راه بهتر برای تامین انرژی یک ژنراتور هیدروژن. گرمایش هیدروژنی را خودتان انجام دهید. مدار مولد هیدروژن جهانی

دستگاهی که به شما امکان می دهد هیدروژن را از آب دریافت کنید یک مولد هیدروژن است. آنها اغلب در اتومبیل استفاده می شوند. استفاده از چنین وسیله ای در خودرو موجه است. هیدروژن تولید شده وارد منیفولد ورودی موتور می شود. این باعث صرفه جویی در سوخت و گاهی اوقات افزایش قدرت می شود. در ایالات متحده آمریکا، چنین ژنراتورها در کارخانه ها تولید می شوند. آنها ارزان نیستند - از 300 تا 800 دلار. در کشور ما بهتر است خودتان یک ژنراتور بسازید.

اصل عملکرد یک ژنراتور هیدروژن

مولکول آب ترکیبی از هیدروژن و اکسیژن است. اتم ها توانایی ایجاد یون را دارند. اگر آزمایش‌هایی را تماشا کرده‌اید که از سیم پیچ تسلا استفاده می‌کنند، باید بدانید که اتم‌ها توسط یک میدان الکتریکی یونیزه می‌شوند. در این حالت هیدروژن یون های مثبت و اکسیژن منفی تشکیل می دهد. در ژنراتورهای هیدروژنی میدان الکتریکیبرای جدا کردن مولکول های آب از یکدیگر استفاده می شود.

بنابراین، با قرار دادن دو الکترود در آب، باید یک میدان الکتریکی در بین آنها ایجاد کنیم. برای این آنها باید به پایانه های باتری متصل شوندیا هر منبع برق دیگری آند مثبت و کاتد منفی است. یون هایی که در آب تشکیل شده اند به سمت الکترودی کشیده می شوند که قطبیت آن مخالف است. هنگامی که یون ها با الکترودها تماس پیدا می کنند، بار آنها به دلیل اضافه یا حذف الکترون ها خنثی می شود. وقتی گازی که بین الکترودها ظاهر می شود به سطح می آید، باید به موتور فرستاده شود.

سلول های هیدروژنی برای اتومبیل ها شامل یک ظرف آب است که در زیر کاپوت قرار دارد. منظم آب لوله کشیدر ظرفی ریخته شدو یک قاشق چای خوری کاتالیزور و سودا به آن اضافه می شود. صفحات متصل به باتری در داخل آن غوطه ور هستند. هنگامی که اشتعال در خودرو روشن می شود، ساختار (ژنراتور هیدروژن) گاز تولید می کند.

کدام الکترود برای استفاده بهتر است؟

اولین الکترودهای جهان از مس ساخته شده بودند، اما معلوم شد که از ایده آل فاصله زیادی دارند. علاوه بر این، مس در تماس با آب واکنش قوی نشان می دهد. انتخاب رخ می دهد تعداد زیادیآلاینده ها، بنابراین استفاده از مس دور از دسترس است بهترین راه... توصیه می کنیم از الکترودهای فولادی ضد زنگ استفاده کنید. برای کاهش احتمال خوردگی شما باید فولاد ضد زنگ را انتخاب کنید کیفیت بالا ... ضخامت ورق ها باید حدود 2 میلی متر باشد تا مقاومت کاهش یابد.

شرح فرآیند مونتاژ ژنراتور هیدروژن

با درک پیچیدگی های عملکرد یک ژنراتور هیدروژن، اجازه دهید به ایجاد آن ادامه دهیم. برای مونتاژ یک ژنراتور هیدروژن با دستان خود به موارد زیر نیاز داریم:

• قوطی پلی اتیلن؛
• سیم برای اتصال؛
• لاستیک سیلیکونی؛
• درزگیر مخصوص؛
• شیلنگ با گیره

با برداشتن همه چیزهایی که نیاز داریم، بیایید شروع به ساخت یک ژنراتور با دستان خود کنیم.

ساخت یک ژنراتور هیدروژن با دستان خود بسیار ساده است. علاوه بر این، به لطف "کار با دستان خود" معلوم شد که مقدار زیادی صرفه جویی کرده است. ژنراتور ساخته شده است به روشی مشابهبیش از 100 دلار هزینه نخواهد داشت. V شرایط مدرنمی توانید ابزارهای زیادی را پیدا کنید که از هیدروژن استفاده می کنند. از آنجایی که ذخایر هیدروژن در آب تقریبا نامحدود است، این چنین است به شما امکان می دهد چشم انداز استفاده انبوه را ببینیدنصب های مشابه یا ارتقا یافته در آینده.

هیدروژنیوم (H2) که آب تولید می کند، رایج ترین عنصر در کیهان است. به گفته دانشمندان، تقریباً 90 درصد از کل اتم های جهان را تشکیل می دهد. هیدروژن، که در جریان واکنش همجوشی گرما هسته ای انرژی خورشید ما را تامین می کند، می تواند به عنوان یک سوخت عالی در زمین عمل کند. این تنها سوخت کاملاً بی ضرر و دوستدار محیط زیست است: وقتی گاز می سوزد، با اکسیژن وارد یک واکنش شیمیایی می شود و آب مقطر محصول احتراق است. هیدروژنیوم یک سوخت ایده آل از هر نظر است که برای گرمایش خانه نیز عالی است. علاوه بر این، یک دیگ بخار گاز معمولی را می توان تحت یک دیگ بخار هیدروژنی تبدیل کرد و تنها تغییرات کوچکی در طراحی آن ایجاد کرد. یک مشکل: علیرغم شیوع هیدروژن (خودمان نیمی از آن هستیم)، تقریباً هرگز به شکل خالص خود در سیاره ما وجود ندارد. V فروش آزادچنین گازی وجود ندارد، از کجا می توانیم به مقدار کافی آن را تهیه کنیم؟ اینترنت یک پاسخ روشن و واضح به ما می دهد: خرید یا مونتاژ یک ژنراتور هیدروژن برای گرمایش خانه.

