„Pasidaryk pats“ vandenilio generatoriaus brėžiniai. Kaip pasidaryti vandenilio generatorių. Vaizdo įrašas – Šildymas vandeniliu. Vandenilio elementų baterijos

Pasaulio naftos atsargos senka, o mokslininkai bando rasti pakaitalą benzinui. Vienas iš neišsenkantys šaltiniai energija yra vandenilis. Be to, jis yra nekenksmingas aplinkai, o tai labai svarbu šiuolaikinėmis sąlygomis. Šiandien jau yra veikiančių vandenilio generatorių, pavyzdžiui, automobilių pramonėje. Geriausi rezultatai Japonijos kompanijos „Toyota“ inžinieriams pavyko tai pasiekti sukūrę veikiantį automobilio prototipą.

Veikimo principas

Vandenilis gali būti naudojamas namams šildyti arba kaip kuras transporto priemonėms. Pirmuoju atveju galite pasiekti geras efektyvumas dėl didelio medžiagos šilumos laidumo. Oksidacijos reakcijos metu vienas deguonies atomas susijungia su dviem vandenilio atomais, todėl susidaro vanduo. Tuo pačiu metu jis išleidžiamas maždaug 3 kartus daugiau šilumos palyginti su gamtinių dujų deginimu.

Tarp visų šiandien mokslui žinomų energijos šaltinių , būtent ši medžiaga turėtų būti laikoma perspektyviausia - Du trečdalius planetos vandenyno dugno sudaro ši medžiaga, o Visatoje pagal pasiskirstymą tik helis gali konkuruoti su vandeniliu. taigi variklis, veikiantis šiuo kuru, gali būti laikomas geriausiu.

Tačiau yra gana rimta problema- norint gauti gryną vandenilį, reikia suskaidyti vandenį, o tai nėra pats lengviausias procesas. Šiandien mokslininkai mano, kad lengviausias būdas suskaidyti vandens molekules yra naudoti elektrolizę. Šis procesas yra žinomas kiekvienam žmogui mokyklos kursas fizikai: Didelė elektros potencialo įtampa tiesiogine prasme suskaido vandens molekules į jų sudedamąsias dalis.

Dėl to susidaro dujos, kurių formulė HHO, kurios kaloringumas yra 121 MJ/kg. Jis buvo pavadintas fiziko Yu. Brown vardu ir degdamas neišskiria jokių kenksmingų medžiagų. Medžiagos ypatumas yra tas, kad jai naudoti galite naudoti tuos pačius konteinerius, kurie šiandien naudojami kaip metano ar propano katilai. Tačiau paimti būtina papildomų priemonių saugos, nes Browno dujos yra labai sprogus mišinys.

Vandenilio generatorius automobiliui susideda iš dviejų pagrindinių elementų:

• elektrolizatorius
• rezeevuara.

Įrenginio sandarioje talpykloje yra elektrodų plokštelių poros, o pačiame yra dujų išleidimo vamzdis, gnybtai, apsauginis vožtuvas, vandens sandariklis ir kaklelis vandens pripildymui. Ši konstrukcija leidžia pašalinti Browno dujų atvirkštinio degimo plitimą ir pasiekti vandenilio degimą tik degiklio išleidimo angoje.

Tačiau klasikinio hidrolizatoriaus naudojimas yra nepelningas, nes sunaudojama daug elektros energijos. Tačiau buvo rasta išeitis iš šios situacijos – tam tikro dažnio srovės. Dėl to vandens molekulės patenka į rezonansą su elektriniais impulsais ir suskaidomos į komponentus. Surinkę tokį įrenginį, savo rankomis galite gauti kuro iš vandens.

Programos ir privalumai

Šiandien aprašytas elektrolizatoriaus dizainas yra toks pat įprastas įrenginys kaip plazminis pjaustytuvas. Reikėtų pažymėti, kad vandenilio generatorius iš pradžių buvo gana aktyviai naudojamas suvirinimo darbai. Šiandien situacija pasikeitė ir dujų Ruda gali būti naudojama sprendžiant šias problemas:

Browno dujų naudojimo pranašumai yra akivaizdūs: tiesiog nepamirškite apie medžiagos atsargas ir jos ekologiškumą.

Išmanyti gavimo technologiją vandenilinis kuras ir turėdami tam tikrų įgūdžių, vandenilio generatorių galite pasigaminti savo rankomis namuose. Šiandien yra keletas veikiančių schemų, leidžiančių sukurti tokį įrenginį. Be to, skirtingai nei klasikiniame įrenginyje, naminiame įrenginyje elektrodai nėra dedami į vandens indą, o pats skystis patenka į tarpus tarp plokščių. Prieš pradėdami gaminti vandenilio įrenginį savo rankomis, turėtumėte atidžiai išstudijuoti brėžinius.

