Naravni plin smo uporabljali kot najbolj cenovno dostopno vrsto goriva. Vendar se izkaže, da ima vredno alternativo - vodik, ki ga proizvaja cepitev vode. Izvirni material za proizvodnjo tega goriva, smo dobili vse brezplačno. In če izdelujete tudi generator za vodik z lastnimi rokami, bodo prihranki preprosto neverjetni. Prav?
Pripravljeni smo z vami deliti dragocene informacije o možnostih in pravilih za montažo tehnične naprave za proizvodnjo vodika. Študija članka, predloženega vaši pozornosti, bo jamstvo za izdelavo naprave brez težav.
Tisti, ki želijo osebno zgraditi generator poceni, a zelo produktivnega goriva, nudimo podroben vodnik. Dajemo priporočila za pravilno delovanje. Kot informativni dodatek, ki jasno pojasnjuje načelo delovanja, so bile uporabljene foto aplikacije in video.
Metode pridobivanja vodika
Lekcije iz srednješolske kemije so nekoč razložile, kako iz vodovoda teče vodik iz navadne vode. Takšen koncept je na področju kemije - elektroliza. S pomočjo elektrolize je mogoče proizvajati vodik.
Najenostavnejši vodik je vrsta rezervoarja, napolnjenega z vodo. Pod vodno plastjo sta nameščeni dve ploščasti elektrodi. Dobavi se električni tok. Ker je voda odličen prevodnik električnega toka, je med ploščama dosežen stik z majhnim uporom.
Tok, ki poteka skozi majhno vodoodpornost, prispeva k nastanku kemične reakcije, zaradi katere nastane vodik.
Shema eksperimentalne vodikove elektrarne, ki je bila prej študirana v srednješolskem programu kemijskih razredov. Izkazalo se je, da za prakticiranje sodobnih vsakodnevnih potreb lekcije niso bile odveč.
Zdi se, da je vse preprosto in da ostaja dovolj - zbrati nastali vodik, da ga uporabimo kot energijo. Ampak kemija nikoli ne gre brez subtilnih podrobnosti.
Tako je tu: če se vodik združi s kisikom, se eksplozivna zmes ustvari v določeni koncentraciji. Ta trenutek je eden od kritičnih pojavov, ki omejujejo zmožnost izgradnje dokaj močnih domačih postaj.
Načrt vodikovega generatorja
Za gradnjo vodikovih generatorjev z lastnimi rokami ponavadi vzamemo za osnovo klasično rjavo instalacijsko shemo. Tak elektrolizer povprečne moči je sestavljen iz skupine celic, od katerih vsaka vsebuje skupino ploščatih elektrod. Moč naprave je določena s skupno površino plošče elektrod.
Celice so nameščene znotraj rezervoarja, dobro izolirane od zunanjega okolja. Šobe za priključitev vodne linije, izstop vodika in kontaktna plošča za priključitev električne energije se pripeljejo na telo cisterne.
Naprava za proizvodnjo vodika, izdelana po Brownovi shemi. Po vsej verjetnosti bi morala ta naprava zagotoviti gospodinjstvu toplino in svetlobo. Drugo vprašanje - kakšna velikost in moč bo omogočila, da to stori (+)
Brown generatorsko vezje med drugim zagotavlja vodno tesnilo in protipovratni ventil. Zaradi teh elementov je organizirana zaščita instalacije pred obratnim vodikom. Po tej shemi montaža vodikovega sistema ni izključena, na primer za organiziranje ogrevanja podeželske hiše.
Ogrevanje vodika v hiši
Sestavljanje generatorja vodika za učinkovito ogrevanje doma - zamisel morda ni fantastična, ampak očitno zelo nedonosna. Za pridobitev potrebnega volumna vodika za domače kotlovnice bo potreben ne le močan elektrolizni obrat, temveč tudi velika količina električne energije.
Nadomestilo za porabljeno električno energijo, pridobljeno na domu z vodikom, se zdi neracionalen proces.
Resnični domači generator vodika. Edina stvar, ki je žalostna, je le eksperimentalna varianta, ki lahko samo pokaže, kako plamen izhaja iz iskre.
Kljub temu, poskusi rešiti problem, kako narediti generator vodika za hišo z lastnimi rokami, ne ustavi. Načelo delovanja in napravo enega od dokazanih modelov vodikovega kotla bo uvedel izdelek, ki ga priporočamo za branje.
Tukaj je primer ene od možnosti mučenja:
- Pripravlja se nepredušen, zanesljiv zabojnik.
- Izdelane so cevaste ali ploščate elektrode.
- Delovna napetost in tok krmilnega kroga.