فن آوری های هیدروژن خالص

فناوری های زیادی برای تولید هیدروژن وجود دارد. ما فقط به کسانی اشاره می کنیم که پیدا کنند استفاده عملیخارج از دیوار آزمایشگاه ها:

• واکنش شیمیاییآب با فلزات سوخت آب است، معرف آلیاژ آلومینیوم-گالیوم است. 150 کیلوگرم پیل سوختی برای پیمودن 500 کیلومتر در یک «ماشین هیدروژنی» کافی است، سپس فلز باید جدا شود و برای بازیابی فرستاده شود، که مستلزم قرار گرفتن در معرض دمای بالا است.
• تبدیل گاز طبیعی، تبدیل به گاز زغال سنگ، تجزیه در اثر حرارت چوب. با گرم کردن بیش از 1000 درجه سانتیگراد، می توان هیدروژن خالص را از هیدروکربن ها برای گرم کردن خانه به دست آورد.
• الکترولیز آب الکترولیز در دمای بالا کارآمدتر است.
• دریافت هیدروژن از زیست توده مواد خام می تواند کود، یونجه، علف، جلبک و سایر ضایعات کشاورزی باشد. بیوگاز می تواند حاوی 2 تا 12 درصد هیدروژن باشد.
• هیدروژن «سطل زباله» از زباله های خانگی با تجزیه حرارتی به دست می آید.

ژنراتورهای هیدروژن خانگی

همانطور که در بخش قبل مشاهده شد، بیشتر فرآیندهای تکنولوژیکیبرای تولید صنعتی هیدروژن با قرار گرفتن در معرض دمای بالا همراه است که در خانه مشکل ساز است. نیروگاه های گرمایش هیدروژنی موجود در خانه های خصوصی را در نظر بگیرید:

هیدروژن حاصل از کود دامی

نیروگاه های بیوگاز که تعداد زیادی از آنها وجود دارد اروپای غربی، در بین کشاورزان داخلی ظاهر می شود. راکتورهای بیوگاز صنایع دستی، که «دست‌های دیوانه» در اینترنت درباره آن‌ها صحبت می‌کنند، در بهره‌وری و پایداری تولید تفاوتی ندارند. فقط تأسیسات نسبتاً پیچیده و گران قیمت مؤثر هستند، مشروط بر اینکه تأمین پایدار مواد خام وجود داشته باشد. انجام این کار در یک حیاط خصوصی کوچک غیر واقعی است، اما در یک حیاط قوی امکان پذیر است کشاورزی... هیدروژن تنها محصول جانبی تولید بیوگاز است و قاعدتاً با سوزاندن آن همراه با متان جدا نمی شود. اما در صورت لزوم می توان H2 را جدا کرد.

نمودار شماتیککارخانه بیوگاز برای اینکه فرآیند تولید گازهای قابل اشتعال فشرده باشد، مواد خام تخمیر شده و به صورت دوره ای هم زده می شوند.

هیدروژن از آب

کارخانه هیدروژن الکترولیز برای گرمایش خانه تنها راه حل موجود برای یک خانه خصوصی امروزه است. الکترولیز فشرده است، نگهداری آن آسان است و می توان آن را در یک اتاق کوچک نصب کرد. ماده اولیه برای به دست آوردن سوخت، آب لوله کشی است. تعدادی از تولید کنندگان معروف وجود دارند که ژنراتورهای هیدروژن خانگی مشابهی را برای گرمایش خانه و سوخت گیری خودرو ارائه می دهند. به عنوان مثال، از سال 2003 هوندا ایستگاه انرژی خانگی را تولید می کند، امروز این نسل سوم در حال فروش است. HES III مجهز به پنل های خورشیدی است و می تواند در گاراژ یا فضای باز نصب شود.

ایستگاه انرژی خانگی یک واحد بسیار گران قیمت است که قادر است تا 2 متر مربع هیدروژن در ساعت از گاز طبیعی یا الکترولیز آب تولید کند. این ایستگاه شامل یک ریفرمر، سلول های سوختی، یک سیستم تصفیه، یک کمپرسور و یک مخزن ذخیره گاز است. برق می تواند از شبکه تامین شود یا توسط پنل های خورشیدی تولید شود

علاوه بر تجهیزات "مارک" که اتفاقاً هیچ کس به طور رسمی آنها را به کشورهای مستقل مشترک المنافع عرضه نمی کند ، امروزه ژنراتورهای H2 تولید شده توسط دوستان ما در امپراتوری آسمانی یا همکاران تاجیک در گاراژهای داخلی به طور گسترده تبلیغ می شود. سطح کیفیت و بهره وری متفاوت است، از هیچ تا به طور معمول قابل قبول است. فروشندگان چنین تجهیزاتی، برخلاف ژاپنی های کم و بیش صادقی که وعده مانا از بهشت ​​را نمی دهند، از فناوری های تبلیغاتی "کثیف" استفاده می کنند و آشکارا فریب می دهند. خریداران بالقوهبرای ویژگی های تجهیزات گران قیمت آنها.

کارخانه تولید هیدروژن نیمه دست ساز

گرمایش هیدروژنی را خودتان انجام دهید به طور گسترده در انجمن های اینترنتی نزدیک به ساخت مورد بحث قرار گرفته است، که فراهم می کند خود تولیدیالکترولیز. ممکن است و حتی خیلی سخت نیست اگر استاد خانهاصول اولیه مهندسی برق را در اختیار دارد و دستانش از جایی که باید باشد رشد می کنند. اینکه چقدر موثر و ایمن است یک سوال جداگانه است.

سوال دیگر این است که دریافت سوخت تنها بخشی از کار است. لازم است از تولید آن اطمینان حاصل شود حجم های مورد نیازجدا از اکسیژن و بخار آب، ذخیره ای ایجاد می کند، فشار تامین ثابت به مولد حرارت را تضمین می کند.

قیمت یک کیلوگرم هیدروژن چقدر است؟

میانگین هزینه 1 کیلوگرم هیدروژن با توجه به تکنولوژی تولید آن طبق آزمایشگاه INEEL به شرح زیر است:

• واکنش شیمیایی - 700 روبل با روش استاندارد بازیابی معرف و 320 روبل هنگام استفاده از انرژی یک نیروگاه هسته ای.
• الکترولیز از شبکه صنعتی - 420 روبل. داده ها برای الکترولیزهای "مارک" و متعادل معتبر است. برای صنایع دستی شاخص ها به وضوح کمتر است.
• تولید زیست توده - 350 روبل.
• تبدیل هیدروکربن ها - 200 روبل.
• الکترولیز با دمای بالا در نیروگاه های هسته ای - 130 روبل.

از این ارقام می توان دریافت که ارزان ترین راه تولید هیدروژن است نیروگاه های هسته ایجایی که گرما یک منبع مهم است، محصول جانبی تولید اصلی است. انرژی هیدروژنی از منابع تجدیدپذیر نیز به دلیل هزینه بالای تجهیزات جواب نمی دهد. و در مورد گرمایش هیدروژنی در خانه بر اساس یک نصب فشرده چطور؟ باید درک کرد که قانون بقای انرژی را نمی توان دور زد. برای آزادسازی H2 در الکترولیز، باید مقدار مشخصی انرژی الکتریکی صرف کنید. برای به دست آوردن آن، سوخت های فسیلی در نیروگاه CHP سوزانده شدند یا انرژی توسط یک نیروگاه برق آبی تولید شد. سپس برق روی سیم ها فرستاده شد. تلفات اجتناب ناپذیر در تمام مراحل فرآیند رخ می دهد و مقدار انرژی گرمایی بالقوه دریافتی در پایان به طور پیشینی کمتر از ابتدا خواهد بود.

آیا گرم کردن خانه با هیدروژن سودآور است؟

فروشندگان ژنراتورهای هیدروژن فشرده، خریداران را از ارزان بودن فوق العاده گرمایش خانه با هیدروژن متقاعد می کنند. ظاهراً حتی از گرم کردن با گاز نیز سودآورتر است. می گویند آبی که در تاسیسات ریخته می شود هیچ هزینه ای ندارد، بقیه هزینه ها بی صدا است. چنین وعده هایی تأثیر جادویی بر برخی از هموطنان ما دارد که عاشق رایگان هستند. اما بیایید مانند پینوکیو نباشیم و قبل از پا گذاشتن به سرزمین احمق ها، بفهمیم که گرمایش هیدروژن در خانه واقعاً چقدر هزینه دارد.

میانگین قیمت فروش گاز طبیعی برای جمعیت برای گرمایش و تولید برق 4.76 روبل / متر مکعب است. 1 متر مکعب شامل 0.712 کیلوگرم است. بر این اساس، 1 کیلوگرم گاز طبیعی 6.68 روبل هزینه دارد. میانگین ارزش حرارتی گاز طبیعی 50000 کیلوژول بر کیلوگرم است. برای هیدروژن، بسیار بالاتر است، 140000 کیلوژول بر کیلوگرم. یعنی برای به دست آوردن مقدار انرژی حرارتی برابر با انرژی حاصل از احتراق 1 کیلوگرم هیدروژن، 2.8 کیلوگرم گاز طبیعی مورد نیاز خواهد بود. هزینه آن 13.32 روبل است. اکنون بیایید شاخص های هزینه انرژی حرارتی حاصل از احتراق 1 کیلوگرم هیدروژن به دست آمده در یک الکترولیز خوب کارخانه و از 2.8 کیلوگرم گاز طبیعی را با هم مقایسه کنیم: 420 روبل در مقابل 13.32. تفاوت واقعاً وحشتناک است، 31.5 برابر! حتی در مقایسه با گرانترین نوع گرمایش سنتی - برقی، هیدروژن حتی نمی تواند به رقابت نزدیک شود، هزینه آن 4 برابر بیشتر است! بهتر است از برقی که برای کارکرد الکترولیز صرف می شود برای کارکرد وسایل برقی گرمایشی استفاده شود، حس بیشتری نسبت به مثال خواهد داشت.

در مورد چشم انداز انرژی هیدروژن، آنها وجود دارند، اما موفقیت با فناوری های صنعتی امیدوار کننده همراه است که هنوز اختراع نشده اند. ژنراتورهای هیدروژن خانگی و اتومبیل های هیدروژنی حداقل برای دهه های آینده به طور واضح بی سود هستند. استفاده بسیار محدود از آنها در برخی کشورها تنها به لطف یارانه های جدی دولت در چارچوب برنامه های زیست محیطی آزمایشی امکان پذیر است.

Memento mori - چند کلمه در مورد ایمنی

هیدروژن یک گاز قابل اشتعال و انفجاری است. در همان زمان، بدون بو، تعیین نشت آن بدون تجهیزات خاصغیر ممکن دست زدن به چنین نوع خطرناکی از سوخت نیاز به اقدامات ایمنی خاصی دارد. لازم است به طور دوره ای تنگی خطوط لوله، مخازن ذخیره سازی، قابلیت سرویس دهی دریچه ها بررسی شود. ژنراتور H2 آنقدرها هم که از ویدیوهای کوتاه به نظر می رسد دستگاه ساده ای نیست. این یک بمب بالقوه است که می تواند خانه شما را خراب کند. تبدیل دیگ بخار گازی به دیگ گرمایش هیدروژنی با دست خود نیز خطرناک است.

یک دیگ بخار هیدروژنی خانگی که به نوعی از یک دیگ هیزمی قدیمی و یک ژنراتور هیدروژنی برای گرم کردن خانه تبدیل شده است که روی زانو مونتاژ شده و ایمن نیست. نویسندگان ویدیو بدون ذکر شماره و پیشنهاد سفارش مشابه با قیمت مناسب از آنها در مورد کارایی فوق العاده نصب صحبت می کنند.

رد افسانه ها در مورد اقتصاد دیگ های هیدروژنی

اگر محاسبات اقتصادی شما را متقاعد نکرد و هنوز تصمیم دارید موضوع را آزمایش کنید گرمایش هیدروژنیبا ضرر، ما قویاً توصیه می کنیم که در اجراهای آماتور شرکت نکنید، بلکه از متخصصان با تجربه در این زمینه فعالیت دعوت کنید. به هر حال، تعداد آنها در کشور ما بسیار کم است.

قبل از خانه های روستاییگرم کردن فقط به یک روش امکان پذیر بود - اجاق گاز با چوب یا زغال سنگ روشن می شد. امروزه برای گرم کردن یک خانه خصوصی از انواع سوخت استفاده می شود: دیزل، نفت کوره، گاز طبیعی، برق با این حال، با افزایش قیمت سوخت، بسیاری از صاحبان خانه در تلاش هستند تا راه ارزان تری برای گرم کردن بیابند. یکی آب معمولی است که توسط یک مولد هیدروژن برای تشکیل سوخت هایی مانند هیدروژن استفاده می شود. هیدروژن یک منبع تمام نشدنی انرژی است. می توان از آن نه تنها برای گرمایش فضا، بلکه برای ماشین نیز استفاده کرد.

مولد هیدروژن: دستگاه و اصل عملکرد آن

استفاده از هیدروژن برای گرم کردن ساختمان های مسکونی بسیار سودآور است، زیرا دارای ارزش حرارتی بالایی است و هیچ انتشاری رخ نمی دهد. مواد مضر... با این حال، در شکل خالص آن، استخراج هیدروژن غیرممکن است؛ محتوای زیاد آن در رودخانه‌ها، دریاها و اقیانوس‌ها یافت می‌شود. بدن انسان حتی از 63 درصد هیدروژن تشکیل شده است.

هیدروژن خالص را می توان از روش های مختلف به دست آورد ترکیبات شیمیاییمانند هیدروژن و اکسیژن. معروف ترین روش برای تولید هیدروژن، الکترولیز آب است.

برای بدست آوردن هیدروژن خالص، باید آب را به دو اتم هیدروژن (HH) و یک اتم اکسیژن (O) تقسیم کرد. این اصل عملکرد یک ژنراتور آب است: تولید هیدروژن با استفاده از الکترولیز. گازی که در این مورد آزاد می شود به نام فیزیکدان بزرگ براون نامگذاری شده و دارای فرمول NNO است. این گاز در هنگام احتراق مواد مضر تشکیل نمی دهد و محصولی دوستدار محیط زیست است. با این حال، مخلوطی از هیدروژن با اکسیژن در نهایت یک گاز قابل اشتعال را تشکیل می دهد که قابل انفجار است. بنابراین، هنگام استفاده از الکترولیز در خانه، باید رعایت کنید اقدامات اضافیامنیت.

موتور آب دارای چنین دستگاهی است:

• ژنراتور از نوع هیدروژن که در آن الکترولیز انجام می شود.
• مشعل، در خود جعبه آتش نصب شده است.
• دیگ بخار، به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می کند.

تولید گازی مانند قهوه ای چهار برابر انرژی کمتری مصرف می کند که در هنگام سوختن آزاد می شود. در عین حال مصرف برق بسیار مقرون به صرفه است و سوخت مورد نیاز آن آب معمولی است.

مولد هیدروژن: مزایا و معایب آن

امروزه الکترولیزور به همان اندازه رایج است که مثلاً برش پلاسما یا ژنراتور الکتریکی استیلن. چنین کارخانه الکترولیز که بر روی آب (اجاق گاز) کار می کند بسیار محبوب شده است ، از آن برای گرم کردن خانه های خصوصی استفاده می شود و همچنین برای صرفه جویی در سوخت روی موتور سیکلت یا ماشین نصب می شود.

مولد هیدروژنیک سوخت سازگار با محیط زیست است، تنها زباله ای که تولید می کند آب است. در حالت گازی آزاد می شود و برای ما به عنوان بخار آب شناخته می شود. و او به نوبه خود نه تاثیر منفیمحیط زیست را تحت تاثیر قرار نمی دهد.

چنین دستگاهی دارای مزایای مثبت دیگری است، اما معایبی نیز دارد. مهمترین عیب آن انفجاری بودن آن است. با این حال، با رعایت تمام اقدامات احتیاطی و قوانین ایمنی، می توانید از عواقب منفی جلوگیری کنید.

راکتور هیدروژن دارای مزایایی است:

• روی آب کار می کند؛
• صرفه جویی در مصرف برق؛
• سازگار با محیط زیست است.
• بازدهی بالا؛
• سهولت نگهداری.

این دستگاه HHO را می توان از فرم تمام شدهدر یک فروشگاه تخصصی، هزینه آن البته به هیچ وجه ارزان نیست. با این حال، می توانید این کار را خودتان از قطعات موجود انجام دهید، در حالی که مقدار مناسبی را پس انداز می کنید. با این حال، او نیاز به حفاظت از آب و یک انبار جداگانه دارد.

ژنراتور هیدروژن خانگی: دستورالعمل های گام به گام

ساخت ژنراتور هیدروژن را می توان در خانه انجام داد، اما این به نقشه ها و نقشه ها نیاز دارد آموزش گام به گامکل فرآیند مدار الکترولیز بسیار ساده است (می توانید آن را در اینترنت تماشا کنید)، بنابراین عملاً به مواد خاصی نیاز نخواهید داشت.

برای ایجاد یک ژنراتور هیدروژن خانگی، به برخی ابزارها و مواد نیاز داریم: ظرف پلاستیکییا یک قوطی پلی اتیلن با درب، یک لوله شفاف به طول 1 متر، با قطر 8 میلی متر، پیچ و مهره، مهره، درزگیر سیلیکونی, ورق استیل ضد زنگ, 3 اتصالات, شیر چک، فیلتر، اره فلزی، آچارهاو یک چاقو

با جمع آوری همه اینها، می توانید شروع به ساختن آن کنید. مونتاژ طبق نقشه هایی انجام می شود که می توان آنها را در اینترنت یافت یا از یک متخصص سفارش داد.

دستورالعمل ساخت:

• 16 صفحه یکسان را از یک ورق فولاد ضد زنگ برش دهید.
• در یکی از گوشه ها سوراخ می کنیم. زاویه باید برای همه 16 یکسان باشد.
• گوشه مخالف را حتما برش دهید.
• صفحات را یکی یکی روی پیچ های آماده شده نصب می کنیم و آنها را با واشر و لوله های پلی اتیلن جدا می کنیم. آنها نباید با یکدیگر در تماس باشند.
• کل ساختار را با مهره سفت می کنیم، یک باتری می گیریم.
• ثابت این طرحدر یک ظرف پلاستیکی، سوراخ ها را با درزگیر چرب کنید.
• سوراخ هایی را در درب سوراخ می کنیم، آنها را به همان روش با سیلیکون پردازش می کنیم، سپس اتصالات را وارد می کنیم.

هیدرولیز اکسیژن خانگی شما آماده است. اکنون فقط باید از نظر عملکرد بررسی شود. برای این کار ظرف را تا پیچ های بست از آب پر کنید و با درب آن را ببندید. روی یکی از سه اتصالات یک شلنگ پلی اتیلن می گذاریم و به همین ترتیب اسب های دوم آن را در ظرف جداگانه ای پر از آب فرو می بریم. شما باید برق را به پیچ و مهره ها وصل کنید، اگر حباب ها روی سطح ظاهر شوند، به این معنی است که ژنراتور کار می کند و هیدروژن آزاد می کند. پس از انجام چنین اتصال و تاییدی، آب را تخلیه می کنیم و سپس الکترولیت قلیایی آماده را داخل ظرف می ریزیم تا گاز بیشتری آزاد شود.

الکترولیز برای ماشین: انواع کاتالیزورها

ژنراتور هیدروژنی در صورت نصب قادر به کاهش مصرف سوخت در خودروهای سواری یا کامیون ها، موتور سیکلت و همچنین کاهش انتشار مواد مضر در جو. امروزه چنین ژنراتوری برای خودرو در حال محبوبیت است. فرآیند الکترولیز در خودرو به لطف استفاده از یک کاتالیزور ویژه انجام می شود. در نهایت، اکسیژن هیدروژن (HHO) به دست می آید که با مخلوط شدن با سوخت، به احتراق کامل آن کمک می کند.

به لطف این نصب، می توانید تا 50 درصد در مصرف سوخت صرفه جویی کنید. و همچنین با نصب این طرح در خودرو خود نه تنها انتشار سموم را کاهش می دهید، بلکه باعث افزایش طول عمر موتور، کاهش دمای خود موتور و در عین حال افزایش قدرت کل واحد قدرت می شوید. .

تمام فرآیندهایی که در یک مولد هیدروژن انجام می شود به طور خودکار طبق یک برنامه خاص انجام می شود. این برنامه در کامپیوتر تعبیه شده است که کل ماشین را کنترل می کند. دستگاه بدون آن به سادگی کار نمی کند.

چندین نوع کاتالیزور وجود دارد:

• استوانه ای؛
• با صفحات باز یا به آنها خشک نیز می گویند.
• با سلول های مجزا

یک ژنراتور هیدروژن را می توان به طور مستقل ساخت، با این حال، کارشناسان انجام این کار را توصیه نمی کنند، زیرا این دستگاه از نظر طراحی بسیار پیچیده است و در عین حال هنوز ایمن نیست. اگر با این وجود تصمیم دارید خودتان آن را بسازید، باتری ناموفق بهترین گزینه برای این اهداف است.

ذخایر نفت جهان رو به کاهش است و دانشمندان در تلاش برای یافتن جایگزینی برای بنزین هستند. هیدروژن یکی از منابع تمام نشدنی انرژی است. علاوه بر این، سازگار با محیط زیست است که در شرایط مدرن از اهمیت زیادی برخوردار است. امروزه ژنراتورهای هیدروژنی فعال، به عنوان مثال در صنعت خودروسازی، وجود دارند. بهترین نتایج توسط مهندسان شرکت ژاپنی تویوتا به دست آمد که یک نمونه اولیه از این خودرو را ایجاد کردند.

اصل عملیات

از هیدروژن می توان برای گرم کردن خانه ها یا به عنوان سوخت وسایل نقلیه استفاده کرد. در حالت اول، به دلیل رسانایی حرارتی بالای ماده، می توانید به راندمان خوبی دست یابید. در طی واکنش اکسیداسیون، یک اتم اکسیژن با دو اتم هیدروژن ترکیب می شود که منجر به تشکیل آب می شود. در عین حال، حدود 3 بار برجسته می شود گرمای بیشتردر مقایسه با سوزاندن گاز طبیعی

در میان تمام منابع انرژی که امروزه علم شناخته شده است ، این ماده است که باید امیدوار کننده ترین در نظر گرفته شود -اقیانوس سیاره پایین جهان از دو سوم این ماده تشکیل شده است و در جهان از نظر توزیع فقط هلیوم می تواند با هیدروژن رقابت کند. بنابراین، موتوری که با این سوخت کار می کند را می توان بهترین در نظر گرفت.

با این حال، کاملا وجود دارد مشکل جدی- برای به دست آوردن هیدروژن خالص، باید آب را تقسیم کرد، و این ساده ترین فرآیند نیست. امروزه دانشمندان بر این باورند که الکترولیز ساده ترین راه برای تجزیه مولکول های آب است. این فرآیند برای هر فردی با آن شناخته شده است دوره مدرسهفیزیک:ولتاژ با پتانسیل الکتریکی بالا به معنای واقعی کلمه مولکول های آب را به عناصر تشکیل دهنده آنها می شکند.

نتیجه گازی با فرمول HHO با ارزش حرارتی 121 مگاژول بر کیلوگرم است. این نام به نام فیزیکدان J. Brown گرفته شده است و در هنگام سوختن هیچ ماده مضری از خود ساطع نمی کند. ویژگی ماده در این واقعیت نهفته است که برای استفاده از آن می توانید از همان ظروفی استفاده کنید که امروزه به عنوان دیگ های گاز متان یا پروپان استفاده می شود. با این حال، اقدامات ایمنی بیشتری باید انجام شود، زیرا گاز براون یک مخلوط انفجاری قوی است.

یک ژنراتور هیدروژن برای خودرو از دو عنصر اصلی تشکیل شده است:

• الکترولیز.
• مخزن

در محفظه مهر و موم شده دستگاه، جفت صفحه الکترود قرار دارد و خود مجهز به خروجی گاز، ترمینال، شیر اطمینان، آب بند و گردن پرکن آب می باشد. این طراحی باعث می شود که انتشار احتراق معکوس گاز براون حذف شود و احتراق هیدروژن فقط در خروجی مشعل حاصل شود.

اما استفاده از هیدرولیز کلاسیک بی سود است، زیرا مصرف قابل توجهی از انرژی الکتریکی را شامل می شود. با این حال، راهی برای خروج از این وضعیت پیدا شد - جریان هایی با فرکانس مشخص. در نتیجه، مولکول های آب با تکانه های الکتریکی وارد تشدید شده و به اجزاء تقسیم می شوند. با مونتاژ چنین دستگاهی می توانید با دستان خود سوخت را از آب دریافت کنید.

کاربردها و مزایا

امروزه، طراحی توصیف شده الکترولیز به اندازه یک دستگاه برش پلاسما یک واحد رایج است. لازم به ذکر است که ژنراتور هیدروژن در ابتدا به طور فعال برای انجام استفاده می شد کارهای جوشکاری... امروز وضعیت تغییر کرده است و گاز قهوه ای را می توان برای حل مشکلات زیر استفاده کرد:

مزایای استفاده از گاز براون واضح است: فقط ذخایر این ماده و سازگاری با محیط زیست آن را به یاد داشته باشید.

دانستن تکنولوژی به دست آوردن سوخت هیدروژنیو با داشتن مهارت های خاصی می توانید خودتان در خانه یک ژنراتور هیدروژن بسازید. امروزه چندین طرح کاری وجود دارد که به شما امکان می دهد چنین نصبی را ایجاد کنید. علاوه بر این، برخلاف دستگاه کلاسیک، در یک دستگاه خانگی، الکترودها در ظرف حاوی آب قرار نمی گیرند، بلکه خود مایع وارد شکاف بین صفحات می شود. قبل از شروع کار بر روی ساخت کارخانه هیدروژن با دستان خود، باید نقشه ها را به دقت مطالعه کنید.

انتخاب مواد

اغلب صنعتگران خانگی با مشکل انتخاب الکترود مواجه می شوند. با ایجاد یک سلول سوختی، وضعیت ساده تر است و امروزه دو نوع اصلی ژنراتور هیدروژن وجود دارد - "تر" و "خشک". برای ایجاد اولین، می توانید از هر ظرفی استفاده کنید که دارای حاشیه ایمنی کافی و ضد گاز باشد. بهترین انتخابرا می توان یک قاب باتری به سبک قدیمی برای خودروهای سواری در نظر گرفت.

در صورت امکان بهتر است کیس را خودتان از فولاد ضد زنگ بسازید، اما این امر منجر به افزایش قیمت دستگاه می شود. یک پیل سوختی خانگی از نوع "خشک" از پلکسی گلاس به ضخامت حداقل 10 سانتی متر ساخته شده است و همچنین مهر و موم های حلقه ای شکل سیلیکونی مورد نیاز است.

بهترین الکترودها صفحات (لوله) فولاد ضد زنگ هستند. اصولاً می توان از فلز آهنی نیز استفاده کرد، اما به سرعت خورده می شود و چنین الکترودهایی نیاز به تعویض مکرر دارند. هنگام استفاده از آلیاژهای پر کربن که با کروم استفاده می شود، وضعیت کاملاً متفاوت است. نمونه ای از این مواد فولاد ضد زنگ 316L است.

هنگام استفاده از لوله ها، آنها باید به گونه ای انتخاب شوند که وقتی یک عنصر در دیگری نصب می شود، فاصله ای بیش از یک میلی متر بین آنها ایجاد نشود. نه کمتر جزئیات مهمژنراتور هیدروژن برای ماشین یک ژنراتور PWM است. به لطف یک مدار الکتریکی که به درستی مونتاژ شده است می توان فرکانس جریان را تنظیم کرد و بدون آن امکان تولید هیدروژن وجود ندارد.

برای ایجاد آب بند (حباب گیر) می توانید از هر ظرفی که دارای نشانگر سفتی کافی باشد استفاده کنید. در عین حال، توصیه می شود آن را با درپوشی که محکم بسته می شود مجهز کنید، اما اگر NVO در داخل مشتعل شود، بلافاصله پاره می شود. برای جلوگیری از بازگشت گاز براون به پیل سوختی، توصیه می شود یک شیر قطع بین آب بند و الکترولیز نصب کنید.

مونتاژ دستگاه

برای ایجاد یک ژنراتور اکسیژن، بهتر است یک پیل سوختی "خشک" انتخاب کنید و الکترودها باید از فولاد ضد زنگ ساخته شوند. این او است که در بین صنعتگران خانگی محبوب ترین است. همچنین مهم است که به دنباله خاصی از اقدامات پایبند باشید:

پس از اتمام تمام کار مونتاژ، دستگاه باید تنظیم شود. هنگام ایجاد یک واحد خانگی، باید به ایمنی توجه ویژه ای شود، زیرا با نگرش غیر مسئولانه، گاز NVH می تواند منفجر شود.

از صفحه های تلویزیون به ما می گویند که میزان نفت به سرعت در حال کاهش است و به زودی خودروهای بنزینی به گذشته های دور فرو خواهند رفت. اما این کاملا درست نیست.

در واقع، میزان ذخایر نفت اثبات شده خیلی زیاد نیست. بسته به میزان مصرف، می توانند بین 50 تا 200 سال دوام بیاورند. اما این آمار، سایت‌های تولید نفت را که تاکنون کشف نشده است، در نظر نمی‌گیرد.

در واقع، بیش از مقدار کافی نفت در سیاره ما وجود دارد. سوال دیگر این است که پیچیدگی تولید آن به طور مداوم در حال افزایش است، به این معنی که قیمت نیز در حال رشد است. به علاوه، شما نمی توانید آن را بنویسید عامل محیطی... گازهای خروجی اگزوز محیط را بسیار آلوده می کند و باید کاری برای آن انجام شود.

علم مدرنبسیاری از منابع انرژی جایگزین تا موتور فروپاشی هسته ای در ماشین های شما ایجاد کرده است. اما بیشتر این فناوری‌ها هنوز مفاهیمی هستند که کاربرد واقعی ندارند. حداقل تا همین اواخر اینطور بود.

هر ساله شرکت های ماشین سازی ماشین های بیشتری تولید می کنند که روی آن کار می کنند منابع جایگزینتغذیه. یکی از موثرترین راه حل ها در این زمینه موتور هیدروژنی برند تویوتا است. این به شما امکان می دهد بنزین را به طور کامل فراموش کنید و خودرو را دوستدار محیط زیست و حمل و نقل ارزان می کند.

موتورهای هیدروژنی

انواع موتورهای هیدروژنی و شرح آنها

علم پیوسته در حال تکامل است. هر روز مفاهیم جدیدی ابداع می شود. اما فقط بهترین آنها محقق می شوند. در حال حاضر تنها دو نوع موتور هیدروژنی وجود دارد که می توانند مقرون به صرفه و کارآمد باشند.

اولین نوع موتور هیدروژنی با پیل سوختی کار می کند. متاسفانه موتورهای هیدروژنی از این نوعهنوز هم هزینه بالایی دارند واقعیت این است که ساخت و ساز شامل مواد گران قیمت مانند پلاتین است.

نوع دوم شامل موتورهای احتراق هیدروژنی است. اصل عملکرد چنین دستگاه هایی به شدت شبیه مدل های پروپان است. به همین دلیل است که آنها اغلب برای عملیات هیدروژنی مجدداً پیکربندی می شوند. متأسفانه، کارایی چنین دستگاه هایی نسبت به دستگاه هایی که روی سلول های سوختی کار می کنند، کمتر است.

در این لحظهسخت است بگوییم کدام یک از دو فناوری نیروی محرکه هیدروژنی برنده خواهد شد. هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در هر صورت کار در این مسیر متوقف نمی شود. بنابراین، کاملاً ممکن است که تا سال 2030 یک خودروی هیدروژنی را بتوان در هر نمایندگی خودرو خریداری کرد.

اصل عملیات

موتور هیدروژنی بر اساس اصل الکترولیز کار می کند. این فرآیند در آب تحت تأثیر یک کاتالیزور خاص انجام می شود. در نتیجه هیدروژن آزاد می شود. فرمول شیمیایی آن به شرح زیر است - NNO. گاز قابل انفجار نیست.

مهم! در داخل ظروف مخصوص، گاز با مخلوط سوخت و هوا مخلوط می شود.

ژنراتور شامل یک الکترولیز و یک مخزن است. مدولاتور فعلی مسئول فرآیند تولید گاز است. فراهم كردن بهترین نتایجیک بهینه ساز در موتورهای تزریق هیدروژن نصب شده است. این دستگاه وظیفه تنظیم نسبت مخلوط هوا و سوخت و گاز براون را بر عهده دارد.

ویژگی های کاتالیزور

کاتالیزورهای مورد استفاده برای ایجاد واکنش مورد نظر در موتور هیدروژنی می توانند سه نوع باشند:

1. کوزه های استوانه ای. این بیشترین است ساخت و ساز سادهکار بر روی یک سیستم کنترل نسبتا ابتدایی. عملکرد یک موتور هیدروژنی که با این کاتالیزور کار می کند بیش از 0.7 لیتر گاز در دقیقه نیست. چنین سیستم هایی را می توان در ماشین هایی با موتور هیدروژنی تا یک و نیم لیتر استفاده کرد. افزایش تعداد قوطی ها به شما امکان می دهد از این حد فراتر بروید.
2. سلول ها را جدا کنید. اعتقاد بر این است که این نوع کاتالیزور موثرترین است. بهره وری سیستم بیش از دو لیتر گاز در دقیقه است، بازده حداکثر است.
3. صفحات باز یا کاتالیزور خشک این سیستمطراحی شده برای طولانی مدتکار بهره وری از یک تا دو لیتر گاز در دقیقه متغیر است. موقعیت باز حداکثر بازده خنک کننده را فراهم می کند.

