Направи си сам водородно гориво. Водородното отопление у дома и H2 генераторите са добър избор или път към Страната на глупаците. Какви пропорции на Брауновия газ в горивото са безвредни за двигателите с вътрешно горене

Отдавна отминаха дните, когато селска къща можеше да се отоплява само по един начин - чрез изгаряне на дърва или въглища в печката. Модерен отоплителни уредиизползваме различни видове гориво и в същото време автоматично поддържаме комфортна температура в домовете ни. Природен газ, дизел или мазут, електричество, слънчева и геотермална топлина - това е непълен списък от алтернативи. Изглежда - живейте и се радвайте, но само постоянното покачване на цените на горивото и оборудването ни принуждава да продължим да търсим евтини начини за отопление. И в същото време неизчерпаем източник на енергия - водород, буквално лежи под краката ни. И днес ще говорим за това как да използваме обикновена вода като гориво, като сглобим водороден генератор със собствените си ръце.

Устройството и принципът на работа на водородния генератор

Използвайте водород като гориво за отопление Вилатой е полезен не само поради високата си калоричност, но и защото при изгарянето му не се отделят вредни вещества.
всички си спомнят от училищен курсхимия, когато два водородни атома се окисляват (химична формула H 2 - Hidrogenium) с един кислороден атом, се образува водна молекула. В същото време се откроява три пъти повече топлинаотколкото при изгаряне природен газ... Можем да кажем, че няма равен на водорода сред другите енергийни източници, тъй като запасите му на Земята са неизчерпаеми - световният океан е 2/3 от химическия елемент H 2, а в цялата Вселена този газ, заедно с хелия, е основният "строителен материал". Има само един проблем - за да се получи чист Н 2 е необходимо водата да се раздели на съставните й части, а това не е лесно да се направи. Учените от много години търсят начин за извличане на водород и се спират на електролизата.

Този метод за производство на летлив газ се състои в поставяне на две метални пластини, свързани към източник на високо напрежение във вода на кратко разстояние една от друга. Когато се захранва, високият електрически потенциал буквално разкъсва водната молекула, освобождавайки два водорода (HH) и един кислород (O). Освободеният газ е кръстен на физика Дж. Браун. Формулата му е HHO, а калоричността му е 121 MJ / kg. Газът на Браун гори с открит пламък и не образува никакви вредни вещества. Основното предимство на това вещество е, че конвенционален котел, който работи на пропан или метан, е подходящ за неговото използване. Отбелязваме само, че водородът в комбинация с кислород образува експлозивна смес, следователно допълнителни меркипредпазни мерки.

Генератор, предназначен да произвежда газ на Браун големи количества, съдържа няколко клетки, всяка от които съдържа множество двойки плочи електроди. Монтират се в запечатан контейнер, който е оборудван с изход за газ, захранващи клеми и гърло за пълнене на вода. Освен това уредът е оборудван с предпазен клапан и водно уплътнение. Благодарение на тях се елиминира възможността за разпространение на обратен огън. Водородът гори само на изхода на горелката и не се запалва във всички посоки. Многократното увеличаване на използваемата площ на инсталацията ви позволява да извличате горимо вещество в количества, достатъчни за различни цели, включително отопление на жилищни помещения. Но да направите това с традиционен електролизатор ще бъде нерентабилно. Просто казано, ако електроенергията, изразходвана за производство на водород, се използва директно за отопление на къща, тогава ще бъде много по-изгодно от отоплението на котел с водород.

Американският учен Стенли Майер намери изход от тази ситуация. При инсталирането му не се използва мощен електрически потенциал, а токове с определена честота. Изобретението на великия физик се състоеше във факта, че водната молекула се люлееше във времето с променящи се електрически импулси и влизаше в резонанс, който достига сила, достатъчна да я раздели на съставните й атоми. Такъв ефект изисква десетки пъти по-ниски токове, отколкото при работа с конвенционална машина за електролиза.

Видео: Горивната клетка на Стенли Майер

За своето изобретение, което може да освободи човечеството от робството на петролните магнати, Стенли Майер беше убит, а произведенията на дългогодишните му изследвания изчезнаха неизвестно къде. Въпреки това са оцелели отделни записи на учения, въз основа на които изобретателите в много страни по света се опитват да изградят подобни инсталации. И трябва да кажа, не без успех.

Предимства на кафявия газ като енергиен източник

Водата, от която се получава HHO, е едно от най-разпространените вещества на нашата планета.
Когато това гориво се изгаря, се образува водна пара, която може да се кондензира обратно в течност и да се използва повторно като суровина.
Изгарянето на оксиводороден газ не генерира никакви странични продукти, освен вода. Можем да кажем, че няма по-екологично гориво от газа на Браун.
По време на работа на водород отоплителна инсталацияводната пара се отделя в количество, достатъчно за поддържане на влажността в помещението на комфортно ниво.

Област на приложение

Днес електролизерът е толкова познато устройство, колкото генераторът на ацетилен или плазмен резачка. Първоначално генераторите на водород се използват от заварчици, тъй като носенето на единица, тежаща само няколко килограма, е много по-лесно, отколкото преместването на огромни кислородни и ацетиленови бутилки. В същото време високата консумация на енергия на агрегатите не беше решаваща - всичко определяше удобството и практичността. V последните годиниизползването на газа на Браун надхвърля обичайните концепции за водорода като гориво за газови заваръчни машини. В дългосрочен план възможностите на технологията са много широки, тъй като използването на HHO има много предимства.

Намаляване на разхода на гориво в превозните средства. Съществуващите автомобилни генератори на водород позволяват HHO да се използва като добавка към конвенционален бензин, дизел или газ. Благодарение на по-пълното изгаряне на горивната смес може да се постигне 20 - 25% намаление на разхода на въглеводороди.
Спестяване на гориво в топлоелектрически централи, използващи газ, въглища или мазут.
Намаляване на токсичността и повишаване на ефективността на старите котелни.
Многократно намаляване на разходите за отопление на жилищни сгради поради пълна или частична подмяна на традиционните горива с газ на Браун.
Използване на преносими производствени съоръжения на HHO за домакински нужди- готвене, получаване на топла вода и др.
Разработване на принципно нови, мощни и екологично чисти електроцентрали.

Генератор на водород, построен по „Технология на водно-горивни клетки“ от С. Майер (а така се казваше неговият трактат) може да бъде закупен – произвеждат се от много компании в САЩ, Китай, България и други страни. Предлагаме да направим водороден генераторсамостоятелно.

Видео: Как правилно да оборудваме водородно отопление

Какво е необходимо, за да направите горивна клетка у дома

При започване на производството на водородна горивна клетка е наложително да се проучи теорията на процеса на образуване на оксиводороден газ. Това ще даде разбиране за това, което се случва в генератора, ще помогне при настройката и работата на оборудването. Освен това ще трябва да се запасите с необходимите материали, повечето от които лесно ще намерите в търговската мрежа. Що се отнася до чертежите и инструкциите, ще се опитаме да разкрием тези проблеми изцяло.

Проектиране на водороден генератор: диаграми и чертежи

Домашно изработена инсталация за производство на Браунов газ се състои от реактор с монтирани електроди, PWM генератор за тяхното захранване, водно уплътнение и свързващи проводници и маркучи.
Понастоящем има няколко схеми на електролизери, използващи плочи или тръби като електроди. Освен това в интернет може да се намери така наречената инсталация за суха електролиза. За разлика от традиционния дизайн, в такова устройство плочите не се монтират в контейнер с вода, а течността се подава в пролуката между плоските електроди. Отхвърлянето на традиционната схема позволява значително да се намалят размерите на горивната клетка.