Medžiagų parinkimas

Dažniausiai namų meistrai susiduria su elektrodų pasirinkimo problema. Sukūrus kuro elementą, situacija yra paprastesnė ir šiandien yra du pagrindiniai vandenilio generatorių tipai - „šlapias“ ir „sausas“. Norėdami sukurti pirmąjį, galite naudoti bet kurią talpyklą, kuri turi pakankamą saugos ir dujų sandarumo ribą. Optimalus pasirinkimas gali būti laikomas korpusu iš seno tipo akumuliatoriaus lengvajam automobiliui.

Jei įmanoma, korpusą geriau pasigaminti patiems iš nerūdijančio plieno, tačiau tai padidins įrenginio kainą. Naminis „sauso“ tipo kuro elementas kuriamas iš ne mažesnio kaip 10 cm storio organinio stiklo, taip pat reikės žiedo formos silikoninių sandariklių.

Geriausi elektrodai bus nerūdijančio plieno plokštės (vamzdžiai). Iš esmės galima naudoti ir juodąjį metalą, tačiau jis greitai rūdija ir tokius elektrodus reikia dažnai keisti. Visai kitokia situacija yra naudojant anglies lydinius, legiruotus su chromu. Tokios medžiagos pavyzdys yra 316L nerūdijantis plienas.

Naudojant vamzdžius, jie turi būti parinkti taip, kad montuojant vieną elementą į kitą, tarp jų būtų ne didesnis kaip vieno milimetro tarpas. Ne mažiau svarbi detalė Vandenilio generatorius automobiliui yra PWM generatorius. Būtent dėl ​​teisingai sumontuotos elektros grandinės galima reguliuoti srovės dažnį, o be to neįmanoma gaminti vandenilio.

Norėdami sukurti vandens sandariklį (burbuliatorių), galite naudoti bet kokį pakankamai sandarų indą. Tuo pačiu metu patartina jį aprūpinti sandariai užsidarančiu dangčiu, tačiau kilus gaisrui, viduje esanti NVO tuoj pat bus nuplėšta. Kad Brown dujos negrįžtų į kuro elementą, tarp vandens sandariklio ir elektrolizatoriaus rekomenduojama įrengti uždaromąjį vožtuvą.

Prietaiso surinkimas

Norėdami sukurti deguonies generatorių, geriau pasirinkti „sausą“ kuro elementą, o elektrodai turėtų būti pagaminti iš nerūdijančio plieno. Būtent ji yra populiariausia tarp namų amatininkų. Taip pat svarbu laikytis tam tikros veiksmų sekos:

Baigę visus surinkimo darbus, įrenginį reikia sureguliuoti. Ypatingas dėmesys Kuriant naminį įrenginį būtina atkreipti dėmesį į saugumą, nes neatsakingai elgiantis, NHO dujos gali sprogti.

Esame įpratę tai laikyti pigiausia kuro rūšimi gamtinių dujų. Bet pasirodo, kad turi verta alternatyva– vandenilis, gaunamas skaldant vandenį. Pradinę medžiagą šio kuro gamybai gauname visiškai nemokamai. O jei vandenilio generatorių pasigaminsite patys, sutaupysite tiesiog nuostabiai. Tiesa?

Norintiems savo rankomis pasistatyti pigų, bet labai našų kuro generatorių, siūlome išsamias instrukcijas. Pateikiame rekomendacijas dėl tinkamo naudojimo. Kaip informatyvūs priedai, kurie aiškiai paaiškina veikimo principą, buvo naudojamos nuotraukų aplikacijos ir vaizdo įrašai.

Chemijos pamokos vidurinė mokykla Kažkada buvo aiškinama, kaip iš paprasto vandentiekio vandens gauti vandenilį. Galima įsigyti chemijos sritisŠi koncepcija yra elektrolizė. Būtent elektrolizės dėka galima gaminti vandenilį.

Paprasčiausias vandenilio įrengimas – indas pripildytas vandens. Po vandens sluoksniu dedami du plokšteliniai elektrodai. Jiems tiekiama elektros srovė. Kadangi vanduo yra puikus elektros srovės laidininkas, tarp plokščių susidaro mažos varžos kontaktas.

Srovė, einanti per mažą atsparumą vandeniui, skatina susidarymą cheminė reakcija, ko pasekoje susidaro vandenilis.

Eksperimentinės vandenilio instaliacijos schema, kuri anksčiau buvo mokoma vidurinės mokyklos chemijos klasėje. Pasirodo, tos pamokos nebuvo nereikalingos šiuolaikinių kasdieninių poreikių praktikai

Atrodytų, viskas paprasta ir belieka visai nedaug – surinkti susidariusį vandenilį panaudoti jį kaip energijos šaltinį. Tačiau chemija niekada neapsieina be subtilių detalių.

Taip yra čia: jei vandenilis susijungia su deguonimi, tam tikroje koncentracijoje susidaro sprogus mišinys. Šis taškas yra vienas iš kritinių reiškinių, ribojančių galimybę sukurti pakankamai galingas namų stotis.

Vandenilio generatoriaus dizainas

Norėdami sukurti vandenilio generatorius savo rankomis, jie paprastai remiasi klasikine Browno montavimo schema. Šis vidutinio galingumo elektrolizatorius susideda iš elementų grupės, kurių kiekvienoje yra plokštelinių elektrodų grupė. Įrenginio galią lemia bendras plokštelinių elektrodų paviršiaus plotas.

Ląstelės dedamos į konteinerį, gerai izoliuotą nuo išorinė aplinka. Cisternos korpuse yra vamzdžiai, skirti prijungti vandentiekio magistralę, vandenilio išvadą, taip pat kontaktinis skydelis elektros prijungimui.

Taip pat kuriami ir gaminami įrenginiai, skirti eksploatuoti daugiabučiuose namuose. Tai jau daugiau galingi dizainai(5-7 kW), kurių paskirtis – ne tik energija šildymo sistemos, bet ir gamina elektrą. Toks kombinuotas variantas sparčiai populiarėja Vakarų šalys ir Japonijoje.

Kombinuoti vandenilio generatoriai pasižymi dideliu efektyvumu ir mažu anglies dvideginio išmetimu.

Realiai pramoniniu būdu pagamintos stoties, kurios galia iki 5 kW, pavyzdys. Ateityje panašios instaliacijos planuojamos įrengti kotedžus ir daugiabučius

Rusijos pramonė taip pat pradėjo užsiimti šia perspektyvia kuro gamyba. Visų pirma, „Norilsk Nickel“ įvaldo vandenilio įrenginių, įskaitant buitinius, gamybos technologijas.

Planuojama panaudoti daugiausia skirtingi tipai kuro elementai kūrimo ir gamybos procese:

• protonų mainų membrana;
• ortofosforo rūgštis;
• protonų mainų metanolis;
• šarminis;
• kietas oksidas.

Tuo tarpu elektrolizės procesas yra grįžtamas. Šis faktas rodo, kad galima gauti jau pašildytą vandenį nedeginant vandenilio.

Panašu, kad tai tik dar viena idėja, kurios įsisavinus galima pradėti naują aistrų ratą, susijusį su nemokama kuro gamyba jūsų namų katilui.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Eksperimentuokite namuose su naminiai modeliai, reikia ruoštis netikėčiausiems rezultatams, tačiau neigiama patirtis taip pat yra patirtis:

„Pasidaryk pats“ vandenilio generatoriai namams vis dar yra projektas, egzistuojantis vienos idėjos lygiu. Praktiškai įgyvendintų „pasidaryk pats“ vandenilio generatorių projektų nėra, o tie, kurie yra išdėstyti internete, yra jų autorių vaizduotė arba grynai teoriniai variantai.

Taigi galime pasikliauti tik brangiu pramoniniu produktu, kuris žada pasirodyti artimiausiu metu.

Automobilių gamyba yra viena iš perspektyviausių pramonės sričių. Pasauliniai koncernai stengiasi daug pinigų investuoti į naujų technologijų kūrimą, kurios ateityje turėtų tobulėti spektaklis Transporto priemonė. Menkiausias automobilio veikimo principų pakeitimas gali kardinaliai pakeisti jo dinamiką, važiavimo charakteristikas, saugumo lygį. Kartu žada ir reikšmingiausi pokyčiai alternatyvių šaltinių degalų ir ypač vandeniliu varomų automobilių, kuriuos jau šiandien galima pamatyti pirmaujančių gamintojų linijose. Nepaisant šio tipo serijinių modelių atsiradimo, dizaineriai vis dar ieško geriausias naudojimas vandenilis. Tačiau faktas, kad įgyvendinimas šio kuro tai neabejotinai suteikia variklio veikimo algoritmui daug privalumų.

Vandenilinių automobilių specifika

Perėjimas nuo tradicinių technologijų prie naujų sprendimų ne visada leidžia pasiekti geresnių transporto veiklos kokybės rodiklių. Taip atsitinka su elektra varomomis transporto priemonėmis, kurios, nors ir laikomos draugiškomis aplinkai ir santykinai ekonomiška išvaizda techninėmis priemonėmis, tačiau turi daug trūkumų, įskaitant nepatenkinamą dinamiką. Savo ruožtu, jei įrenginys yra subalansuotas, jis gali išsaugoti klasikinius variklius turinčių automobilių privalumus ir suteikti keletą naujų privalumų. Susidomėjimas ši rūšis degalų sąnaudas iš gamintojų pusės lemia galimybė padidinti transporto ekologiškumą, taip pat sutaupyti energijos. Palyginti su įprastais vidaus degimo varikliais, vandenilio agregatai praktiškai neišskiria kenksmingų medžiagų. Tokį rezultatą galima pasiekti tik visiškai pašalinus tradicinius variklius, o šiuo atveju galios sumažėjimas taip pat bus pastebimas.

Vandenilio ir vidaus degimo variklio derinys

Šiandien automobilių gamintojai naudoja keletą vandenilio naudojimo koncepcijų. Vienas iš labiausiai paplitusių yra hibridinis variantas, kuriame derinamas vidaus degimo variklis ir vandenilio elementai. Iš pradžių vandenilio koncepcijos automobiliai, pagaminti naudojant šį metodą, pasižymėjo maža galia. Tačiau naujausi įvykiai rodo priešingą situaciją, kai galios potencialas padidėja 10-15%. Tačiau, vėlgi, galios didinimas pašalina pranašumą dėl nekenksmingumo aplinkai ir mašinos priežiūros išlaidų. Yra dar vienas neigiamas veiksnys dėl vandenilio naudojimo vidaus degimo variklio sistemoje. Eksploatacijos metu kuras reaguoja su konstrukciniais elementais, o tai žymiai sumažina jėgos agregatų medžiagų tarnavimo laiką.

Vandenilių automobilių techninės charakteristikos

Pirmasis serijinis modelis, kuriame buvo sumontuota vandenilio jėgainė, buvo keturių durų „Mirai“ sedanas iš „Toyota“ koncerno. Kūrėjai naudojo nestandartinę konfigūraciją, kurioje užpildo šerdis yra elektros variklis, prijungtas prie vandenilio keitiklio. Dėl to hibridinis automobilis užtikrina 151 AG. Su., Maksimalus greitis 180 km/val., o įsibėgėjimas iki „šimtų“ per 9 sekundes. Tuo pačiu metu vienas degalų papildymas leidžia įveikti beveik 500 km, o tai labai gerai pirmam automobiliui naudojant vandenilį. Specifikacijos vandeniliniai krosoveriai taip pat įspūdingi – pavyzdžiui, „Hyundai Intrado“ gavo 36 kWh akumuliatorių, užtikrinantį iki 600 km atstumą. Bet svarbiausia tai kenksmingų išmetimųšiuo atveju sumažinama iki nulio. Įmonės jau siūlo vandenilinius automobilius su patraukliais eksploataciniais duomenimis. Tarp šią pažangą stabdančių veiksnių galima išskirti tik infrastruktūros, leidžiančios naujomis technologijomis naudotis plačioms vartotojų masėms, trūkumą.

Vandenilio generatoriai

Ate didelių gamintojųįsisavina aukštųjų technologijų variklius, kuriuose kaip energijos tiekimo šaltinis naudojamas vandenilis; viduriniame lygyje gausu pagalbinių generatorių, leidžiančių apdoroti kuro elementus šio tipo. Kadangi pagrindinis naujų rūšių kuro naudojimo tikslas yra pagerinti proceso ekologiškumą ir sumažinti energijos sąnaudas, kai kuriais atvejais pakanka į projektą įtraukti tik atitinkamą reaktorių. Ši funkcija visų pirma atliekama automobilyje, kuris taip pat vadinamas dujų keitikliu. Tuo pačiu metu yra dviejų tipų tokie įrenginiai - su skystais ir sausais komponentais. Efektyvumo požiūriu antrasis variantas yra pelningesnis, nes skystiems elementams reikia daug srovės, todėl padidėja akumuliatoriaus dydis.

Vandenilio reaktorių veikimo principas

Teigiami atsiliepimai apie vandenilinius automobilius

Aplinkosaugos organizacijų ir pačių gamintojų požiūriu vandenilio naudojimo pranašumai yra akivaizdūs. Kalbant apie galutinį vartotoją, naujų kuro elementų naudojimo nauda dar nėra tokia ryški. Nepaisant to, sėkmingiausi tokio tipo automobilių pavyzdžiai rodo taupymą eksploatuojant, o tai ateityje gali tapti vienu iš pagrindinių šios technologijos populiarumo veiksnių. Kalbant apie dinamines savybes ir galią, vandenilio generatorius automobiliui sukelia prieštaringų nuomonių, tačiau čia taip pat yra teigiamų pokyčių. Racionalios degalų sąnaudos ne tik leidžia sutaupyti, bet ir padidina jėgainės našumą – atitinkamai tam tikrais atvejais galia taip pat didėja.

Neigiami atsiliepimai

Net ir kalbant apie pažangius šios srities pokyčius, vartotojai turi susidurti su prastos infrastruktūros problemomis. Kaip ir kitų hibridų versijų atveju, vandenilinius automobilius reikia aptarnauti specialiose stotyse. Žinoma, yra ir modelių, kurie veikia su tirpalais, tiekiamais cilindruose. Tačiau šiuo atveju yra griežtos laikymo sąlygos, kurioms reikalingas vandenilis automobilyje. Apžvalgos su kritika ypač atkreipia dėmesį į modernizuotus automobilius, kurie veikė tradiciniais varikliais. Faktas yra tas, kad vandenilio įrenginių integravimas dažnai lemia greitą netoliese esančių komponentų ir dalių nusidėvėjimą.

Palyginimas su alternatyviomis technologijomis

Kaip pastebi specialistai, anksčiau ar vėliau pasaulinėje automobilių pramonėje įsivyraus aukštus aplinkosaugos saugos standartus atitinkančios technologijos. Kartu su vandenilio koncepcijomis į šį vaidmenį pretenduoja elektromobiliai, įvairūs hibridai, skystuoju azotu varomi modeliai ir kt.. Tačiau, skirtingai nei išvardytos koncepcijos, toks pat HHO vandenilio generatorius automobilyje yra pats paprasčiausias techniniu įgyvendinimu. Jei elektros variklio kūrėjams dažnai tenka sukurti naują dizainą erdvėje su varikliu, tai vandenilio reaktoriaus įgyvendinimas yra kiekvieno šiuolaikinio automobilių remonto dirbtuvės galia. Kitas dalykas yra tai, kad generatorius negali būti laikomas labiausiai geriausias pavyzdys alternatyvių degalų naudojimas transportui.

Išvada

Vandenilis buvo naudojamas kaip šaltinis transporto priemonių jėgainei tiekti nuo pirmųjų automobilių aušros. Tačiau didelis klasikinių vidaus degimo variklių našumas užtemdė tokio pobūdžio pokyčius. Tiesą sakant, net ir šiandien dėl daugelio parametrų vandeniliniai automobiliai negali konkuruoti su įprastais modeliais. Šios krypties aktualumą lemia oro teršalų nebuvimas. Kituose veikimo niuansuose yra tam tikrų pranašumų, tačiau jie nėra esminiai gamintojams. Jei kalbėsime apie aukas, kurias turės paaukoti vandenilinių automobilių kūrėjai, greičiausiai jos apsiribos kuklia galia ir konstrukcinių elementų, galinčių turėti įtakos ergonomikai, įvedimu.

Netgi viduramžių mokslininkas Paracelsas vieno iš savo eksperimentų metu pastebėjo, kad sieros rūgščiai susilietus su geležimi, susidaro oro burbuliukai. Tiesą sakant, tai buvo vandenilis (bet ne oras, kaip tikėjo mokslininkas) – lengvos, bespalvės, bekvapės dujos, kurios tam tikromis sąlygomis tampa sprogstamos.

Šiuo metuVandenilio šildymas pasidaryk pats – labai dažnas dalykas. Iš tiesų vandenilio galima gaminti beveik neribotais kiekiais, svarbiausia, kad būtų vandens ir elektros.

Šį šildymo būdą sukūrė vienas iš Italijos įmonės. Vandenilio katilas veikia nesudarydamas kenksmingų atliekų, todėl jis laikomas ekologiškiausiu ir tyliausiu būdu šildyti namus. Kūrimo naujovė ta, kad mokslininkams pavyko pasiekti vandenilio degimą santykinai žemoje temperatūroje (apie 300°C), ir tai leido pagaminti panašią šildymo katilai iš tradicinių medžiagų.

Veikdamas katilas skleidžia tik nekenksmingus garus, o išlaidų reikalauja tik elektra. Ir jei tai derinsite su saulės elementai(saulės sistema), tuomet šias išlaidas galima visiškai sumažinti iki nulio.

Pastaba! Grindinio šildymo sistemoms šildyti dažnai naudojami vandenilio katilai, kuriuos nesunkiai galima sumontuoti savo rankomis.

Kaip visa tai vyksta? Deguonis reaguoja su vandeniliu ir, kaip prisimename iš vidurinės mokyklos chemijos pamokų, sudaro vandens molekules. Reakciją sukelia katalizatoriai, dėl to išsiskiria šiluminė energija, šildant vandenį iki maždaug 40ºC – idealios temperatūros „šiltoms grindims“.

Katilo galios reguliavimas leidžia pasiekti tam tikrą temperatūrą, reikalingą tam tikro ploto patalpai šildyti. Taip pat verta paminėti, kad tokie katilai laikomi moduliniais, nes jie susideda iš kelių vienas nuo kito nepriklausomų kanalų. Kiekviename iš kanalų yra aukščiau minėtas katalizatorius, dėl to aušinimo skystis patenka į šilumokaitį, kuris jau pasiekė reikiamą 40ᵒC vertę.

Pastaba! Tokios įrangos ypatybė yra ta, kad kiekvienas kanalas gali gaminti skirtingą temperatūrą. Taigi vienas iš jų gali būti atliktas " šiltos grindys“, antrasis į gretimą kambarį, trečias – į lubas ir t.t.

Pagrindiniai šildymo vandeniliu privalumai

Šis namo šildymo būdas turi keletą reikšmingų privalumų, dėl kurių vis labiau populiarėja sistema.

1. Įspūdingas efektyvumas, dažnai siekiantis 96%.
2. Ekologiškumas. Vienintelis į atmosferą išleidžiamas šalutinis produktas yra vandens garai, kurie negali pakenkti aplinką iš esmės.
3. Šildymas vandeniliu pamažu keičia tradicines sistemas, išlaisvindamas žmones nuo būtinybės išgauti gamtos išteklius – naftą, dujas, anglį.
4. Vandenilis veikia be ugnies, šiluminė energija susidaro vykstant katalizinei reakcijai.

Ar galima patiems pasidaryti šildymą vandeniliu?

Iš principo tai įmanoma. Pagrindinis sistemos elementas - katilas - gali būti sukurtas NNO generatoriaus, tai yra, įprasto elektrolizatoriaus, pagrindu. Visi prisimename mokyklinius eksperimentus, kai plikus laidus, prijungtus prie lizdo, naudodami lygintuvą, įsmeigdavome į vandens indą. Taigi, norėdami pastatyti katilą, turėsite pakartoti šį eksperimentą, bet didesniu mastu.

Pastaba! Vandenilio katilas naudojamas su „šiltomis grindimis“, kaip jau aptarėme. Tačiau tokios sistemos išdėstymas yra kito straipsnio tema, todėl pasikliausime tuo, kad „šiltos grindys“ jau sumontuotos ir paruoštos naudoti.

Vandenilio degiklio konstrukcija

Pradėkime kurti vandens degiklį. Tradiciškai pradėsime nuo pasiruošimo reikalingų įrankių ir medžiagas.

Ko reikės darbe

1. Nerūdijančio plieno lakštas.
2. Patikrink vožtuvą.
3. Du varžtai 6x150, jiems skirtos veržlės ir poveržlės.
4. Pratekantis filtras (iš skalbimo mašinos).
5. Skaidrus vamzdelis. Tam idealiai tinka vandens lygis - statybinių medžiagų parduotuvėse jis parduodamas už 350 rublių už 10 m.
6. Plastikinis sandarus maisto indas, kurio talpa 1,5 litro. Apytikslė kaina: 150 rublių.
7. Silkės jungiamosios detalės ø8 mm (tai puikiai tinka žarnai).
8. Šlifuoklis metalo pjovimui.

Dabar išsiaiškinkime, kokį nerūdijantį plieną naudoti. Idealiu atveju turėtumėte paimti plieną 03Х16Н1. Bet pirk visas lapas„Nerūdijantis plienas“ kartais yra labai brangus, nes 2 mm storio gaminys kainuoja daugiau nei 5500 rublių, be to, jį reikia kažkaip pristatyti. Todėl jei kur nors guli nedidelis tokio plieno gabalas (užtenka 0,5 x 0,5 m), tuomet galite su juo apsieiti.

Naudosime nerūdijantį plieną, nes paprastas plienas, kaip žinote, vandenyje pradeda rūdyti. Be to, savo konstrukcijoje vietoj vandens ketiname naudoti šarmą, tai yra, aplinka yra daugiau nei agresyvi, o įprastas plienas ilgai tarnaus veikiamas elektros srovės.

Vaizdo įrašas – rudų dujų generatoriaus paprastos ląstelės modelis iš 16 nerūdijančio plieno plokščių

Gamybos instrukcijos

Pirmas lygmuo. Norėdami pradėti, paimkite plieno lakštą ir padėkite ant jo Plokščias paviršius. Iš aukščiau nurodytų matmenų lapo (0,5x0,5 m) turėtumėte gauti 16 stačiakampių būsimam vandenilio degikliui, iškirpkite juos šlifuokliu.

Pastaba! Nupjovėme vieną iš keturių kiekvienos plokštės kampų. Tai būtina norint ateityje prijungti plokštes.

Antrasis etapas. SU išvirkščia pusė plokštės, išgręžiamos skylės varžtui. Jei planuotume daryti „sausą“ elektrolizatorių, skyles gręžtume iš apačios, tačiau šiuo atveju tai nėra būtina. Faktas yra tas, kad „sausas“ dizainas yra daug sudėtingesnis, o naudingas plokščių plotas jame nebūtų išnaudotas 100%. Pagaminsime „šlapį“ elektrolizatorių - plokštelės bus visiškai panardintos į elektrolitą, o visas jų plotas dalyvaus reakcijoje.

Trečias etapas. Aprašyto degiklio veikimo principas grindžiamas taip: elektros srovė, einanti per plokštes, panardintas į elektrolitą, privers vandenį (jis turėtų būti elektrolito dalis) suskaidyti į deguonį (O) ir vandenilį (H). Todėl vienu metu turime turėti dvi plokštes – katodą ir anodą.

Didėjant šių plokščių plotui, didėja dujų tūris, todėl šiuo atveju kiekvienam katodui ir anodui naudojame atitinkamai aštuonis gabalus.

Pastaba! Mūsų nagrinėjamas degiklis yra lygiagrečios konstrukcijos, kuri, tiesą sakant, nėra pati efektyviausia. Bet tai lengviau įgyvendinti.

Ketvirtasis etapas. Toliau turime įdiegti plokštes Plastikinis konteineris kad jos keistųsi: pliusas, minusas, pliusas, minusas ir tt Plokščių šiltinimui naudojame skaidraus vamzdelio gabalėlius (jo pirkome ištisus 10 m, tad yra pasiūla).

Iš vamzdelio išpjauname mažus žiedelius, supjaustome ir gauname maždaug 1 mm storio juosteles. Tai idealus atstumas, kad vandenilis būtų efektyviai generuojamas konstrukcijoje.

Penktas etapas. Plokštes tvirtiname viena prie kitos naudodami poveržles. Tai darome taip: ant varžto dedame poveržlę, tada plokštę, po jos tris poveržles, kitą plokštę, vėl tris poveržles ir tt Ant katodo pakabiname aštuonias dalis, ant anodo – aštuonias.

Pastaba! Tai reikia padaryti veidrodiniu būdu, tai yra, mes pasukame anodą 180ᵒ. Taigi "pliusas" pateks į tarpus tarp "minuso" plokščių.

Šeštas etapas. Žiūrime, kur tiksliai laikosi varžtai konteineryje, ir toje vietoje išgręžiame skyles. Jei staiga varžtai netelpa į konteinerį, tada nupjauname juos iki reikiamo ilgio. Tada įkišame varžtus į skylutes, ant jų uždedame poveržles ir priveržiame veržlėmis – kad būtų geresnis sandarumas.

Tada dangtelyje padarome skylę jungiamajai detalei, įsukame pačią jungiamąją detalę (geriausia padengiant jungtis silikono sandariklis). Pūskite į jungiamąją detalę, kad patikrintumėte dangčio sandarumą. Jei iš po jo vis tiek išeina oras, šią jungtį padengiame sandarikliu.

Septintas etapas. Baigę surinkti, mes išbandome gatavą generatorių. Norėdami tai padaryti, prijunkite prie jo bet kurį šaltinį, užpildykite indą vandeniu ir uždarykite dangtį. Tada ant jungiamosios detalės uždedame žarną ir nuleidžiame ją į vandens indą (kad būtų matomi oro burbuliukai). Jei šaltinis nėra pakankamai galingas, tada jų nebus bake, bet jie tikrai atsiras elektrolizatoriuje.

Toliau turime padidinti dujų išleidimo intensyvumą didinant elektrolito įtampą. Čia verta paminėti, kad vanduo gryna forma nėra laidininkas – srovė per jį praeina dėl jame esančių priemaišų ir druskos. Šiek tiek atskiesime šarmu vandenyje (pavyzdžiui, natrio hidroksidas yra puikus - jis parduodamas parduotuvėse valymo priemonės „Mole“ pavidalu).

Pastaba! Šiame etape turime adekvačiai įvertinti maitinimo šaltinio galimybes, todėl prieš įpurškiant šarmą prie elektrolizatoriaus prijungiame ampermetrą – taip galime stebėti srovės padidėjimą.