راندمان موتورهای هیدروژنی هر سال در حال افزایش است. دستگاه های هیبریدی که با هیدروژن و بنزین کار می کنند اکنون شروع به کار کرده اند. به نوبه خود، طراحان به دنبال کارآمدترین مدل کاتالیزوری که عملکرد حتی بالاتری را ارائه می دهد، دست نمی کشند.

موتور هیدروژنی DIY

ژنراتور

برای ایجاد یک موتور هیدروژن کارآمد برای ماشین خود با دستان خود، باید با یک ژنراتور شروع کنید. ساده ترین ژنراتور خانگییک ظرف مهر و موم شده با مایعی است که الکترودها در آن غوطه ور هستند. منبع تغذیه 12 ولت برای چنین دستگاهی کافی است.

اتصالات بر روی پوشش سازه نصب می شود. مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن را حذف می کند. در واقع، این اساس ژنراتور برای موتور هیدروژنی است که به موتور احتراق داخلی متصل است.

برای ایجاد یک سیستم کامل، به فضای ذخیره سازی و باتری اضافی نیز نیاز خواهید داشت. بهتر است از یک فیلتر آبرسانی به عنوان مسکن استفاده کنید، یا می توانید یک نصب ویژه خریداری کنید. در دومی، از الکترودهای استوانه ای افزایش بهره وری استفاده می شود.

همانطور که می بینید، جداسازی گاز مناسب برای واکنش چندان دشوار نیست. تولید آن به مقدار لازم برای یک موتور هیدروژنی بسیار دشوارتر است. برای افزایش راندمان استفاده از الکترودهای مسی ضروری است. در موارد شدید، فولاد ضد زنگ نیز مناسب است.

در طول واکنش، جریان باید با قدرت های مختلف تامین شود. بنابراین، شما نمی توانید بدون یک واحد الکترونیکی انجام دهید. علاوه بر این، همیشه باید مقدار معینی آب در مخزن وجود داشته باشد تا واکنش در شرایط عادی انجام شود. سیستم آرایش خودکار در موتور هیدروژنی این مشکل را حل می کند. شدت الکترولیز فراهم می کند کافینمک.

مهم! اگر آب تقطیر شود، به هیچ وجه الکترولیز وجود نخواهد داشت.

برای تهیه آب برای موتور هیدروژنی، باید 10 لیتر مایع مصرف کنید و یک قاشق غذاخوری هیدروکسید اضافه کنید.

دستگاه موتور هیدروژنی

اول از همه، شما باید از مخازن اضافی و لوله کشی مراقبت کنید. موتور هیدروژنی به یک سنسور سطح آب نیاز دارد که در وسط پوشش نصب شود. این کار از تحریک کاذب هنگام بالا و پایین رفتن جلوگیری می کند. این اوست که در صورت نیاز به سیستم آرایش خودکار فرمان می دهد.

سنسور فشار نقش ویژه ای دارد. با 40 psi روشن میشه. به محض اینکه فشار داخلی به 45 psi رسید، پمپ خاموش می شود. بالای 50 psi، فیوز خاموش می شود.

فیوز موتور هیدروژنی باید از دو قسمت تشکیل شده باشد: یک دریچه آزادسازی اضطراری و یک دیسک پارگی. دیسک پارگی زمانی فعال می شود که فشار به psi 60 برسد بدون اینکه آسیبی به سیستم وارد شود.

از سردترین شمع برای حذف گرما استفاده کنید. شاخه هایی با نوک پلاتین مناسب نیستند. پلاتین یک کاتالیزور عالی برای واکنش هیدروژن و اکسیژن است.

مهم! بردن توجه ویژهایجاد تهویه برای میل لنگ موتور هیدروژنی.

قسمت برقی

نقش مهم v نمودار الکتریکیموتور هیدروژنی یک تایمر 555 را پخش می کند. این موتور به عنوان یک مولد پالس عمل می کند. علاوه بر این، می توان از آن برای تنظیم فرکانس و عرض پالس استفاده کرد.

مهم! تایمر دارای سه محدوده فرکانس است. مقاومت مقاومت ها در 100 اهم است. اتصال به صورت موازی انجام می شود.

برد موتور هیدروژنی باید دو تایمر پالس 555 داشته باشد اولی باید خازن های بزرگتری داشته باشد. خروجی از پایه 3 به ژنراتور دوم می رود. در واقع شامل آن می شود.

خروجی سوم تایمر دوم ژنراتور پالس هیدروژن به مقاومت های 220 و 820 اهم متصل است. ترانزیستور جریان را به مقدار مورد نظر تقویت می کند. دیود 1N4007 وظیفه حفاظت از آن را بر عهده دارد. این تضمین می کند کار معمولیکل سیستم

عواقب

اکنون موتور هیدروژنی دیگر حاصل تخیل دانشمندان نیست، بلکه یک پیشرفت بسیار واقعی است که می تواند به طور مستقل انجام شود. البته از نظر مشخصات چنین واحدی نسبت به مدل کارخانه پایین تر خواهد بود. اما صرفه جویی برای موتور احتراق داخلی همچنان قابل توجه خواهد بود.

موتورهای هیدروژنی نه تنها به کاهش مصرف بنزین کمک می کنند، بلکه کاملاً ایمن هستند محیط... به همین دلیل است که در سه ماهه اول، فروش خودروی هیدروژنی برند تویوتا تمام رکوردها را در ژاپن شکست.