В работата можете да използвате чертежите и диаграмите на работещи електролизери, които могат да бъдат адаптирани към вашите собствени условия.

Избор на материали за изграждане на водороден генератор

За направата на горивна клетка не са необходими почти никакви специфични материали. Единственото нещо, което може да бъде трудно, са електродите. И така, какво трябва да се подготви преди да започнете работа.

Ако избраният от вас дизайн е генератор тип "мокър", тогава ще ви е необходим херметичен контейнер за вода, който едновременно ще служи като реакторен съд. Можете да вземете всеки подходящ контейнер, основното изискване е достатъчна здравина и газонепроницаемост. Разбира се, когато използвате метални пластини като електроди, е по-добре да използвате правоъгълна конструкция, например внимателно запечатан калъф от стар модел автомобилен акумулатор (черен). Ако се използват тръби за получаване на HHO, тогава е подходящ и вместителен контейнер от домакински филтър за пречистване на водата. Повечето най-добрият вариантще има корпус на генератора, изработен от неръждаема стомана, например, клас 304 SSL.
Когато избирате "суха" горивна клетка, ще ви трябва лист плексиглас или друг прозрачна пластмасас дебелина до 10 мм и технически силиконови О-пръстени.
Тръби или плочи от неръждаема стомана. Разбира се, можете да вземете обичайния "черен" метал, но по време на работа на електролизатора простото въглеродно желязо бързо корозира и електродите ще трябва да се сменят често. Използването на високовъглероден метал, легиран с хром, ще позволи на генератора да работи дълго време. Занаятчиите, участващи в производството на горивни клетки дълго време се занимаваха с избора на материал за електродите и се спряха на неръждаема стомана клас 316 L. Между другото, ако в дизайна се използват тръби от тази сплав, тогава диаметърът им трябва да бъдат избрани така, че при монтиране на една част в другата да има празнина от не повече от 1 мм между тях. За перфекционистите, ето точни размери:
- външен диаметър на тръбата - 25.317 мм;
- диаметърът на вътрешната тръба зависи от дебелината на външната. Във всеки случай той трябва да осигури празнина между тези елементи, равна на 0,67 мм.

PWM генератор. Правилно сглобен електрическа веригаще ви позволи да регулирате честотата на тока в необходимите граници и това е пряко свързано с появата на резонансни явления. С други думи, за да започне еволюцията на водорода, ще е необходимо да се изберат параметрите на захранващото напрежение, следователно се обръща специално внимание на сглобяването на PWM генератора. Ако сте запознати с поялника и можете да разберете разликата между транзистор и диод, тогава можете сами да направите електрическата част. В противен случай можете да се свържете с познат инженер по електроника или да поръчате производството на импулсно захранване в сервиз за ремонт на електронни устройства.

Импулсно захранване, предназначено за свързване към горивна клетка, може да бъде закупено в интернет. С тяхното производство се занимават малки частни фирми у нас и в чужбина.
Електрически проводници за свързване. Ще бъдат достатъчни проводници с напречно сечение от 2 кв. мм
Bubbler. Занаятчиите нарекли това изискано име най-разпространеният воден печат. За него може да се използва всеки запечатан контейнер. В идеалния случай той трябва да бъде оборудван с плътно прилепващ капак, който, ако газът вътре се запали, незабавно ще бъде откъснат. Освен това се препоръчва да се монтира прекъсващо устройство между електролизатора и барботера, за да се предотврати връщането на HHO в клетката.
Маркучи и фитинги. За да свържете генератора HHO, ще ви трябва прозрачна пластмасова тръба, входни и изходни фитинги и скоби.
Гайки, болтове и шпилки. Те ще са необходими за закрепване на частите на електролизера един към друг.
Реакционен катализатор. За да протича по-интензивно процесът на образуване на HHO, в реактора се добавя калиев хидроксид KOH. Това вещество може да бъде закупено онлайн без никакви проблеми. За първи път ще са достатъчни не повече от 1 кг прах.
Автомобилен силикон или друг уплътнител.

Имайте предвид, че полираните тръби не се препоръчват. Напротив, експертите препоръчват обработка на части шкурказа матово покритие. В бъдеще това ще помогне за повишаване на производителността на инсталацията.

Инструменти, които ще са необходими в процеса

Преди да започнете да изграждате горивна клетка, подгответе следните инструменти:

ножовка за метал;
бормашина с набор от бормашини;
комплект гаечни ключове;
плоски и шлицови отвертки;
ъглошлайф ("шлайф") с монтирано колело за рязане на метал;
мултиметър и разходомер;
владетел;
маркер.

Освен това, ако изграждате самостоятелно PWM генератор, тогава ще ви трябва осцилоскоп и честотен брояч, за да го настроите. В рамките на тази статия няма да повдигаме този въпрос, тъй като производството и конфигурацията на импулсно захранване се разглеждат най-добре от специалисти в специализирани форуми.

Инструкции: как да направите водороден генератор със собствените си ръце

За производството на горивна клетка ще вземем най-съвършената "суха" електролизерна верига, използвайки електроди под формата на плочи от неръждаема стомана. Инструкциите по-долу демонстрират процеса на създаване на водороден генератор от "A" до "Z", така че е по-добре да следвате последователността на действията.

Производство на корпуса на горивната клетка. Страничните стени на рамката са плочи от твърд картон или плексиглас, нарязани по размер на бъдещия генератор. Трябва да се разбере, че размерът на апарата пряко влияе върху неговата производителност, но и цената за получаване на HHO ще бъде по-висока. За производството на горивна клетка размерите на устройството ще бъдат оптимални от 150x150 mm до 250x250 mm.
Във всяка от пластините се пробива дупка за входна (изходна) връзка за вода. Освен това ще е необходимо пробиване в страничната стена за изхода на газ и четири отвора в ъглите за свързване на елементите на реактора един към друг.
С помощта на ъглошлайф електродните плочи се изрязват от лист от неръждаема стомана 316L. Техните размери трябва да са по-малки от размерите на страничните стени с 10 - 20 мм. Освен това, когато правите всяка част, трябва да оставите малка контактна подложка в един от ъглите. Това е необходимо, за да свържете отрицателния и положителния електроди в групи, преди да ги свържете към захранващото напрежение.
За да получите достатъчно HHO, неръждаемата стомана трябва да се шлайфа с фина шкурка от двете страни.
Във всяка от плочите се пробиват по два отвора: с бормашина с диаметър 6 - 7 mm - за подаване на вода към пространството между електродите и с дебелина 8 - 10 mm - за отстраняване на Браунов газ. Точките на пробиване се изчисляват, като се вземат предвид местата за монтаж на съответните входни и изходни дюзи.
Започва сглобяването на генератора. За да направите това, фитинги за водоснабдяване и извличане на газ се монтират в стени от твърда плоча. Местата на техните връзки са внимателно запечатани с помощта на автомобилен или водопроводен уплътнител.
След това в една от прозрачните части на тялото се монтират щифтове, след което се полагат електродите.

Моля, обърнете внимание: равнината на плочите електроди трябва да е плоска, в противен случай елементите с противоположни заряди ще се докоснат, което ще доведе до късо съединение!
Плочите от неръждаема стомана се отделят от страните на реактора с помощта на О-пръстени, които могат да бъдат направени от силикон, паронит или друг материал. Важно е само дебелината му да не надвишава 1 мм. Същите части се използват като разделители между плочите. По време на монтажа се уверете, че контактните подложки на отрицателния и положителния електроди са групирани от различни страни на генератора.
След като поставите последната чиния, задайте уплътнителен пръстен, след което генераторът се затваря с втора твърда стена, а самата конструкция се закрепва с шайби и гайки. При извършване на тази работа не забравяйте да наблюдавате равномерността на затягането и липсата на изкривявания между плочите.
С помощта на полиетиленови маркучи генераторът е свързан към контейнер с вода и барботер.
Контактните подложки на електродите са свързани помежду си по всякакъв начин, след което захранващите проводници са свързани към тях.
Напрежението от PWM генератора се подава към горивната клетка, след което устройството се настройва и настройва за максимална мощност на газ HHO.

За получаване на Браунов газ в количество, достатъчно за отопление или готвене, са инсталирани няколко водородни генератора, работещи паралелно.

Видео: Сглобяване на устройството

Видео: Работа на структурата от "сух" тип

Отделни точки за използване

Преди всичко бих искал да отбележа, че традиционният метод за изгаряне на природен газ или пропан няма да работи в нашия случай, тъй като температурата на горене на HHO е повече от три пъти по-висока от тази на въглеводородите. Както можете да си представите, конструкционната стомана няма да издържи дълго време на тази температура. Самият Стенли Майер препоръчва използването на горелка необичаен дизайн, чиято диаграма е дадена по-долу.

Целият трик на това устройство се крие във факта, че HHO (обозначен с числото 72 на диаграмата) преминава в горивната камера през клапан 35. Горещата водородна смес се издига през канал 63 и едновременно с това извършва процеса на изхвърляне, увличайки външната страна въздух през регулируемите отвори 13 и 70. Определено количество продукти от горенето (водна пара) се задържа под звънеца 40, който влиза в горивната колона през канал 45 и се смесва с горящия газ. Това позволява температурата на горене да се намали няколко пъти.

Вторият момент, на който бих искал да ви обърна внимание е течността, която трябва да се излее в инсталацията. Най-добре е да използвате подготвена вода, която не съдържа соли на тежки метали. Идеалният вариант е дестилат, който може да бъде закупен във всеки автомагазин или аптека. За успешната работа на електролизатора към водата се добавя калиев хидроксид KOH в размер на приблизително една супена лъжица прах на кофа вода.

По време на работа на уреда е важно да не прегрявате генератора. Когато температурата се повиши до 65 градуса по Целзий или повече, електродите на апарата ще бъдат замърсени със странични продукти от реакцията, което ще намали производителността на електролизатора. Ако това се случи, тогава водородната клетка ще трябва да бъде разглобена и отстранена с шкурка.

И третото нещо, на което наблягаме специално, е безопасността. Не забравяйте, че сместа от водород и кислород не случайно се нарича експлозив. HHO е опасен химикал, който може да причини експлозия, ако се работи грубо. Спазвайте правилата за безопасност и бъдете особено внимателни, когато експериментирате с водород. Само в този случай „тухлата”, от която е направена нашата Вселена, ще внесе топлина и уют във вашия дом.

Надяваме се, че тази статия ви е вдъхновила да запретнете ръкави и да започнете да изграждате своята водородна горивна клетка. Разбира се, всички наши изчисления не са абсолютната истина, но те могат да бъдат използвани за създаване на работещ модел на водороден генератор. Ако искате напълно да преминете към този тип отопление, тогава въпросът ще трябва да бъде проучен по-подробно. Може би вашата инсталация ще стане крайъгълният камък, благодарение на който преразпределението на енергийните пазари ще приключи и евтината и екологична топлина ще влезе във всеки дом.

aqua-rmnt.com

Кратка теоретична част

Водородът, известен още като водород, - първият елемент от периодичната таблица - е най-лекото газообразно вещество с висока химическа активност. По време на окисляване (тоест изгаряне) той отделя огромно количество топлина, образувайки обикновена вода. Нека характеризираме свойствата на елемента, формулирайки ги под формата на тези:

За справка. Учените, които първи разделиха водната молекула на водород и кислород, нарекоха сместа експлозивен газ поради склонността й да експлодира. Впоследствие той получава името на Браунов газ (по името на изобретателя) и започва да се обозначава с хипотетичната формула NNO.

Преди това цилиндрите на дирижабъла бяха пълни с водород, който често експлодира.

От гореизложеното се налага следното заключение: 2 водородни атома лесно се комбинират с 1 кислороден атом, но се разделят много неохотно. Химичната реакция на окисление протича с директно освобождаване на топлинна енергия в съответствие с формулата:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (енергия)

Тук лежи важен момент, което ще ни бъде полезно при по-нататъшен разбор: водородът реагира спонтанно от запалване и топлината се отделя директно. За да се отдели водна молекула, ще трябва да се изразходва енергия:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

Това е формула за електролитна реакция, която характеризира процеса на разделяне на водата чрез подаване на електричество. Как да приложите това на практика и да направите водороден генератор със собствените си ръце, ще разгледаме по-нататък.

Създаване на прототип

За да разберете с какво се занимавате, първо предлагаме да сглобите най-простия генератор за производство на водород на минимални разходи. Дизайнът на домашна инсталация е показан на диаграмата.

От какво се състои примитивен електролизатор:

реактор - стъклен или пластмасов контейнер с дебели стени;
метални електроди, потопени във воден реактор и свързани към източник на енергия;
вторият резервоар действа като водно уплътнение;
тръби за отвеждане на газ HHO.

Важен момент. Електролитна водородна инсталация работи само на постоянен ток. Затова използвайте променливотоковия адаптер като източник на захранване, зарядно устройствоили батерия. Генераторът за променлив ток няма да работи.

Принципът на работа на електролизера е както следва:

За да направите дизайна на генератора, показан на диаграмата, със собствените си ръце, ще ви трябват 2 стъклени бутилкис широки гърла и капачки, медицински капкомер и 2 дузини самонарезни винта. Пълният комплект от материали е показан на снимката.

От специални инструментиби трябвало пистолет за лепилоза запечатване пластмасови капаци... Процедурата за производство е проста:

За да стартирате водородния генератор, изсипете подсолена вода в реактора и включете източника на захранване. Началото на реакцията ще бъде белязано от появата на газови мехурчета в двата контейнера. Регулирайте напрежението до оптималната стойност и запалете кафявия газ, излизащ от иглата на капкомер.

Вторият важен момент. Не може да се приложи твърде високо напрежение - електролитът, нагрят до 65 ° C или повече, ще започне да се изпарява бързо. Защото Голям бройпарата не може да запали горелката. За подробности относно сглобяването и стартирането на импровизиран водороден генератор вижте видеоклипа:

За водородната клетка на Майер

Ако сте направили и тествали горния дизайн, тогава чрез изгарянето на пламъка в края на иглата вероятно сте забелязали, че производителността на инсталацията е изключително ниска. За да получите повече оксиводороден газ, трябва да направите по-сериозно устройство, наречено клетка на Стенли Майер по името на изобретателя.

Принципът на действие на клетката също се основава на електролиза, като само анодът и катодът са направени под формата на тръби, вмъкнати една в друга. Напрежението се подава от импулсния генератор през две резонансни намотки, което намалява консумацията на ток и повишава производителността на водородния генератор. Електронната схема на устройството е показана на фигурата:

Забележка. Подробности за работата на схемата са описани на ресурса http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

За да направите клетка на Майер, ще ви трябва:

цилиндрично тяло, изработено от пластмаса или плексиглас, майсторите често използват филтър за водоснабдяване с капак и дюзи;
тръби от неръждаема стомана с диаметър 15 и 20 mm и дължина 97 mm;
проводници, изолатори.

Неръждаемите тръби са прикрепени към диелектрична основа, към тях са запоени проводници, свързани към генератора. Клетката се състои от 9 или 11 тръбички, поставени в пластмасова или плексигласова кутия, както е показано на снимката.

Свързването на елементите се извършва по цялата схема, известна в Интернет, която включва електронен блок, клетка на Мейер и водно уплътнение (техническото име е барботер). От съображения за безопасност системата е оборудвана със сензори за критично налягане и ниво на водата. Според домашните майстори такава водородна инсталация консумира ток от около 1 ампер при напрежение 12 V и има достатъчна производителност, въпреки че няма точни цифри.

Схематична схема на включване на електролизера

Пластинчат реактор

Високопроизводителен водороден генератор, способен да осигури работата на газова горелка, е изработен от плочи от неръждаема стомана с размери 15 х 10 см, броят е от 30 до 70 броя. В тях се пробиват дупки за затягане на щифтове, а в ъгъла се изрязва клема за свързване на проводника.

В допълнение към лист от неръждаема стомана клас 316, ще трябва да закупите:

гума с дебелина 4 мм, устойчива на алкали;
крайни плочи, изработени от плексиглас или текстолит;
прътове М10-14;
възвратен клапан за машина за газово заваряване;
воден филтър за водно уплътнение;
гофрирани свързващи тръби от неръждаема стомана;
калиев хидроксид под формата на прах.

Плочите трябва да бъдат сглобени в един блок, изолиран една от друга с гумени уплътнения с изрязана среда, както е показано на чертежа. Издърпайте получения реактор плътно с щифтове и го свържете към електролитните тръби. Последният идва от отделен контейнер, оборудван с капак и спирателни вентили.

Забележка. Ние ви казваме как да направите проточен (сух) електролизатор. По-лесно е да се произведе реактор с потопени плочи - няма нужда да се поставят гумени уплътнения, а сглобеният блок се спуска в запечатан контейнер с електролит.

Мокър тип генераторна верига

Следващото сглобяване на генератор, произвеждащ водород, се извършва по същата схема, но с разлики:

Към тялото на апарата е прикрепен резервоар за приготвяне на електролит. Последният е 7-15% разтвор на калиев хидроксид във вода.
Вместо вода в барботера се излива т. нар. деоксидант - ацетон или неорганичен разтворител.
Пред горелката трябва да се монтира възвратен клапан, в противен случай, когато водородната горелка се изключи плавно, обратният удар ще разкъса маркучите и барботера.

Най-лесният начин за захранване на реактора е да използвате заваръчен инвертор; не е необходимо да се сглобяват електронни схеми. Как работи домашният газов генератор на Браун? Домашен майсторв неговото видео:

Изгодно ли е да получите водород у дома?

Отговорът на този въпрос зависи от обхвата на приложение на кислородно-водородната смес. Всички чертежи и диаграми, публикувани от различни интернет ресурси, са предназначени да отделят HHO газ за следните цели:

използване на водород като гориво за автомобили;
бездимно изгаряне на водород отоплителни котлии фурни;
кандидатствайте за газово заваряване.

Основният проблем, който отрича всички предимства на водородното гориво: цената на електричеството за отделяне на чисто вещество надвишава количеството енергия, получено от неговото изгаряне. Каквото и да твърдят привържениците на утопичните теории, максималната ефективност на електролизатора достига 50%. Това означава, че за 1 kW получена топлина се изразходват 2 kW електроенергия. Ползата е нулева, дори отрицателна.

Нека си спомним какво написахме в първия раздел. Водородът е силно активен елемент и реагира с кислорода сам, генерирайки много топлина. Опитвайки се да разделим стабилната водна молекула, не можем да донесем енергия директно към атомите. Разделянето се извършва с електричество, половината от което се разсейва за нагряване на електродите, водата, намотките на трансформатора и т.н.

Важна основна информация. Специфичната топлина на изгаряне на водорода е три пъти по-висока от тази на метана, но по тегло. Ако ги сравним по обем, тогава при изгаряне на 1 m³ водород ще се отделят само 3,6 kW топлинна енергия срещу 11 kW за метан. В крайна сметка водородът е най-лекият химичен елемент.

Сега разгледайте кислородния газ, получен чрез електролиза в домашен водороден генератор, като гориво за горните нужди:

За справка. За да се изгори водород в отоплителен котел, конструкцията ще трябва да бъде напълно преработена, тъй като водородната горелка може да стопи всяка стомана.

Заключение

Водородът в газа NNO, получен от домашен генератор, е полезен за две цели: експерименти и газово заваряване. Дори и да пренебрегнем ниската ефективност на електролизера и разходите за сглобяването му заедно с консумираната електроенергия, просто няма достатъчно производителност за отопление на сградата. Това също важи бензинов двигателпътнически автомобил.

otivent.com

Прости домашно приготвени схеми

Ако не вземете предвид сложните и трудни за възпроизвеждане агрегати у дома, а се ограничите до импровизирани средства и материали, които можете да намерите, без да напускате дома си, се оказва, че изработването на компактен, но ефективен водороден генератор с вашия собствените ръце не са неразрешима задача. Един от най прости схемивключва компоненти, достъпни за почти всеки. Това са нещата, които лесно могат да лежат в дома ви:

захранване (12 V, 1-2 A);
стъклен буркан с завинтен метален капак (~ 0,5 l);
пластмасова бутилка (~ 1,0 l);
правоъгълна пластмасова линийка (10-15 см);
бръсначи (ламелни, те са в правоъгълни касети по 10 бр.);
чифт медицински капкомерни системи;
свързващи проводници (медни, с малък участък);
вода и готварска сол.

За да направите генератор на водород от този набор от елементи със собствените си ръце, ще ви е необходим прост инструмент, като канцеларски нож, шкурка, поялник с подходящи материали за запояване и напълнен пистолет за лепило. Трябва да започнете с подготовката на остриетата, която се състои в едностранно почистване по неострите ръбове (2-3 мм) и калайдисване. След това е необходимо равномерно (след 3-4 мм) да нанесете серифни канали върху линийката. Те ще приютят остриетата.

Трябва да се има предвид, че увеличаването на разстоянието между слотовете ще доведе до по-висока консумация на ток и съответно ще е необходимо по-мощно захранване.

Всяко острие трябва да е перпендикулярно на основната равнина на линийката. Те са фиксирани върху него с лепило, така че да се изключи електрически контакт. Визуално се получава един вид оребрена отоплителна батерия в миниатюра. След като лепилото изсъхне, е необходимо да се допълни получената структура с проводни връзки. Просто казано, трябва да свържете всички нечетни остриета към един проводник, а всички четни към другия (точно както с плочите вътре в батериите).

Освен това трябва да се направят дупки в металния капак за тази двойка захранващи проводници и още един, по-голям, за изхода на водорода (диаметърът е посочен според размера на капкомерния филтър, който ще бъде монтиран в капака) . Линийката с остриета може да бъде фиксирана тук, върху свободната вътрешна повърхност на капака. След преминаване на проводници и капкомер през тях, всички направени дупки трябва да бъдат запълнени с лепило, фиксирайки тези елементи. Така че капакът, след завинтване, покрива напълно плътно обема на кутията.

Пластмасовата бутилка трябва да бъде оборудвана така, че да изпълнява функцията на уплътнител за вода (може да има повече от един). Маркучът от стъкления буркан през капака трябва да достига почти до дъното на бутилката. Съответно вторият маркуч за отстраняване на водорода е разположен отгоре. Преминаването на съединителите в капака също трябва да бъде запечатано.

Сега трябва да излеете вода в бутилка (не до самия връх) и буркан, изсипете няколко супени лъжици сол в последния и разбъркайте. След това остава да затворите плътно капаците и да започнете да тествате този мини-генератор DIY. Скоро след като включите източника на захранване, ще можете да наблюдавате процеса на хидролиза и еволюцията на водорода. Трябва да е достатъчно, така че когато донесете запалената запалка до върха на иглата, разположена на изходния маркуч, пламъкът да се улови от тази малка горелка. Разбира се, това е само модел, демонстриращ фундаменталната възможност за създаване на такова устройство у дома.

За сериозни цели като отопление на къща или газово рязане на метал, разбира се, ще трябва да го увеличите.Вместо остриета вземете по-големи пълноценни чинии, вместо консерва с бутилка, съответните контейнери и т. н. Други популярни схеми, които също могат да бъдат направени със собствените си ръце у дома (поне в гараж), по принцип всичко е подобно на описаното. Капацитети могат да се вземат различни формиа от различни материали като реактиви могат да действат съединения на метали, алкали и киселини и пр. С една дума има много място за експерименти.

Къде да изпратим

В зависимост от това какви цели сте си поставили, колко фино и дълбоко владеете схемите, предложени от занаятчиите за извършване на собствените си ръце, колко далеч отивате в експериментите си, зависи как и къде могат да бъдат приложени резултатите от вашата работа. Като цяло има няколко основни направления:

газово рязане на метал;
обогатяване на гориво в автомобила;
отопление в къщата.

Практиката на отчаяните автомобилисти показва, че тези устройства, включително тези, направени със собствените си ръце, могат да бъдат много ефективни както по отношение на икономията на гориво, така и по отношение на намаляването на нивото на вредните вещества в отработените газове. И в последните временав отворените пространства на блогове и форуми горещо се обсъжда и сравнително ново приложение за такива продукти - в отоплителните системи. Той намира своето въплъщение главно като допълнение към основните инструменти.

Например топъл под или стени. Когато създавате устройство като водороден генератор със собствените си ръце у дома, погрижете се да се погрижите за основните правила за безопасност. Ако е предназначен за отоплителна система, тогава той трябва да бъде проектиран за денонощна работа. Това е особено вярно, ако решите да използвате опасни химични съединения като реагенти.

Може би се интересувате да направите кафяв газов генератор със собствените си ръце?

В зависимост от целта, за която имате нужда от него, водороден генератор като цяло вече може да бъде закупен в магазина. Но често индустриалните опции са такива, че е много вероятно да не е възможно да ги адаптирате перфектно към вашите нужди. Изборът на модела е много ограничен, а характеристиките, особено ефективността, не ни позволяват да говорим ефективно използване... В допълнение към това, цената на тези продукти, особено ако идваотносно предназначени за използване в отоплителната система на къща, тенденцията за намаляване поне до средно ниво не се различава.

Защо в мрежовите пространства се появи изобилие от предложения и практически препоръки как да направите такова устройство със собствените си ръце, освен това у дома . Всеки автор често се опитва да добави нещо свое, да публикува съвет за определен нюанс. Много описват собствен пътизграждане на устройство за домашно приготвяне, въвеждане в горивната система на автомобил, отопление на къща и т. н. По един или друг начин валидността на всякакви препоръки наистина може да се потвърди само от опит. Повечето от съветите могат да бъдат групирани в няколко основни теми:

търсене на схема, която ви позволява да генерирате газ на най-ниска цена и с най-висока ефективност;
избор на материали, от които трябва да бъдат направени съставните части на устройството;
избор на реагенти, използвани за хидролиза;
геометрични, електрически и други параметри на компонентите (изисквания към размерите на елементите, захранването и др.).

Прости домашно приготвени схеми

Ако не вземете предвид сложните и трудни за възпроизвеждане агрегати у дома, а се ограничите до импровизирани средства и материали, които можете да намерите, без да напускате дома си, се оказва, че изработването на компактен, но ефективен водороден генератор с вашия собствените ръце не са неразрешима задача. Една от най-простите схеми включва компоненти, достъпни за почти всеки. Това са нещата, които лесно могат да лежат в дома ви:

захранване (12 V, 1-2 A);
стъклен буркан с завинтен метален капак (~ 0,5 l);
пластмасова бутилка (~ 1,0 l);
правоъгълна пластмасова линийка (10-15 см);
бръсначи (ламелни, те са в правоъгълни касети по 10 бр.);
чифт медицински капкомерни системи;
свързващи проводници (медни, с малък участък);
вода и готварска сол.

Трябва да се има предвид, че увеличаването на разстоянието между слотовете ще доведе до по-висока консумация на ток и съответно ще е необходимо по-мощно захранване.

За сериозни цели като отопление на къща или газово рязане на метал, разбира се, ще трябва да го увеличите.Вместо остриета вземете по-големи пълноценни чинии, вместо кутия с бутилка, съответните контейнери и т. н. Други популярни схеми, които също могат да бъдат направени със собствените си ръце у дома (поне в гараж), по принцип всичко е подобно на описаното. Могат да се вземат съдове с различна форма и от различни материали, като реактиви могат да действат съединения на метали, алкали и киселини и т. н. С една дума има много място за експерименти.

Къде да изпратите

газово рязане на метал;
обогатяване на гориво в автомобила;
отопление в къщата.

Практиката на отчаяните автомобилисти показва, че тези устройства, включително тези, направени със собствените си ръце, могат да бъдат много ефективни както по отношение на икономията на гориво, така и по отношение на намаляването на нивото на вредните вещества в отработените газове. И наскоро в отворените пространства на блогове и форуми горещо се обсъжда доста ново приложение за такива продукти - в отоплителните системи. Той намира своето въплъщение главно като допълнение към основните инструменти.

Много собственици на автомобили търсят начини да спестят гориво. Водороден генератор за автомобил ще реши радикално този проблем. Прегледите на тези, които са инсталирали това устройство за себе си, ни позволяват да говорим за значително намаляване на разходите по време на работа на транспорта. Така че темата е доста интересна. По-долу ще говорим за това как сами да направите водороден генератор.

ICE на водородно гориво

В продължение на няколко десетилетия се търси възможност за адаптиране на двигателите с вътрешно горене за пълна или хибридна работа с водородно гориво. Във Великобритания през далечната 1841 г. е патентован двигател, работещ на смес въздух-водород. В началото на 20-ти век концернът Zeppelin използва двигатели с вътрешно горене, работещи с водород, като задвижваща система за своите известни дирижабли.

Развитието на водородната енергетика беше улеснено и от глобалната енергийна криза, която избухна през 70-те години на миналия век. С края му обаче водородните генератори бяха бързо забравени. И това е въпреки многото предимства пред конвенционалното гориво:

идеална запалимост на горивна смес на базата на въздух и водород, което прави възможно лесното стартиране на двигателя при всяка температура на околната среда;
голямо отделяне на топлина по време на изгаряне на газ;
абсолютна екологична безопасност - отработените газове се превръщат във вода;
4 пъти по-висока скорост на изгаряне в сравнение с бензиновата смес;
способността на сместа да работи без детонация при висока степенкомпресия.

Основната техническа причина, която е непреодолима пречка при използването на водород като гориво за автомобили, е невъзможността да се постави достатъчно количество газ в превозното средство. Размерът на резервоара за водородно гориво ще бъде сравним с този на самия автомобил. Високата експлозивност на газа трябва да изключва възможността от най-малкото изтичане. В течна форма е необходима криогенна единица. Този метод също не е много осъществим в кола.

