen
Echipamentul trebuie să fie întreținut cu atenție. Specialiștii vă sfătuiesc să respectați următoarele sfaturi:
- nu îmbunătățiți sau modificați singur generatorul, nici măcar cu ajutorul unui desen tehnic profesional;
- Se recomandă instalarea unor senzori de temperatură speciali pe echipamentul din interiorul schimbătorului de căldură, care vor permite monitorizarea supraîncălzirii apei;
- se poate instala o supapă de închidere în arzător și se poate conecta la un senzor de temperatură. Acest lucru va permite aparatului să se răcească în mod normal.
Un generator de casă poate produce hidrogen, dar acesta este folosit în principal pentru experimente și sudură cu gaz. Pentru a încălzi o clădire mare, eficiența unității pur și simplu nu va fi suficientă. Și nu trebuie să uitați de eficiența scăzută a dispozitivului, precum și de dificultatea și cheltuielile de asamblare a acestuia.
Articole conexe:
