Zeichnungen von Wasserstoffgeneratoren zum Selbermachen. Wie man einen Wasserstoffgenerator baut. Video - Wasserstoffheizung. Wasserstoffbatterien

Die Ölreserven der Welt sind erschöpft und Wissenschaftler suchen nach einem Ersatz für Benzin. Eine der unerschöpflichen Energiequellen ist Wasserstoff. Darüber hinaus ist es umweltfreundlich, was von großer Bedeutung ist modernen Bedingungen. Heute gibt es bereits funktionierende Wasserstoffgeneratoren, beispielsweise in der Automobilindustrie. Beste Ergebnisse gelang es den Ingenieuren der japanischen Firma Toyota, die einen funktionierenden Prototyp des Autos erstellten.

Arbeitsprinzip

Wasserstoff kann zum Heizen von Häusern oder als Kraftstoff für Fahrzeuge verwendet werden. Im ersten Fall kann aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Stoffes ein guter Wirkungsgrad erzielt werden. Während der Oxidationsreaktion verbindet sich ein Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen, was zur Bildung von Wasser führt. Etwa 3 mal gleichzeitig freigegeben mehr Hitze im Vergleich zur Verbrennung von Erdgas.

Unter allen heute der Wissenschaft bekannten Energiequellen , es ist diese Substanz, die als die vielversprechendste angesehen werden sollte - Zwei Drittel des globalen Ozeans am Boden des Planeten bestehen aus dieser Substanz, und im Universum kann nur Helium in Bezug auf die Verteilung mit Wasserstoff konkurrieren. Daher kann ein Motor, der mit diesem Kraftstoff betrieben wird, als der beste angesehen werden.

Allerdings gibt es durchaus ernstes Problem- Um reinen Wasserstoff zu erhalten, muss Wasser gespalten werden, was nicht der einfachste Prozess ist. Heute glauben Wissenschaftler, dass der einfachste Weg, Wassermoleküle zu spalten, die Elektrolyse ist. Dieser Vorgang ist jedem aus dem Schulphysikkurs bekannt: Spannung mit hohem elektrischem Potential zerlegt die Wassermoleküle buchstäblich in ihre Bestandteile.

Das Ergebnis ist ein Gas der Formel HHO mit einem Heizwert von 121 MJ/kg. Es wurde nach dem Physiker Y. Brown benannt und setzt beim Verbrennen keine Schadstoffe frei. Die Besonderheit des Stoffes besteht darin, dass für seine Verwendung dieselben Behälter verwendet werden können, die heute als Kessel für Methan oder Propan verwendet werden. Es müssen jedoch zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, da Browns Gas ein stark explosives Gemisch ist.

Wasserstoffgenerator für ein Auto besteht aus zwei Hauptelementen:

• Elektrolyseur.
• Reservieren.

Elektrodenplattenpaare befinden sich im versiegelten Behälter des Geräts und es selbst ist mit einem Gasauslassrohr, Anschlüssen, einem Schutzventil, einer Wasserdichtung und einem Einfüllstutzen zum Einfüllen von Wasser ausgestattet. Diese Konstruktion ermöglicht es, den Ausbreitungsprozess der umgekehrten Verbrennung von Browns Gas zu eliminieren und eine Verbrennung von Wasserstoff nur am Ausgang des Brenners zu erreichen.

Der Einsatz eines klassischen Hydrolyseurs ist jedoch unrentabel, da er mit einem erheblichen Verbrauch an elektrischer Energie verbunden ist. Es wurde jedoch ein Ausweg aus dieser Situation gefunden - Ströme einer bestimmten Frequenz. Dadurch geraten Wassermoleküle mit elektrischen Impulsen in Resonanz und werden in Bestandteile gespalten. Wenn Sie ein solches Gerät zusammengebaut haben, können Sie mit Ihren eigenen Händen Kraftstoff aus dem Wasser holen.

Umfang und Nutzen

Bis heute ist die beschriebene Bauform des Elektrolyseurs so üblich wie ein Plasmaschneider. Es sei darauf hingewiesen, dass der Wasserstoffgenerator zunächst aktiv zur Durchführung verwendet wurde Schweißarbeiten. Heute hat sich die Situation geändert und Gas Brown kann verwendet werden, um die folgenden Probleme zu lösen:

Die Vorteile der Verwendung von Braungas liegen auf der Hand: Denken Sie nur an die Reserven der Substanz und ihre Umweltfreundlichkeit.

Produktionstechnik kennen Wasserstoff-Kraftstoff und mit bestimmten Fähigkeiten können Sie zu Hause einen Wasserstoffgenerator mit Ihren eigenen Händen herstellen. Heutzutage gibt es mehrere praktikable Schemata, mit denen Sie eine solche Installation erstellen können. Darüber hinaus werden die Elektroden im Gegensatz zum klassischen Gerät bei einem selbstgebauten Gerät nicht in einen Behälter mit Wasser gelegt, sondern die Flüssigkeit selbst tritt in die Lücken zwischen den Platten ein. Bevor Sie mit der Herstellung einer Wasserstoffanlage mit Ihren eigenen Händen beginnen, sollten Sie die Zeichnungen sorgfältig studieren.

Materialauswahl

Meistens stehen Heimwerker vor dem Problem, Elektroden auszuwählen. Mit der Schaffung einer Brennstoffzelle ist die Situation einfacher und heute gibt es zwei Haupttypen von Wasserstoffgeneratoren – „nass“ und „trocken“. Um den ersten zu erstellen, können Sie jeden Behälter verwenden, der über einen ausreichenden Sicherheitsspielraum und Gasdichtigkeit verfügt. Beste Wahl kann als altmodisches Batteriegehäuse für einen Personenwagen betrachtet werden.

Wenn möglich, ist es besser, das Gehäuse selbst aus Edelstahl herzustellen, dies führt jedoch zu einer Erhöhung der Kosten der Einheit. Eine hausgemachte Brennstoffzelle vom „trockenen“ Typ wird aus Plexiglas mit einer Dicke von mindestens 10 cm hergestellt, und es werden auch Dichtungen in Form eines Silikonrings benötigt.

Die besten Elektroden sind Edelstahlplatten (Rohre). Grundsätzlich kann auch Eisenmetall verwendet werden, jedoch korrodiert es schnell und solche Elektroden müssen häufig ausgetauscht werden. Ganz anders verhält es sich bei der Verwendung von kohlenstoffreichen Legierungen, die mit Chrom legiert sind. Ein Beispiel für ein solches Material ist Edelstahl 316L.

Bei der Verwendung von Rohren müssen diese so ausgewählt werden, dass beim Einbau eines Elements in ein anderes zwischen ihnen ein Spalt von höchstens einem Millimeter vorhanden ist. Nicht weniger wichtiges Detail Der Wasserstoffgenerator für das Auto ist ein PWM-Generator. Dank eines richtig zusammengebauten Stromkreises ist es möglich, die Frequenz des Stroms zu regulieren, und ohne dies ist es nicht möglich, Wasserstoff zu produzieren.

Um einen Wasserverschluss (Bubbler) herzustellen, können Sie jeden Behälter verwenden, der über einen ausreichenden Dichtigkeitsindikator verfügt. Gleichzeitig ist es wünschenswert, es mit einem dicht schließenden Deckel auszustatten, aber wenn sich das HHO entzündet, wird es sofort im Inneren abgerissen. Um zu verhindern, dass Brownsches Gas in die Brennstoffzelle zurückkehrt, wird empfohlen, einen Isolator zwischen Wasserdichtung und Zelle zu installieren.

Gerätemontage

Um einen Sauerstoffgenerator herzustellen, ist es besser, eine „trockene“ Brennstoffzelle zu wählen, und die Elektroden sollten aus Edelstahl bestehen. Sie ist bei Heimwerkern am beliebtesten. Es ist auch wichtig, eine bestimmte Reihenfolge von Aktionen einzuhalten:

Nach Abschluss aller Montagearbeiten muss das Gerät justiert werden. Besondere Aufmerksamkeit Bei der Erstellung einer selbstgebauten Einheit muss auf die Sicherheit geachtet werden, da HHO-Gas bei unverantwortlicher Haltung explodieren kann.

Wir sind es gewohnt, die günstigste Kraftstoffart zu berücksichtigen Erdgas. Aber es stellt sich heraus, dass er es hat würdige Alternative- Wasserstoff aus der Spaltung von Wasser. Die Ausgangssubstanz für die Herstellung dieses Kraftstoffs erhalten wir kostenlos. Und wenn Sie auch einen Wasserstoffgenerator mit Ihren eigenen Händen bauen, werden die Einsparungen einfach erstaunlich sein. So richtig?

Für diejenigen, die mit ihren eigenen Händen einen Generator aus billigem, aber sehr ergiebigem Kraftstoff bauen möchten, bieten wir eine detaillierte Anleitung an. Hier sind einige Tipps für die richtige Verwendung. Als informative Ergänzungen, die das Funktionsprinzip anschaulich erklären, kommen Fotoanwendungen und Videos zum Einsatz.

Im Chemieunterricht weiterführende Schule einmal wurde erklärt, wie aus gewöhnlichem leitungswasser wasserstoff gewonnen werden kann. Ist in chemisches Feld Das Konzept ist Elektrolyse. Dank der Elektrolyse ist es möglich, Wasserstoff zu gewinnen.

Die einfachste Wasserstoffanlage ist eine Art mit Wasser gefüllter Behälter. Zwei Plattenelektroden werden unter der Wasserschicht platziert. Sie werden mit Strom versorgt. Da Wasser ein ausgezeichneter elektrischer Stromleiter ist, wird zwischen den Platten ein Kontakt mit geringem Widerstand hergestellt.

Der Strom, der durch einen kleinen Wasserwiderstand fließt, trägt zur Bildung einer chemischen Reaktion bei, wodurch Wasserstoff gebildet wird.

Schema einer experimentellen Wasserstoffanlage, die früher im Lehrplan der Oberstufe im Chemieunterricht studiert wurde. Wie sich herausstellte, waren diese Lektionen für die Praxis der modernen Alltagsbedürfnisse nicht überflüssig.

Es scheint, dass alles einfach ist und nur noch sehr wenig übrig bleibt - den entstehenden Wasserstoff zu sammeln, um ihn als Energiequelle zu nutzen. Aber die Chemie ist nie vollständig ohne subtile Details.

Also hier: Wenn sich Wasserstoff mit Sauerstoff verbindet, entsteht ab einer bestimmten Konzentration ein explosionsfähiges Gemisch. Dieser Moment ist eines der kritischen Phänomene, die die Möglichkeiten zum Bau ausreichend leistungsfähiger Wohnungsstationen einschränken.

Konstruktion von Wasserstoffgeneratoren

Um Do-it-yourself-Wasserstoffgeneratoren zu bauen, nehmen sie normalerweise das klassische Brown-Installationsschema als Grundlage. Ein solcher Elektrolyseur mittlerer Leistung besteht aus einer Gruppe von Zellen, die jeweils eine Gruppe von Plattenelektroden enthalten. Die Leistung der Anlage wird durch die Gesamtfläche der Plattenelektroden bestimmt.

Die Zellen befinden sich in einem gut isolierten Behälter Außenumgebung. Auf dem Tankkörper sind Abzweigrohre zum Anschließen einer Wasserleitung, eines Wasserstoffausgangs sowie einer Kontaktplatte zum Anschließen von Strom dargestellt.

Wir entwickeln und fertigen auch Anlagen für den Betrieb in Eigentumswohnungen. Es ist schon vorbei kraftvolle Designs(5-7 kW), deren Zweck nicht nur Energie ist Heizsysteme sondern auch Stromerzeugung. Diese Kombination gewinnt schnell an Popularität westliche Länder und in Japan.

Kombinierte Wasserstoffgeneratoren zeichnen sich als Systeme mit hohem Wirkungsgrad und geringen Kohlendioxidemissionen aus.

Ein Beispiel für eine real funktionierende industriell gefertigte Station mit einer Leistung von bis zu 5 kW. In Zukunft sind ähnliche Installationen für die Ausstattung von Cottages und Eigentumswohnungen geplant.

Auch die russische Industrie hat begonnen, sich mit dieser zukunftsträchtigen Art der Kraftstoffproduktion zu beschäftigen. Norilsk Nickel beherrscht insbesondere Technologien für die Herstellung von Wasserstoffanlagen, einschließlich Haushaltsanlagen.

Es ist geplant, die meisten zu verwenden verschiedene Typen Brennstoffzellen im Entwicklungs- und Produktionsprozess:

• Protonenaustauschmembran;
• Phosphorsäure;
• Protonenaustausch-Methanol;
• alkalisch;
• festes Oxid.

Inzwischen ist der Elektrolyseprozess reversibel. Diese Tatsache legt nahe, dass es möglich ist, bereits erhitztes Wasser zu erhalten, ohne Wasserstoff zu verbrennen.

Es scheint, dass dies eine andere Idee ist, mit der Sie eine neue Runde von Leidenschaften starten können, die mit der kostenlosen Entnahme von Brennstoff für einen Haushaltskessel verbunden sind.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Experimentieren Sie zu Hause mit selbstgemachte Modelle, müssen Sie sich auf die unerwartetsten Ergebnisse vorbereiten, aber eine negative Erfahrung ist auch eine Erfahrung:

Do-it-yourself-Wasserstoffgeneratoren für zu Hause sind immer noch ein Projekt, das auf der Ebene einer Idee existiert. Es gibt keine praktisch umgesetzten Projekte von Do-it-yourself-Wasserstoffgeneratoren, und diejenigen, die im Netzwerk positioniert sind, sind die Vorstellungen ihrer Autoren oder rein theoretische Optionen.

Es bleibt also nur, sich auf ein teures Industrieprodukt zu verlassen, das in naher Zukunft zu erscheinen verspricht.

Die Automobilindustrie ist einer der zukunftsträchtigsten Industriezweige. Globale Konzerne versuchen, viel Geld in die Entwicklung neuer Technologien zu investieren, die die Leistung in Zukunft verbessern sollen. Fahrzeug. Die kleinste Änderung in den Funktionsprinzipien des Autos kann seine Dynamik, Fahrleistung sowie das Sicherheitsniveau radikal verändern. Gleichzeitig versprechen die wichtigsten Änderungen alternative Quellen Kraftstoff- und insbesondere Wasserstoffautos, die bereits heute in den Linien führender Hersteller zu sehen sind. Trotz des Aufkommens von Serienmodellen dieser Art sind Designer immer noch auf der Suche nach der besten Nutzung von Wasserstoff. Aber die Tatsache, dass die Umsetzung Treibstoff gegeben im Motoraktionsalgorithmus bringt eine Reihe von Vorteilen, unbestreitbar.

Die Besonderheiten von Wasserstoffautos

Es ist bei weitem nicht immer der Übergang von traditionellen Technologien zu neuen Lösungen, um die Qualitätsindikatoren des Transportbetriebs zu verbessern. Dies geschieht mit Elektrofahrzeugen, die zwar als umweltfreundlich und relativ gelten wirtschaftliche Sicht technische Mittel, haben aber viele Mängel, darunter eine unbefriedigende Dynamik. Unter der Bedingung eines ausgewogenen Geräts kann es wiederum die Vorteile von Autos mit klassischen Motoren bewahren und mehrere neue Vorteile bieten. Interessiert an diese Art Kraftstoff von den Herstellern ist auf die Möglichkeit zurückzuführen, die Umweltfreundlichkeit des Transports sowie Energieeinsparungen zu verbessern. Im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren stoßen wasserstoffbetriebene Aggregate praktisch keine Schadstoffe aus. Dieses Ergebnis kann nur erreicht werden, wenn herkömmliche Motoren vollständig eliminiert werden, und in diesem Fall werden auch Leistungseinbußen spürbar sein.

Kombination aus Wasserstoff und ICE

Autohersteller nutzen heute mehrere Konzepte für die Nutzung von Wasserstoff. Eine der gebräuchlichsten ist die Hybridversion, bei der ein Verbrennungsmotor und Wasserstoffelemente kombiniert werden. Anfangs zeichneten sich die mit diesem Ansatz hergestellten Konzeptautos mit Wasserstoff durch ihre geringe Leistung aus. Jüngste Entwicklungen zeigen jedoch die gegenteilige Situation, wenn das Leistungspotential um 10–15 % zunimmt. Aber auch hier macht die Leistungssteigerung den Vorteil in Form von Umweltfreundlichkeit und Wartungskosten der Maschine zunichte. Es gibt einen weiteren negativen Faktor aus der Verwendung von Wasserstoff im Verbrennungsmotorsystem. Während des Betriebs reagiert der Kraftstoff mit Strukturelementen, was die Lebensdauer der Materialien des Aggregats erheblich verkürzt.

Technische Eigenschaften von Autos mit Wasserstoff

Die erste Serie, die mit einem Wasserstoffantrieb geliefert wurde, ist die viertürige Limousine Mirai von Toyota. Die Entwickler verwendeten eine nicht standardmäßige Konfiguration, bei der die Füllung auf einem Elektromotor basiert, der mit einem Wasserstoffkonverter verbunden ist. Dadurch leistet das Hybridauto 151 PS. mit., Höchstgeschwindigkeit bei 180 km / h und Beschleunigung auf "Hunderte" in 9 Sekunden. Gleichzeitig können Sie mit einem Tankvorgang fast 500 km überwinden, was für das erste Auto mit Wasserstoff sehr gut ist. Technische Eigenschaften Auch Wasserstoff-Crossover können sich sehen lassen – so erhielt beispielsweise der Hyundai Intrado eine 36-kWh-Batterie, die für eine Reichweite von bis zu 600 km sorgt. Aber das Wichtigste ist schädliche Emissionen werden in diesem Fall auf null reduziert. Unternehmen bieten bereits Wasserstoffmaschinen mit attraktiven Leistungsdaten an. Unter den Faktoren, die diesen Fortschritt stoppen, kann man nur das Fehlen einer Infrastruktur feststellen, die die Nutzung neuer Technologien durch eine breite Masse von Verbrauchern ermöglicht.

Wasserstoffgeneratoren

Tschüss große Hersteller beherrschen Hightech-Motoren, die Wasserstoff als Energiequelle nutzen, im Mittelglied gibt es eine Verbreitung von Hilfsgeneratoren, die die Verarbeitung von Brennstoffzellen ermöglichen dieser Art. Da der Hauptzweck der Verwendung neuer Brennstoffarten darin besteht, die Umweltfreundlichkeit des Prozesses zu erhöhen und die Energiekosten zu senken, reicht es in einigen Fällen aus, nur den entsprechenden Reaktor in das Design einzuführen. Diese Funktion erfüllt insbesondere ein Auto, das auch als Gaskonverter bezeichnet wird. Gleichzeitig gibt es zwei Arten solcher Anlagen - mit flüssigen und trockenen Komponenten. In Bezug auf die Effizienz ist die zweite Option rentabler, da Flüssigzellen viel Strom benötigen, wodurch die Batteriegröße zunimmt.

Das Funktionsprinzip von Wasserstoffreaktoren

Positives Feedback zu Wasserstoffautos

Aus Sicht von Umweltverbänden und Herstellern selbst liegen die Vorteile des Einsatzes von Wasserstoff auf der Hand. Für den Endverbraucher ist der Nutzen durch den Einsatz neuer Brennstoffzellen noch nicht so ausgeprägt. Dennoch zeigen die erfolgreichsten Beispiele für Autos dieses Typs Einsparungen im Betrieb, die in Zukunft einer der Hauptfaktoren für die Popularität dieser Technik werden können. Hinsichtlich Fahrdynamik und Leistung sorgt ein Wasserstoffgenerator für Autos für widersprüchliche Meinungen, aber auch hier gibt es positive Entwicklungen. Ein rationeller Kraftstoffverbrauch sorgt nicht nur für Einsparungen, sondern auch für eine Leistungssteigerung des Kraftwerks - dementsprechend steigt in einigen Fällen auch die Leistung.

Negative Rückmeldung

Auch wenn es um Weiterentwicklungen in diesem Bereich geht, müssen sich Anwender mit den Problemen einer unterentwickelten Infrastruktur auseinandersetzen. Wie bei anderen Hybridversionen müssen Wasserstoffautos an speziellen Stationen gewartet werden. Natürlich gibt es auch Modelle, die mit in Zylindern gelieferten Lösungen arbeiten. Doch in diesem Fall gelten strenge Speicherbedingungen, deren Einhaltung von Wasserstoff auf einem Auto verlangt wird. Bewertungen mit Kritik erwähnen separat die aufgerüsteten Maschinen, die mit herkömmlichen Motoren liefen. Tatsache ist, dass die Integration von Wasserstoffanlagen oft zu einem schnellen Verschleiß der nächsten Komponenten und Teile führt.

Vergleich mit alternativen Technologien

Experten zufolge wird die globale Automobilindustrie früher oder später von Technologien dominiert, die hohe Anforderungen an die Umweltsicherheit erfüllen. Neben Wasserstoffkonzepten beanspruchen Elektrofahrzeuge, verschiedene Hybride, Flüssigstickstoffmodelle etc. diese Rolle, aber im Gegensatz zu den oben genannten Konzepten ist der gleiche HHO-Wasserstoffgenerator für ein Auto am einfachsten in der technischen Umsetzung. Wenn Entwickler für einen Elektromotor oft ein neues Design im Raum mit dem Motor schaffen müssen, dann liegt die Einführung eines Wasserstoffreaktors in der Macht jeder modernen Autowerkstatt. Eine andere Sache ist, dass der Generator nicht als der größte angesehen werden kann bestes Beispiel Verwendung alternativer Kraftstoffe für den Transport.

Fazit

Seit dem Aufkommen der ersten Autos wird Wasserstoff als Energiequelle für die Energieversorgung des Verkehrskraftwerks verwendet. Die Leistungsstärke klassischer Verbrennungsmotoren hat derartige Entwicklungen jedoch überschattet. Tatsächlich können wasserstoffbetriebene Autos schon heute in einigen Parametern nicht mit konventionellen Modellen mithalten. Die Relevanz dieser Richtung ergibt sich aus der Abwesenheit von Luftschadstoffen. Es gibt bestimmte Vorteile in anderen Nuancen des Betriebs, aber sie sind für Hersteller nicht grundlegend. Wenn wir über die Opfer sprechen, die die Hersteller von Wasserstoffautos bringen müssen, dann beschränken sie sich wahrscheinlich auf bescheidene Leistung und die Einführung von Strukturelementen, die die Ergonomie beeinträchtigen können.

Schon der mittelalterliche Wissenschaftler Paracelsus bemerkte bei einem seiner Experimente, dass sich beim Kontakt von Schwefelsäure mit Eisen Luftblasen bilden. Tatsächlich war es Wasserstoff (aber nicht Luft, wie der Wissenschaftler glaubte) – ein leichtes, farbloses, geruchloses Gas, das unter bestimmten Bedingungen explosiv wird.

GegenwärtigWasserstoffheizung zum Selbermachen - eine sehr häufige Sache. Tatsächlich ist Wasserstoff in nahezu unbegrenzten Mengen erhältlich, Hauptsache es gibt Wasser und Strom.

Diese Heizmethode wurde von einem der entwickelt Italienische Unternehmen. Ein Wasserstoffboiler arbeitet ohne die Erzeugung schädlicher Abfälle, weshalb er als die umweltfreundlichste und leiseste Art gilt, ein Haus zu heizen. Die Innovation der Entwicklung besteht darin, dass es den Wissenschaftlern gelungen ist, die Verbrennung von Wasserstoff bei einer relativ niedrigen Temperatur (etwa 300 ᵒС) zu erreichen, und dies ermöglichte eine ähnliche Produktion Heizkessel aus traditionellen Materialien.

Während des Betriebs gibt der Kessel nur harmlosen Dampf ab, und das einzige, was Kosten verursacht, ist Strom. Und wenn Sie dies mit Sonnenkollektoren (Solaranlage) kombinieren, können diese Kosten vollständig auf Null reduziert werden.

Beachten Sie! Häufig werden Wasserstoffboiler zur Beheizung von „Fußbodenheizungen“ eingesetzt, die einfach per Hand zusammengebaut werden können.

Wie passiert alles? Sauerstoff reagiert mit Wasserstoff und bildet, wie wir uns aus dem Chemieunterricht der Mittelschule erinnern, Wassermoleküle. Die Reaktion wird durch Katalysatoren provoziert, wodurch Wärmeenergie freigesetzt wird und das Wasser auf etwa 40 ° C erhitzt wird - die ideale Temperatur für einen "warmen Boden".

Durch Einstellen der Leistung des Kessels können Sie eine bestimmte Temperaturanzeige erreichen, die zum Heizen eines Raums mit einem bestimmten Bereich erforderlich ist. Es ist auch erwähnenswert, dass solche Kessel als modular gelten, da sie aus mehreren unabhängigen Kanälen bestehen. In jedem der Kanäle befindet sich ein oben erwähnter Katalysator, wodurch ein Kühlmittel in den Wärmetauscher gelangt, das bereits den erforderlichen Indikator von 40ᵒС erreicht hat.

Beachten Sie! Ein Merkmal solcher Geräte ist, dass jeder der Kanäle eine andere Temperatur erzeugen kann. So kann einer von ihnen durchgeführt werden, um " warmen Boden“, der zweite zum Nachbarraum, der dritte zur Decke usw.

Die Hauptvorteile des Heizens mit Wasserstoff

Diese Methode zum Heizen eines Hauses hat mehrere wesentliche Vorteile, die die wachsende Popularität des Systems bestimmen.

1. Beeindruckender Wirkungsgrad, der oft 96 % erreicht.
2. Umweltfreundlichkeit. Das einzige Nebenprodukt, das in die Atmosphäre freigesetzt wird, ist Wasserdampf, der keinen Schaden anrichten kann Umgebung im Prinzip.
3. Die Wasserstoffheizung ersetzt allmählich traditionelle Systeme und befreit die Menschen von der Notwendigkeit, natürliche Ressourcen - Öl, Gas, Kohle - zu fördern.
4. Wasserstoff wirkt ohne Feuer, thermische Energie wird durch eine katalytische Reaktion erzeugt.

Ist es möglich, selbst mit Wasserstoff zu heizen?

Grundsätzlich ist dies möglich. Das Hauptelement des Systems - der Kessel - kann auf der Basis eines NHO-Generators, dh eines herkömmlichen Elektrolyseurs, erstellt werden. Wir alle erinnern uns an Schulexperimente, als wir blanke Drähte in einen Behälter mit Wasser steckten, der über einen Gleichrichter an eine Steckdose angeschlossen war. Für den Bau des Kessels müssen Sie diese Erfahrung also wiederholen, jedoch in größerem Maßstab.

Beachten Sie! Der Wasserstoffkessel wird, wie bereits erwähnt, mit einem "warmen Boden" verwendet. Aber die Einrichtung eines solchen Systems ist ein Thema für einen anderen Artikel, daher verlassen wir uns darauf, dass der „warme Boden“ bereits eingerichtet und einsatzbereit ist.

Wasserstoffbrenner bauen

Beginnen wir mit der Erstellung eines Wasserkochers. Traditionell beginnen wir mit dem Kochen notwendige Werkzeuge und Materialien.

Was wird in der Arbeit benötigt

1. Edelstahlblech.
2. Rückschlagventil.
3. Zwei Schrauben 6x150, Muttern und Unterlegscheiben dazu.
4. Strömungsfilter (aus Waschmaschine).
5. transparentes Rohr. Der Wasserstand ist dafür ideal - in Baumärkten wird er für 350 Rubel pro 10 m verkauft.
6. Versiegelter Kunststoffbehälter für Lebensmittel mit einem Fassungsvermögen von 1,5 Litern. Die ungefähren Kosten betragen 150 Rubel.
7. Fischgrätfittings ø8 mm (diese eignen sich hervorragend für Schläuche).
8. Bulgarisch für Metallsägen.

Lassen Sie uns nun herausfinden, welche Art von Edelstahl verwendet werden soll. Idealerweise sollte hierfür Stahl 03X16H1 genommen werden. Aber kaufen ganzes Blatt„Edelstahl“ ist manchmal sehr teuer, da ein 2 mm dickes Produkt mehr als 5.500 Rubel kostet und außerdem irgendwie gebracht werden muss. Wenn also irgendwo so ein kleines Stück Stahl herumliegt (0,5x0,5 m reichen), dann kommt man damit aus.

Wir werden rostfreien Stahl verwenden, da gewöhnlicher Stahl, wie Sie wissen, im Wasser zu rosten beginnt. Darüber hinaus beabsichtigen wir in unserem Design, Alkali anstelle von Wasser zu verwenden, das heißt, die Umgebung ist mehr als aggressiv, und gewöhnlicher Stahl hält unter der Einwirkung von elektrischem Strom nicht lange.

Video - Brauner Gasgenerator einfaches Zellenmodell aus 16 Edelstahlplatten

Herstellungsanweisungen

Erste Stufe. Nehmen Sie zuerst ein Stahlblech und legen Sie es auf ebene Fläche. Aus dem Blatt mit den oben genannten Abmessungen (0,5 x 0,5 m) sollten 16 Rechtecke für den zukünftigen Wasserstoffbrenner erhalten werden, die wir mit einer Mühle ausschneiden.

Beachten Sie! Wir schneiden eine der vier Ecken jeder Platte. Dies ist notwendig, um die Platten in Zukunft zu verbinden.

Zweite Phase. Mit Rückseite Platten, Löcher für die Schraube bohren. Wenn wir vorhatten, einen „trockenen“ Elektrolyseur herzustellen, haben wir auch Löcher von unten gebohrt, aber in diesem Fall ist dies nicht erforderlich. Tatsache ist, dass ein „trockenes“ Design viel komplizierter ist und die Nutzfläche der darin enthaltenen Platten nicht zu 100% genutzt wird. Wir werden einen „nassen“ Elektrolyseur herstellen - die Platten werden vollständig in den Elektrolyten eingetaucht und ihre gesamte Fläche nimmt an der Reaktion teil.

Dritter Abschnitt. Das Funktionsprinzip des beschriebenen Brenners basiert auf folgendem: Der elektrische Strom, der durch die in den Elektrolyten eingetauchten Platten fließt, bewirkt, dass sich das Wasser (es sollte Teil des Elektrolyten sein) in Sauerstoff (O) und Wasserstoff zersetzt ( H). Daher müssen wir zwei Platten gleichzeitig haben - die Kathode und die Anode.

Mit zunehmender Fläche dieser Platten nimmt das Gasvolumen zu, daher verwenden wir in diesem Fall acht Stück pro Kathode bzw. Anode.

Beachten Sie! Der Brenner, den wir in Betracht ziehen, ist ein parallel geschaltetes Design, das offen gesagt nicht das effizienteste ist. Aber es ist einfacher zu tun.

Vierte Stufe. Als nächstes müssen wir die Platten einbauen Kunststoffbehälter so dass sie sich abwechseln: plus, minus, plus, minus usw. Um die Platten zu isolieren, verwenden wir Stücke eines transparenten Schlauchs (wir haben ihn bis zu 10 m gekauft, also gibt es einen Vorrat).

Wir schneiden kleine Ringe aus dem Rohr, schneiden sie und erhalten Streifen mit einer Dicke von etwa 1 mm. Dies ist der ideale Abstand, damit der Wasserstoff in der Struktur effizient erzeugt werden kann.

Fünfte Stufe. Wir befestigen die Platten mit Unterlegscheiben aneinander. Wir machen es wie folgt: Wir legen eine Unterlegscheibe auf den Bolzen, dann eine Platte, danach drei Unterlegscheiben, eine weitere Platte, wieder drei Unterlegscheiben usw. Wir hängen acht Stück an die Kathode, acht an die Anode.

Beachten Sie! Dies muss spiegelverkehrt erfolgen, das heißt, wir drehen die Anode um 180ᵒ. Das "Plus" geht also in die Lücken zwischen den "Minus" -Platten.

Sechste Stufe. Wir schauen uns genau an, wo die Bolzen im Container sitzen, wir bohren dort Löcher. Wenn die Bolzen plötzlich nicht mehr in den Container passen, schneiden wir sie auf die benötigte Länge. Dann setzen wir die Schrauben in die Löcher ein, legen Unterlegscheiben darauf und klemmen sie mit Muttern fest - für eine bessere Festigkeit.

Als nächstes bohren wir ein Loch in die Abdeckung für die Armatur, schrauben die Armatur selbst fest (vorzugsweise schmieren wir die Verbindungsstelle Silikon Dichtungsmittel). Wir blasen in die Armatur, um die Dichtheit der Kappe zu überprüfen. Kommt die Luft darunter noch raus, dann beschichten wir auch diese Verbindung mit einem Dichtmittel.

Siebte Stufe. Am Ende der Montage testen wir den fertigen Generator. Schließen Sie dazu eine beliebige Quelle an, füllen Sie den Behälter mit Wasser und schließen Sie den Deckel. Als nächstes setzen wir einen Schlauch auf die Armatur, die wir in einen Behälter mit Wasser absenken (um Luftblasen zu sehen). Wenn die Quelle nicht stark genug ist, befinden sie sich nicht im Tank, aber sie erscheinen definitiv im Elektrolyseur.

Als nächstes müssen wir die Intensität der Gasabgabe erhöhen, indem wir die Spannung im Elektrolyten erhöhen. Es ist erwähnenswert, dass Wasser in seiner reinen Form kein Leiter ist - der Strom fließt aufgrund der darin enthaltenen Verunreinigungen und Salze hindurch. Wir werden ein wenig Alkali in Wasser verdünnen (z. B. ist Natriumhydroxid großartig - es wird im Handel als Mole-Reinigungsmittel verkauft).

Beachten Sie! In diesem Stadium müssen wir die Fähigkeiten der Stromquelle angemessen einschätzen, also schließen wir vor dem Gießen von Alkali ein Amperemeter an den Elektrolyseur an - damit wir den Stromanstieg verfolgen können.

Video - Wasserstoffheizung. Wasserstoffbatterien

Lassen Sie uns als nächstes über andere Komponenten des Wasserstoffbrenners sprechen - den Filter für die Waschmaschine und das Ventil. Beides dient dem Schutz. Das Ventil verhindert, dass der gezündete Wasserstoff in die Struktur zurückdringt und das unter dem Deckel des Elektrolyseurs angesammelte Gas explodiert (selbst wenn nur wenig davon vorhanden ist). Wenn wir das Ventil nicht installieren, wird der Behälter beschädigt und das Alkali tritt aus.

Der Filter muss eine Wasserdichtung bilden, die die Rolle einer Barriere spielt, die eine Explosion verhindert. Handwerker, die mit dem Design eines selbstgebauten Wasserstoffbrenners vertraut sind, nennen diesen Verschluss einen "Bulbulator". Tatsächlich erzeugt es im Wesentlichen nur Luftblasen im Wasser. Für den Brenner selbst verwenden wir denselben transparenten Schlauch. Alles, der Wasserstoffbrenner ist fertig!

Es bleibt nur noch, es an den Einlass des Systems "warmer Boden" anzuschließen, die Verbindung abzudichten und den direkten Betrieb aufzunehmen.

Als Schlussfolgerung. Alternative

Eine Alternative, wenn auch sehr umstritten, ist Browns Gas - chemische Verbindung, das aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen besteht. Die Verbrennung eines solchen Gases geht mit der Bildung von Wärmeenergie einher (außerdem viermal stärker als bei der oben beschriebenen Konstruktion).

Elektrolyseure werden auch zum Heizen eines Hauses mit Browns Gas verwendet, da diese Methode der Wärmeerzeugung ebenfalls auf Elektrolyse basiert. Es entstehen spezielle Kessel, in denen unter Einwirkung von Wechselstrom die Moleküle chemischer Elemente getrennt werden und das begehrte braune Gas entsteht.

Video - Reiches braunes Gas

Gut möglich, dass nicht erneuerbare Energieträger schon bald durch innovative Energieträger ersetzt werden, deren Vorrat praktisch unbegrenzt ist. Natürliche Ressourcen uns von der Notwendigkeit des permanenten Bergbaus befreien. Ein solcher Verlauf wird sich nicht nur positiv auf die Umwelt, sondern auch auf die Ökologie des Planeten insgesamt auswirken.

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Video - Heizen mit Wasserstoff

Wasserstoff ist fast ein idealer Brennstoff, aber das Problem ist, dass er auf unserem Planeten nur in Form von Verbindungen mit anderen vorkommt chemische Elemente. Der Anteil „reiner“ Materie in der Atmosphäre beträgt maximal 0,00005 %. Angesichts dieser Realitäten wird es aktuelles Themaüber den Wasserstoffgenerator. Berücksichtigen Sie das Funktionsprinzip eines solchen Geräts, seine Konstruktionsmerkmale, seinen Umfang und die Möglichkeit der Eigenherstellung.

Beschreibung und Funktionsprinzip des Wasserstoffgenerators

Es gibt mehrere Methoden, um Wasserstoff aus anderen Stoffen zu extrahieren, wir listen die gebräuchlichsten auf:

1. Elektrolyse, diese Technik ist die einfachste und kann zu Hause durchgeführt werden. Durch Wasserlösung Salz enthaltend, wird ein konstanter elektrischer Strom geleitet, unter dessen Einfluss eine Reaktion stattfindet, die durch die folgende Gleichung beschrieben werden kann: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. In diesem Fall ist das Beispiel für eine Lösung aus gewöhnlichem Kochsalz angegeben, was nicht der Fall ist die beste Weise denn das freigesetzte Chlor ist giftig. Beachten Sie, dass der durch dieses Verfahren erhaltene Wasserstoff der reinste ist (etwa 99,9 %).
2. Durch Überleiten von Wasserdampf über Kohlekoks, der auf eine Temperatur von 1000 ° C erhitzt wurde, läuft unter solchen Bedingungen die folgende Reaktion ab: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Gewinnung aus Methan durch Dampfreformierung ( notwendige Bedingung für die Reaktion - Temperatur 1000 ° C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. Die zweite Möglichkeit ist die Oxidation von Methan: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. Beim Cracken (Ölraffination) wird Wasserstoff als Nebenprodukt freigesetzt. Beachten Sie, dass in unserem Land das Verbrennen dieser Substanz in einigen Raffinerien aufgrund des Mangels immer noch praktiziert wird notwendige Ausrüstung oder ausreichende Nachfrage.

Von den aufgeführten Optionen ist die letzte die kostengünstigste und die erste die günstigste. Er ist die Grundlage der meisten Wasserstoffgeneratoren, einschließlich der Haushaltsgeneratoren. Ihr Funktionsprinzip besteht darin, dass beim Durchleiten von Strom durch die Lösung die positive Elektrode negative Ionen anzieht und die Elektrode mit der entgegengesetzten Ladung positive anzieht, wodurch die Substanz gespalten wird.

Konstruktionsmerkmale und Anordnung des Wasserstoffgenerators

Wenn es praktisch keine Probleme bei der Beschaffung von Wasserstoff gibt, dann ist sein Transport und seine Speicherung immer noch eine dringende Aufgabe. Die Moleküle dieses Stoffes sind so klein, dass sie sogar Metall durchdringen können, was ein gewisses Sicherheitsrisiko darstellt. Absorbierte Lagerung unterscheidet sich noch nicht hohe Rentabilität. Daher die meisten Beste Option– Erzeugung von Wasserstoff unmittelbar vor seinem Einsatz im Produktionskreislauf.

Dafür werden industrielle Anlagen zur Erzeugung von Wasserstoff hergestellt. In der Regel handelt es sich dabei um Membranelektrolyseure. Ein vereinfachter Aufbau einer solchen Vorrichtung und das Funktionsprinzip sind unten angegeben.

Bezeichnungen:

• A - ein Rohr zum Entfernen von Chlor (Cl 2).
• B - Entfernung von Wasserstoff (Н 2).
• C ist die Anode, an der die folgende Reaktion stattfindet: 2CL - →CL 2 + 2e -.
• D ist die Kathode, die Reaktion darauf kann durch die folgende Gleichung beschrieben werden: 2H 2 O + 2e - → H 2 + OH -.
• E – eine Lösung aus Wasser und Natriumchlorid (H 2 O & NaCl).
• F - Membran;
• G - gesättigte Natriumchloridlösung und die Bildung von Natronlauge (NaOH).
• H - Entfernung von Sole und verdünnter Natronlauge.
• I - Eingang von gesättigter Sole.
• J - Abdeckung.

Das Design von Haushaltsgeneratoren ist viel einfacher, da die meisten von ihnen keinen reinen Wasserstoff, sondern Browns Gas produzieren. So nennt man das Gemisch aus Sauerstoff und Wasserstoff. Diese Option ist am praktischsten, da keine Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff erforderlich ist, das Design erheblich vereinfacht und daher billiger gemacht werden kann. Außerdem wird das entstehende Gas bei seiner Entstehung verbrannt. Es zu Hause aufzubewahren und zu akkumulieren ist nicht nur problematisch, sondern auch unsicher.

Bezeichnungen:

• a - Browns Gasauslassrohr;
• b - Einlasswasserversorgungsverteiler;
• c - abgedichtetes Gehäuse;
• d - ein Block von Elektrodenplatten (Anoden und Kathoden), zwischen denen Isolatoren installiert sind;
• e - Wasser;
• f - Wasserstandssensor (an die Steuereinheit angeschlossen);
• g - Wassertrennfilter;
• h ist die den Elektroden zugeführte Stromversorgung;
• i - Drucksensor (sendet ein Signal an die Steuereinheit, wenn der Schwellenwert erreicht ist);
• j - Sicherheitsventil;
• k - Gasauslass aus dem Sicherheitsventil.

Ein charakteristisches Merkmal solcher Geräte ist die Verwendung von Elektrodenblöcken, da eine Trennung von Wasserstoff und Sauerstoff nicht erforderlich ist. Dadurch sind die Generatoren recht kompakt.

Anwendungen des Wasserstoffgenerators

Aufgrund der mit dem Transport und der Speicherung von Wasserstoff verbundenen Probleme sind solche Geräte in Industrien gefragt, in denen das Vorhandensein dieses Gases einen technologischen Kreislauf erfordert. Wir listen die Hauptrichtungen auf:

1. Produktion im Zusammenhang mit der Synthese von Chlorwasserstoff.
2. Herstellung von Treibstoff für Raketentriebwerke.
3. Herstellung von Düngemitteln.
4. Herstellung von Wasserstoffnitrid (Ammoniak).
5. Synthese von Salpetersäure.
6. BEIM Nahrungsmittelindustrie(zur Gewinnung fester Fette aus Pflanzenölen).
7. Metallverarbeitung (Schweißen und Schneiden).
8. Restaurierung von Metallen.
9. Synthese von Methylalkohol
10. Herstellung von Salzsäure.

Trotz der Tatsache, dass die Produktion von Wasserstoff im Prozess der Ölraffination, wie bereits oben erwähnt, billiger ist als seine Produktion durch Elektrolyse, gibt es Schwierigkeiten beim Transport von Gas. Gefährlich bauen chemische Produktion, direkt neben Ölraffinerien, lässt die ökologische Situation nicht immer zu. Darüber hinaus ist durch Elektrolyse erzeugter Wasserstoff viel sauberer als das Cracken von Öl. In dieser Hinsicht sind industrielle Wasserstoffgeneratoren immer sehr gefragt.

Hausgebrauch

Auch im Alltag gibt es Einsatzmöglichkeiten für Wasserstoff. Zunächst einmal handelt es sich um autonome Heizsysteme. Aber hier sind einige Funktionen. Reine Wasserstoffanlagen sind deutlich teurer als Browns Gasgeneratoren, letztere kann man sogar selbst bauen. Bei der Organisation der Hausheizung muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Verbrennungstemperatur von Browns Gas viel höher ist als die von Methan, sodass ein spezieller Kessel erforderlich ist, der etwas teurer als üblich ist.

Im Internet finden Sie viele Artikel, die besagen, dass gewöhnliche Kessel für explosives Gas verwendet werden können, dies jedoch absolut unmöglich ist. Im besten Fall versagen sie schnell und im schlimmsten Fall können sie traurige oder sogar tragische Folgen haben. Für Brown's Mix sind Sonderausführungen mit einer hitzebeständigeren Düse vorgesehen.

Zu beachten ist, dass die Rentabilität von Heizsystemen auf Basis von Wasserstoffgeneratoren aufgrund geringer Effizienz höchst fraglich ist. In solchen Systemen gibt es erstens doppelte Verluste bei der Gaserzeugung und zweitens bei der Erwärmung von Wasser im Kessel. Es ist billiger, Wasser in einem Elektrokessel zum Heizen sofort zu erhitzen.

Eine ebenso umstrittene Umsetzung für den Hausgebrauch, bei der Browns Gas im Kraftstoffsystem eines Automotors mit Benzin angereichert wird, um Geld zu sparen.

Bezeichnungen:

• a - HHO-Generator (akzeptierte Bezeichnung für Browns Gas);
• b - Gasauslass zur Trockenkammer;
• c - Fach zum Entfernen von Wasserdampf;
• d - Kondensatrückführung zum Generator;
• e - Zufuhr von getrocknetem Gas zum Luftfilter des Kraftstoffsystems;
• f - Automotor;
• g - Anschluss an Batterie und Stromgenerator.

Es sei darauf hingewiesen, dass ein solches System in einigen Fällen sogar funktioniert (wenn es richtig zusammengebaut wird). Aber Sie werden nicht die genauen Parameter finden, den Leistungsgewinn, den Prozentsatz der Einsparungen. Diese Daten sind stark verschwommen und ihre Zuverlässigkeit ist fraglich. Auch hier ist die Frage nicht klar, um wie viel die Engine-Ressource sinken wird.

Aber die Nachfrage generiert Angebote, im Internet finden Sie detaillierte Zeichnungen solcher Geräte und Anweisungen zum Anschließen. Es gibt auch fertige Modelle aus dem Land der aufgehenden Sonne.

Schritt für Schritt bauen wir den einfachsten Wasserstoffgenerator mit unseren eigenen Händen

Wir sagen Ihnen, wie es geht hausgemachter Generator um ein Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff (HNO) zu erhalten. Seine Kapazität zum Heizen des Hauses reicht nicht aus, aber für Gasbrenner Zum Schneiden von Metall reicht die erzeugte Gasmenge aus.

Reis. 8. Diagramm eines Gasbrenners

Bezeichnungen:

• a - Brennerdüse;
• b - Röhren;
• c - Wasserschleusen;
• d - Wasser;
• e - Elektroden;
• f - versiegeltes Gehäuse.

Zunächst stellen wir einen Elektrolyseur her, dazu benötigen wir einen versiegelten Behälter und Elektroden. Als letztere verwenden wir Stahlplatten (wir wählen ihre Größe willkürlich, abhängig von der gewünschten Leistung), die an einer dielektrischen Basis befestigt sind. Wir verbinden alle Platten jeder der Elektroden miteinander.

Wenn die Elektroden fertig sind, müssen sie so im Tank befestigt werden, dass die Anschlusspunkte der Stromkabel über dem erwarteten Wasserspiegel liegen. Die Drähte von den Elektroden gehen zu einer 12-Volt-Stromversorgung oder einer Autobatterie.

Im Deckel des Behälters machen wir ein Loch für das Rohr für den Gasaustritt. Als Wasserschleusen können Sie gewöhnliche verwenden Gläser mit einem Fassungsvermögen von 1 Liter. Wir füllen sie zu 2/3 mit Wasser und verbinden sie mit dem Elektrolyseur und dem Brenner, wie in Abbildung 8 gezeigt.

Es ist besser, einen fertigen Brenner zu nehmen, da nicht jedes Material der Verbrennungstemperatur von Browns Gas standhält. Wir verbinden es mit dem Ausgang des letzten Wasserschlosses.

Wir füllen den Elektrolyseur mit Wasser, dem gewöhnliches Kochsalz hinzugefügt wird.

Wir legen Spannung an die Elektroden an und überprüfen den Betrieb des Geräts.