- Za delovno postajo so izdelani dodatni moduli.
- Izbrani so dodatki (cevi, žice, pritrdilni elementi).
Seveda boste potrebovali instrumentalno opremo, vključno s posebno opremo, kot sta osciloskop in frekvenčni števec. Skupaj z vsem, kar potrebujete, lahko nadaljujete neposredno s proizvodnjo vodikove ogrevalne naprave za hišo.
Samostojno izvajanje projekta
Sprva morate narediti celico generacije vodika. Gorivne celice imajo dimenzije nekoliko manjše od notranjih dimenzij dolžine in širine ohišja generatorja. Višina bloka z elektrodami je 2/3 višine glavnega telesa.
Celica je lahko izdelana iz PCB ali pleksiglasa (debelina stene 5-7 mm). Za to se izreže pet tekstolitnih plošč. Od tega je pravokotnik zlepljen skupaj (z epoksidnim lepilom), katerega spodnji del ostane odprt.
Približno take plošče iz organskega stekla tvorijo ohišje gorivne celice generatorja vodika. Tukaj je prikazana nekoliko drugačna različica inženiringa - za montažo in pritrditev z vijaki
Na zgornji strani pravokotnika se izvrtajo zahtevano število majhnih lukenj za krake elektrodnih plošč, ena majhna luknja za senzor nivoja in ena luknja s premerom 10-15 mm za izhod vodika.
Platinaste elektrode so nameščene znotraj pravokotnika, katere kontaktne krake se skozi odprtine zgornje plošče vodijo iz celice. Senzor nivoja vode je nameščen na 80% napolnjenosti celice. Vsi prehodi v tekstolitni plošči (razen vodika) se vlijejo z epoksi lepilom.
Konstrukcijska značilnost modulov, prikazanih na fotografiji generatorja, je valjasta oblika izvedbe. Tudi elektrode tega miniaturnega vira energije se različno izvajajo.
Izpust vodika mora biti opremljen z nastavkom - mehansko ga pritrdite s tesnilom ali ga prilepite. Sestavljena celica za pridobivanje vodika je nameščena znotraj glavnega telesa naprave in je skrbno zatesnjena vzdolž zgornjega roba (lahko se uporabi tudi epoksidna smola).
To je bila izbira primera generatorja vodika za naslednji pilotni projekt. Privlači preprosto idejo, vendar je malo verjetno, da je ta možnost primerna za zmogljivo postajo za ogrevanje prostorov zasebne hiše.
Toda pred polaganjem celice je treba ohišje generatorja pripraviti:
- oskrbo z vodo na dnu;
- zgornji pokrov naredite z zaponkami;
- pobrati zanesljiv tesnilni material;
- postavite električni terminal na pokrov;
- Postavite zbiralnik vodika na pokrov.
Rezultat mora biti delno pripravljen na vodikov generator po:
- Gorivna celica je naložena v ohišje.
- Elektrode so priključene na sponko.
- Izpust vodika je priključen na vodik.
- Pokrov je nameščen na ohišje skozi tesnilo in pritrjen.
Ostaja le povezava vode in dodatnih modulov.
Dodatki k generatorju vodika
Samostojno napravo za proizvodnjo vodika je treba dopolniti s pomožnimi moduli. Na primer modul za oskrbo z vodo, ki se funkcionalno integrira z senzorjem nivoja, nameščenim v generatorju.
V enostavni obliki je tak modul predstavljen z vodno črpalko in krmilnikom. Črpalko krmili krmilnik glede na signal senzorja, odvisno od nivoja vode v gorivni celici.
Dodatni strukturni elementi, ki jih je treba vključiti v zasnovo katere koli vodikove postaje in celo eksperimentalno. Generatorja vodika ni mogoče upravljati brez avtomatskih, krmilnih in zaščitnih naprav.
Pravzaprav je prav tako zaželeno imeti napravo, ki regulira frekvenco električnega toka in napetost, ki se uporablja na sponkah delovnih elektrod gorivne celice. Električni modul mora biti opremljen vsaj z regulatorjem napetosti in s prenapetostno zaščito.
Zbiralnik vodika v najenostavnejši obliki izgleda kot cev, kjer se nahaja ventil, manometer, protipovratni ventil. Vodik se iz zbiralnika odvzame prek nepovratnega ventila in se dejansko že lahko dobavi potrošniku.
Zbiralnik vodika in naprava za merjenje tlaka - sestavni deli vodikove naprave, ki zagotavljajo distribucijo plina in nadzor tlaka
Toda v praksi je vse bolj zapleteno. Vodik je eksplozivni plin, ki ima visoko temperaturo zgorevanja. Zato v sistem ogrevalnega kotla vzemite vodik in ga črpajte kot gorivo - to ne bo delovalo.