Браун газ

Днес водородните генератори набират популярност сред автомобилистите. Това обаче не е точно това, което беше обсъдено по-горе. Чрез електролиза водата се превръща в така наречения Браунов газ, който се добавя към горивната смес. Основната задача, която този газ решава, е пълното изгаряне на горивото. Това служи като увеличение на мощността и намаляване на разхода на гориво с приличен процент. Някои механици са успели да спестят до 40%.

Площта на повърхността на електродите е от решаващо значение за количествения добив на газ. Под действието на електрически ток една водна молекула започва да се разлага на два водородни атома и един кислород. При изгаряне такава газова смес отделя почти 4 пъти повече енергия, отколкото при изгаряне на молекулярния водород. Следователно използването на този газ в двигателите с вътрешно горене води до по-ефективно изгаряне на горивната смес, намалява количеството вредни емисиив атмосферата, увеличава мощността и намалява количеството консумирано гориво.

Универсална верига на водороден генератор

За тези, които нямат възможност за проектиране, може да се закупи водороден генератор за автомобил занаятчиикоито поставят монтажа и монтажа на такива системи на потока. Днес има много такива предложения. Цената на устройството и инсталацията е около 40 хиляди рубли.

Но можете сами да сглобите такава система - в нея няма нищо сложно. Състои се от няколко прости елементисвързани в едно цяло:

Инсталации за водна електролиза.
Резервоар за съхранение.
Уловител за газова влага.
Електронен блок за управление (модулатор на ток).

По-долу е дадена диаграма, с която можете лесно да сглобите водороден генератор със собствените си ръце. Чертежите на главния завод, произвеждащ газа на Браун, са доста прости и ясни.

Схемата не представлява никаква инженерна сложност, всеки, който знае как да работи с инструмента, може да я повтори. За автомобили със система за подаване на гориво за впръскване също е необходимо да се инсталира контролер, който регулира нивото на подаване на газ към горивната смес и е свързан към бордовия компютър на автомобила.

реактор

Количеството на получения обем Браунов газ зависи от площта на електродите и техния материал. Ако за електроди се вземат медни или железни плочи, тогава реакторът няма да може да работи дълго време поради бързото разрушаване на плочите.

Използването на титаниеви листове изглежда идеално. Въпреки това, използването им увеличава разходите за монтаж на устройството няколко пъти. Използването на високолегирани плочи от неръждаема стомана се счита за оптимално. Този метал е наличен, няма да е трудно да го придобиете. Можете също да използвате отработения резервоар от пералната машина. Трудността ще бъде само изрязването на плочите с желания размер.

Видове монтаж

Днес водороден генератор за автомобил може да бъде оборудван с три електролизатора от различен тип, работа и производителност:

Първият тип дизайн е достатъчен за различни карбураторни двигатели. Не е необходимо да инсталирате сложна електронна схема за регулатора на производителността на газа, а самото сглобяване на такъв електролизатор не е трудно.

За по-мощни автомобили сглобяването на втория тип реактор е за предпочитане. И за работещи двигатели дизелово гориво, а тежките превозни средства използват третия тип реактор.

Необходима производителност

За да се спести наистина гориво, водородният генератор за автомобил трябва да произвежда газ всяка минута в размер на 1 литър на 1000 работен обем на двигателя. Въз основа на тези изисквания се избира броят на плочите за реактора.

За да увеличите повърхността на електродите, е необходимо повърхността да се обработи с шмиргел в перпендикулярна посока. Тази обработка е изключително важна - ще увеличи работната площ и ще избегне "залепването" на газови мехурчета към повърхността.

Последното води до изолиране на електрода от течността и предотвратява нормалната електролиза. Също така не трябва да се забравя, че за нормална работаводата от електролизера трябва да е алкална. Обикновената сода може да служи като катализатор.

Регулатор на тока

Водороден генератор на автомобил увеличава производителността му по време на работа. Това се дължи на отделянето на топлина по време на реакцията на електролиза. Работната течност на реактора се нагрява и процесът протича много по-интензивно. За контрол на хода на реакцията се използва регулатор на тока.

Ако не го намалите, водата може просто да заври и реакторът ще спре да произвежда газа на Браун. Специален контролер, който регулира работата на реактора, ви позволява да променяте капацитета с увеличаване на скоростта.

Моделите на карбуратора са оборудвани с контролер с конвенционален превключвател на два режима на работа: "Track" и "City".

Безопасност при монтаж

Много майстори поставят чинии пластмасови контейнери... Не пестете от това. Трябва танк от неръждаем метал... Ако не е наличен, може да се използва отворен дизайн на плоча. В последния случай е необходимо да се използва висококачествен изолатор на ток и вода за надеждна работареактор.

Известно е, че температурата на горене на водорода е 2800. Това е най-експлозивният газ в природата. Газът на Браун не е нищо повече от "експлозивна" смес от водород. Следователно водородните генератори в автомобилния транспорт изискват висококачествено сглобяване на всички компоненти на системата и наличието на сензори за наблюдение на процеса.

Сензорът за температура на работната течност, налягането и амперметърът няма да бъдат излишни при проектирането на инсталацията. Специално вниманиеструва си да поставите водно уплътнение на изхода на реактора. То е жизненоважно. Ако сместа се запали, такъв клапан ще предотврати разпространението на пламъка в реактора.

Водороден генератор за отопление на жилищни и промишлени помещенияработещи на същите принципи се отличават с няколко пъти по-висока производителност на реактора. При такива инсталации липсата на водно уплътнение е смъртоносна опасност. За да се осигури безопасна и надеждна работа на системата, се препоръчва също така да се оборудват водородни генератори на автомобили с такъв възвратен клапан.

Докато конвенционалното гориво не е незаменимо

В света има няколко експериментални модела, които работят изцяло на газ на Браун. Техническите решения обаче все още не са достигнали своето съвършенство. Такива системи не са достъпни за обикновените жители на планетата. Ето защо засега автомобилистите трябва да се задоволят с "занаятчийски" разработки, които позволяват да се намалят разходите за гориво.

Малко за лековерието и наивността

Някои предприемчиви бизнесмени предлагат за продажба водороден генератор за автомобил. Те говорят за лазерната обработка на повърхността на електродите или за уникалните секретни сплави, от които са направени, специални водни катализатори, разработени в научни лаборатории по света.

Всичко зависи от способността на мисълта на такива предприемачи да управляват научна фантазия. Доверчивостта може да ви направи за собствени пари (понякога дори не малки) собственик на инсталацията, чиито контактни пластини ще се срутят след два месеца работа.

Ако вече сте решили да спестите пари по този начин, тогава е по-добре да сглобите инсталацията сами. Поне няма да има виновен.

Използването на водород като енергиен носител за отопление на къща е много примамлива идея, тъй като неговата калоричност (33,2 kW / m3) е повече от 3 пъти по-висока от тази на природния газ (9,3 kW / m3). На теория водороден генератор може да се използва за отопление, за да се извлече горим газ от водата и след това да се изгори в котел. Какво може да се получи от това и как да направите такова устройство със собствените си ръце ще бъде обсъдено в тази статия.

Принципът на работа на генератора

Като енергиен носител водородът наистина няма равен, а запасите му са практически неизчерпаеми. Както вече казахме, при изгаряне той отделя огромно количество топлинна енергия, несравнимо по-голямо от всяко въглеводородно гориво. Вместо вредни съединения, отделяни в атмосферата при използване на природен газ, когато водородът изгаря, се образува обикновена вода под формата на пара. Един проблем: този химичен елемент не се среща в природата в свободна форма, а само в комбинация с други вещества.

Едно от тези съединения е обикновената вода, която е напълно окислен водород. Много учени са работили върху разделянето му на съставните му елементи по време години... Това не означава, че е било неуспешно, защото все пак е намерено техническо решение за отделяне на водата. Същността му е в химическа реакцияелектролиза, която води до разделяне на водата на кислород и водород, получената смес се нарича експлозивен газ или газ на Браун. По-долу е дадена диаграма на водороден генератор (електролитна клетка), захранван от електричество:

Електролизаторите се произвеждат серийно и са предназначени за газопламъчни (заваръчни) работи. Ток с определена сила и честота се прилага към групи метални плочи, потопени във вода. В резултат на протичащата реакция на електролиза се отделят кислород и водород, смесени с водна пара. За да се отдели, газовете се прекарват през сепаратор и след това се подават към горелката. За да се избегне откат и експлозия, на захранването е монтиран клапан, който позволява на горивото да преминава само в една посока.

За контрол на нивото на водата и навременното попълване, конструкцията осигурява специален сензор, по сигнал на който се инжектира в работното пространство на електролизатора. Излишното налягане вътре в съда се следи от авариен превключвател и предпазен клапан... Поддръжката на водороден генератор се състои в периодично добавяне на вода и това е всичко.

Водородно отопление: мит или реалност?

Генераторът за заваряване е включен този моментединственото практическо приложение е електролитното разделяне на водата. Непрактично е да го използвате за отопление на къщата и ето защо. Разходите за енергия по време на работа с газ-пламък не са толкова важни, основното е, че заварчикът не трябва да носи тежки цилиндри и да се занимава с маркучи. Отоплението на дома е друг въпрос, където всяка стотинка е от значение. И тук водородът губи за всички съществуващи в момента видове гориво.

Важно.Цената на електроенергията за отделяне на горивото от водата чрез електролиза ще бъде много по-висока, отколкото детониращият газ може да се отдели по време на горенето.

Серийните заваръчни генератори струват много пари, защото използват катализатори за процеса на електролиза, които включват платина. Можете да направите водороден генератор със собствените си ръце, но неговата ефективност ще бъде дори по-ниска от тази на фабричния. Със сигурност ще успеете да получите запалим газ, но е малко вероятно той да бъде достатъчен да загреете поне един голяма стая, не като цялата къща. И ако това е достатъчно, ще трябва да плащате страхотни сметки за ток.

Вместо да харчите време и усилия за получаване на безплатно гориво, което не съществува априори, е по-лесно да направите обикновен електроден котел със собствените си ръце. Можете да сте сигурни, че по този начин ще използвате много по-малко енергия с повече полза. Въпреки това, домашните майстори - ентусиасти винаги могат да опитат ръката си и да сглобят електролизатор у дома, за да провеждат експерименти и да се уверят във всичко сами. Един от тези експерименти е показан във видеото:

Как да си направим генератор

Много интернет ресурси публикуват различни схеми и чертежи на генератор за производство на водород, но всички те работят на един и същ принцип. Ще представим на вашето внимание чертеж на просто устройство, взето от научно-популярната литература:

Тук електролизерът е група от метални пластини, закрепени заедно. Между тях са монтирани изолационни дистанционери, изключително дебели плочи също са изработени от диелектрик. От фитинга, монтиран в една от плочите, има тръба за подаване на газ към съда с вода, а от него към втората. Целта на резервоарите е да отделят парния компонент и да натрупват смес от водород и кислород, за да го доставят под налягане.

Съвет.Електролитните плочи за генератора трябва да бъдат направени от неръждаема стомана, легирана с титан. Той ще служи като допълнителен катализатор за реакцията на разцепване.

Плочите, които служат като електроди, могат да бъдат с всякакъв размер. Но трябва да разберете, че производителността на устройството зависи от тяхната повърхност. Колкото повече електроди можете да използвате в процеса, толкова по-добре. Но в същото време консумираният ток ще бъде по-висок, това трябва да се вземе предвид. Проводниците са запоени към краищата на плочите, водещи към източника на електричество. Тук също има поле за експерименти: можете да подавате различни напрежения към електролизера с помощта на регулируемо захранване.

Като електролизатор можете да използвате Пластмасов контейнерот водния филтър, като в него се поставят електроди от неръждаеми тръби. Продуктът е удобен с това, че е лесно да го запечатате от околната среда, като прокарате тръбата и проводниците през отворите в капака. Друго нещо е, че този домашен водороден генератор има ниска производителност поради малката площ на електродите.

Заключение

В момента няма надеждна и ефективна технология, която да позволи изпълнението на водородно отопление в частна къща. Предлаганите в търговската мрежа генератори могат да се използват успешно за обработка на метали, но не и за производство на котелно гориво. Опитите за организиране на такова отопление ще доведат до прекомерна консумация на електроенергия, без да се брои цената на оборудването.

Електролизата се използва широко в производствена площ, например, за производство на алуминий (апарати с изпечени аноди RA-300, RA-400, RA-550 и др.) или хлор (промишлени заводи Asahi Kasei). В ежедневието този електрохимичен процес се използва много по-рядко, като пример за басейнен електролизатор Intellichlor или машина за плазмено заваряване Star 7000. Увеличаването на цената на горивото, тарифите за газ и отоплението промени радикално ситуацията, което направи идеята за популярна водна електролиза у дома. Помислете какви са устройствата за разделяне на вода (електролизатори) и какъв е техният дизайн, както и как да направите прост апарат със собствените си ръце.

Какво е електролизер, неговите характеристики и приложение

Това е името на едноименното устройство за електрохимичен процес, който изисква външен източник на захранване. Конструктивно този апарат представлява вана, пълна с електролит, в която са поставени два или повече електрода.

Основната характеристика на такива устройства е производителността, този параметър често се посочва в името на модела, например в стационарни електролизни инсталации SEU-10, SEU-20, SEU-40, MBE-125 (мембранни блокови електролизатори) и др. . В тези случаи цифрите показват производството на водород (m 3 / h).

Що се отнася до останалите характеристики, те зависят от конкретния тип устройство и обхвата на приложение, например, когато се извършва електролиза на вода, следните параметри влияят върху ефективността на инсталацията:

По този начин, прилагайки 14 волта към изходите, получаваме 2 волта за всяка клетка, докато върху плочите от всяка страна ще има различни потенциали. Електролизаторите, използващи подобна система за свързване на плочи, се наричат сухи клетки.

Колкото по-малко е разстоянието между плочите (между катодните и анодните пространства), толкова по-малко ще бъде съпротивлението и следователно повече ток ще премине през разтвора на електролита, което ще доведе до увеличаване на производството на газ.
Размерите на плочата (което означава площта на електродите) са право пропорционални на тока, протичащ през електролита, и следователно също оказват влияние върху производителността.
Концентрация на електролита и топлинен баланс.
Характеристики на материала, използван за производството на електроди (злато - перфектен материал, но твърде скъпо, така че в домашно приготвени схемиизползва се неръждаема стомана).
Използването на технологични катализатори и др.

Както бе споменато по-горе, инсталациите от този тип могат да се използват като генератор на водород за производство на хлор, алуминий или други вещества. Използват се и като устройства за пречистване и дезинфекция на водата (UPEV, VGE), както и сравнителен анализнеговото качество (Tesp 001).

Ние се интересуваме преди всичко от устройства, които произвеждат газ на Браун (водород с кислород), тъй като именно тази смес има всички перспективи за използване като алтернативен енергиен носител или добавки към горивото. Ще ги разгледаме малко по-късно, но засега нека да преминем към дизайна и принципа на работа на най-простия електролизатор, който разделя водата на водород и кислород.