Merila za namestitev
Sestavljanje visokokakovostne, učinkovite in produktivne namestitve doma je zelo težavno. Na primer, tudi če upoštevamo tako merilo, kot je kovina, iz katere so izdelane elektrodne plošče ali cevi, že obstaja tveganje, da naletimo na težave.
Trajnost elektrod je odvisna od vrste kovine in njenih lastnosti. Seveda lahko uporabite isto nerjaveče jeklo, vendar bo dolga življenjska doba takšnih elementov kratka.
Nekaj parodij elektrodnih plošč za generator vodika. Plošče so vzete iz običajnega spremenljivega kondenzatorja, ki je izdelan iz aluminija. Takšne elektrode bodo dovolj za natanko pol ure dela, tudi kot del majhnega eksperimentalnega sistema.
Pomembno vlogo imajo tudi vgradne dimenzije. Izračuni so potrebni z visoko natančnostjo glede na zahtevano moč, kakovost vode in druge parametre.
Torej, če je velikost reže med delovnimi elektrodami zunaj izračunane vrednosti, generator generatorja morda sploh ne deluje. V najslabšem primeru bo moč, ki je bila izračunana, nekajkrat manjša.
Tudi prečni prerez žice, ki povezuje elektrode z virom energije, je pomemben v napravi za generator vodika. Res je, da gre za varno delovanje naprave. Kljub temu je treba upoštevati to podrobnost gradnje v domači različici.
Če se vrnemo na varno delovanje sistema, ne smemo pozabiti tudi na uvedbo tako imenovanega vodnega tesnila, ki preprečuje premikanje plina nazaj.
Kljub dokaj impresivnemu številu razvoja lastnih vodikovih generatorjev še ni resnično učinkovite možnosti. Vsi modeli so slabši od tovarniške opreme
Industrijski generator
Na ravni industrijske proizvodnje se postopoma razvijajo in razvijajo tehnologije za proizvodnjo generatorjev vodika za uporabo v gospodinjstvu. Domače elektrarne se proizvajajo praviloma, njihova moč pa ne presega 1 kW.
Takšna naprava je zasnovana za proizvodnjo vodikovega goriva v konstantnem načinu delovanja za največ 8 ur. Njihov glavni namen - napajanje ogrevalnih sistemov.
Prav tako je razvila in izdelala instalacije v obratovanju kondominij. To so že močnejše strukture (5-7 kW), katerih namen ni le energija ogrevalnih sistemov, temveč tudi proizvodnja električne energije. Takšna kombinirana različica hitro pridobiva na priljubljenosti v zahodnih državah in na Japonskem.
Kombinirani generatorji vodika so označeni kot sistemi z visoko učinkovitostjo in nizkimi emisijami ogljikovega dioksida.
Primer dejansko delujoče industrijsko izdelane postaje z močjo do 5 kW. Podobne naprave naj bi se v prihodnosti izvajale pod opremo hiš in kondominij.
Ruska industrija se je prav tako začela ukvarjati s to obetavno vrsto proizvodnje goriva. Zlasti Norilsk Nickel razvija proizvodne tehnologije za vodikove rastline, vključno z domačimi.
Načrtuje se uporaba različnih vrst gorivnih celic v procesu razvoja in proizvodnje:
- membrana za izmenjavo protonov;
- ortofosforna kislina;
- metanol z izmenjavo protonov;
- alkalna;
- trdni oksid.
Medtem je postopek elektrolize reverzibilen. To dejstvo nakazuje, da je mogoče že ogreto vodo dobiti brez gorenja vodika.
Zdi se, da je to še ena zamisel, ki jo lahko začnete z novim krogom strasti, povezanih z brezplačnim črpanjem goriva za domači kotel.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Eksperimentiranje doma z domačimi modeli se mora pripraviti na najbolj nepričakovane rezultate, negativna izkušnja pa je tudi izkušnja:
Self-made vodikovi generatorji za dom so zaenkrat projekt, ki obstaja na ravni ene ideje. Praktično realizirani projekti vodikovih generatorjev z lastnimi rokami niso, in tisti, ki so nameščeni na omrežju, so domišljija njihovih avtorjev ali čisto teoretične možnosti.
Zato se je treba zanašati samo na drag industrijski izdelek, ki obljublja, da se bo pojavil v bližnji prihodnosti.
Ali poznate prvotni model generatorja vodika, ki ni opisan v članku? Morda želite deliti dragocene informacije, ki bodo koristne za domače mojstre? V spodnjem bloku napišite komentarje, objavite fotografijo na temo, podajte svoje mnenje.