Устройство и подробен принцип на работа

Устройствата за производство на оксиводороден газ от съображения за безопасност не предполагат неговото натрупване, тоест газовата смес се изгаря веднага след производството. Това донякъде опростява дизайна. В предишния раздел разгледахме основните критерии, които влияят на производителността на устройството и налагат определени изисквания за производителност.

Принципът на действие на устройството е показан на фигура 4, източник на постоянно напрежение е свързан към електроди, потопени в електролитен разтвор. В резултат на това през него започва да преминава ток, чието напрежение е по-високо от точката на разлагане на водните молекули.

Фигура 4. Конструкция на обикновен електролизатор

В резултат на този електрохимичен процес катодът освобождава водород и анода кислород в съотношение 2 към 1.

Видове електролизери

Нека се запознаем накратко с конструктивните характеристики на основните видове устройства за разделяне на вода.

Суха

Дизайнът на устройство от този тип е показано на фигура 2, неговата особеност се крие във факта, че чрез манипулиране на броя на клетките е възможно да се захранва устройството от източник с напрежение, значително надвишаващо минималния електроден потенциал.

Течащ

Опростено устройство от този тип устройства може да се намери на фигура 5. Както можете да видите, дизайнът включва вана с електроди "A", напълно напълнена с разтвор и резервоар "D".

Фиг. 5. Проектиране на проточен електролизатор

Принципът на работа на устройството е както следва:

на входа на електрохимичния процес газът заедно с електролита се изстисква в контейнера "D" през тръбата "B";
в резервоара "D" има отделяне от електролитния разтвор на газа, който се изпуска през изходния клапан "C";
електролитът се връща в хидролизната баня през тръба “E”.

Мембрана

Основната характеристика на този тип устройства е използването на твърд електролит (мембрана) на полимерна основа. Дизайнът на устройства от този тип може да се намери на фигура 6.

Фиг. 6. Мембранен електролизатор

Основната характеристика на такива устройства е двойното предназначение на мембраната, тя не само пренася протони и йони, но и върху физическо ниворазделя както електродите, така и продуктите от електрохимичния процес.

диафрагма

В случаите, когато дифузията на продуктите от електролизата между електродните камери не е допустима, се използва пореста диафрагма (която е дала името на такива устройства). Материалът за него може да бъде керамика, азбест или стъкло. В някои случаи за създаване на такава диафрагма могат да се използват полимерни влакна или стъклена вата. Фигура 7 показва най-простата версия на диафрагмено устройство за електрохимични процеси.

Обяснение:

Изход за кислород.
U-образна колба.
Изход на водород.
анод.
катод.
диафрагма.

Алкална

Електрохимичният процес е невъзможен в дестилирана вода, като катализатор се използва концентриран алкален разтвор (използването на сол е нежелателно, тъй като в този случай се отделя хлор). Въз основа на това повечето от електрохимичните устройства за разделяне на вода могат да се нарекат алкални.

На тематични форуми се препоръчва използването на натриев хидроксид (NaOH), който, за разлика от сода за хляб(NaHCO 3), не корозира електрода. Имайте предвид, че последното има две значителни предимства:

Могат да се използват железни електроди.
Не се отделят вредни вещества.

Но един значителен недостатък отрича всички предимства на содата за хляб като катализатор. Концентрацията му във вода е не повече от 80 грама на литър. Това намалява устойчивостта на замръзване на електролита и неговата токова проводимост. Ако все още можете да се примирите с първия през топлия сезон, тогава вторият изисква увеличаване на площта на електродните плочи, което от своя страна увеличава размера на конструкцията.

Електролизатор за производство на водород: чертежи, диаграма

Помислете как можете да направите мощна газова горелка, която работи със смес от водород и кислород. Диаграма на такова устройство може да се види на фигура 8.

Ориз. 8. Устройство на водородна горелка

Обяснение:

Дюза на горелката.
Гумени тръби.
Второ водно уплътнение.
Първият воден затвор.
анод.
катод.
Електроди.
Вана с електролиза.

Фигура 9 показва електрическа схемазахранване за електролизера на нашата горелка.

Ориз. 9. Захранване на електролизната горелка

За мощен токоизправител се нуждаем от следните части:

Транзистори: VT1 - MP26B; VT2 - P308.
Тиристори: VS1 - KU202N.
Диоди: VD1-VD4 - D232; VD5 - D226B; VD6, VD7 - D814B.
Кондензатори: 0,5 uF.
Променливи резистори: R3 -22 kOhm.
Резистори: R1 - 30 kOhm; R2 - 15 kOhm; R4 - 800 ома; R5 - 2,7 kOhm; R6 - 3 kOhm; R7 - 10 kOhm.
PA1 - амперметър с измервателна скала най-малко 20 A.

Кратки инструкции за подробностите за електролизера.

Ваната може да бъде направена от стара батерия. Плочите трябва да бъдат отрязани 150x150 mm от покривно желязо (дебелина на листа 0,5 mm). За да работите с гореописаното захранване, ще трябва да сглобите електролизатор за 81 клетки. Чертежът, според който се извършва инсталацията, е показан на фигура 10.

Ориз. 10. Чертеж на електролитна клетка за водородна горелка

Имайте предвид, че поддръжката и управлението на такова устройство не е трудно.

Направи си сам електролизатор за кола

В интернет можете да намерите много схеми на HHO системи, които според авторите могат да спестят от 30% до 50% гориво. Такива твърдения са твърде оптимистични и като правило не са подкрепени с никакви доказателства. Опростена диаграма на такава система е показана на фигура 11.

Опростена схема на електролизер за автомобил

На теория такова устройство трябва да намали разхода на гориво поради пълното му изгаряне. За това в въздушен филтъргоривната система се захранва със сместа на Браун. Това е водород с кислород, получен от електролизер, захранван от вътрешната мрежа на автомобила, което увеличава разхода на гориво. Порочен кръг.

Разбира се, може да се използва PWM веригата на токовия регулатор, може да се използва по-ефективно импулсно захранване или други трикове за намаляване на консумацията на енергия. Понякога в интернет срещате предложения за закупуване на нискотоков PSU за електролизатор, което обикновено е глупост, тъй като производителността на процеса директно зависи от силата на тока.

Това е като системата на Кузнецов, чийто воден активатор е загубен, но няма патент и т.н. В горните видеоклипове, където се говори за безспорните предимства на такива системи, практически няма аргументирани аргументи. Това не означава, че идеята няма право на съществуване, но претендираната икономика е "леко" преувеличена.

Направи си сам електролизатор за отопление на дома

В момента няма смисъл да се прави домашен електролизатор за отопление на къща, тъй като цената на водорода, получен чрез електролиза, е много по-скъпа от природния газ или други топлоносители.

Трябва също да се има предвид, че нито един метал не може да издържи на температурата на горене на водорода. Вярно е, че има решение, патентовано от Стан Мартин, за заобикаляне на този проблем. Необходимо е да се обърне внимание на ключовия момент, който ви позволява да разграничите достойна идея от очевидна заблуда. Разликата между тях е, че първият е патентован, а вторият намира своите поддръжници в интернет.

Това би могло да приключи статията за битови и промишлени електролизери, но има смисъл да направим малък преглед на компаниите, които произвеждат тези устройства.

Преглед на производителите на електролизатори

Ние изброяваме производителите, които произвеждат горивни клетки на базата на електролизатори, някои компании произвеждат и домакински устройства: NEL Hydrogen (Норвегия, на пазара от 1927 г.), Hydrogenics (Белгия), Teledyne Inc (САЩ), Uralkhimmash (Русия), RusAl (Русия). , значително подобри технологията Soderberg), RutTech (Русия).