Vaizdo įrašas – Šildymas vandeniliu. Vandenilio elementų baterijos

Toliau pakalbėkime apie kitus vandenilio degiklio komponentus – skalbimo mašinos filtrą ir vožtuvą. Abu yra skirti apsaugai. Vožtuvas neleis užsidegusiam vandeniliui prasiskverbti atgal į konstrukciją ir susprogdinti po elektrolizatoriaus dangteliu susikaupusias dujas (net jei ten jų tik nedaug). Jei nesumontuosime vožtuvo, indas bus pažeistas ir šarmas ištekės.

Norint pagaminti vandens sandariklį, reikės filtro, kuris veiks kaip kliūtis, apsauganti nuo sprogimo. Amatininkai, susipažinęs su dizainu iš pirmų lūpų naminis degiklis vandenilio atveju šis vožtuvas vadinamas „bulbulatoriumi“. Iš tiesų, tai iš esmės tik sukuria oro burbuliukus vandenyje. Pačiam degikliui naudojame tą pačią skaidrią žarną. Štai viskas, vandenilio degiklis yra paruoštas!

Belieka prijungti jį prie „šiltų grindų“ sistemos įvesties, užsandarinti jungtį ir pradėti tiesioginį darbą.

Kaip išvada. Alternatyva

Alternatyva, nors ir labai prieštaringa, yra Browno dujos. cheminis junginys, kurį sudaro vienas deguonies atomas ir du vandenilio atomai. Tokių dujų degimą lydi šiluminės energijos susidarymas (be to, keturis kartus galingesnis nei aukščiau aprašytoje konstrukcijoje).

Elektrolizatoriai taip pat naudojami namams šildyti Brown dujomis, nes šis šilumos gamybos būdas taip pat pagrįstas elektrolize. Sukuriami specialūs katilai, kuriuose, veikiant kintamoji srovė atskiriamos cheminių elementų molekulės, susidaro Brauno geidžiamos dujos.

Vaizdo įrašas – praturtintos rudosios dujos

Visai gali būti, kad inovatyvūs energijos ištekliai, kurių atsargos beveik neribotos, netrukus išstums neatsinaujinančius. Gamtos turtai, išlaisvindami mus nuo nuolatinės kasybos poreikio. Tokia įvykių eiga turės teigiamos įtakos ne tik aplinkai, bet ir visos planetos ekologijai.

Taip pat perskaitykite mūsų straipsnį - „pasidaryk pats“ šildymas garais.

Vaizdo įrašas – Vandenilio šildymas

Vandenilis yra praktiškai tobulas vaizdas kuro, tačiau problema ta, kad mūsų planetoje jis randamas tik junginių su kitais pavidalu cheminiai elementai. „Grynos“ medžiagos dalis atmosferoje yra ne didesnė kaip 0,00005%. Atsižvelgiant į šias realijas, tai tampa aktuali tema apie vandenilio generatorių. Panagrinėkime tokio įrenginio veikimo principą, jo konstrukcines ypatybes, taikymo sritį ir galimybę pasigaminti savarankiškai.

Vandenilio generatoriaus aprašymas ir veikimo principas

Yra keli vandenilio išgavimo iš kitų medžiagų būdai, išvardijame dažniausiai naudojamus:

1. Elektrolizė, ši technika yra pati paprasčiausia ir gali būti įgyvendinta namuose. Per vandens tirpalas kurioje yra druskos, teka nuolatinė elektros srovė, jos įtakoje vyksta reakcija, kurią galima apibūdinti tokia lygtimi: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 . Šiuo atveju pavyzdys pateiktas paprastos virtuvės druskos tirpalui, kurio nėra geriausias variantas, nes išsiskiriantis chloras yra toksiška medžiaga. Atkreipkite dėmesį, kad šiuo metodu gautas vandenilis yra gryniausias (apie 99,9%).
2. Perleidžiant vandens garus per anglies koksą, įkaitintą iki 1000 ° C temperatūros, tokiomis sąlygomis įvyksta tokia reakcija: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Metano gavyba konvertuojant garais ( būtina sąlyga reakcijai - temperatūra 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. Antrasis variantas yra metano oksidacija: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. Krekingo proceso (naftos rafinavimo) metu vandenilis išsiskiria kaip šalutinis produktas. Atkreipkite dėmesį, kad mūsų šalyje vis dar praktikuojama šią medžiagą deginti kai kuriose naftos perdirbimo gamyklose dėl jos trūkumo reikalinga įranga arba pakankama paklausa.

Iš išvardintų variantų paskutinis yra pigiausias, o pirmasis – prieinamiausias, jis yra daugelio vandenilio generatorių, įskaitant buitinius, pagrindas. Jų veikimo principas yra tas, kad srovę leidžiant per tirpalą, teigiamas elektrodas pritraukia neigiamus jonus, o elektrodas su priešingu krūviu – teigiamus, todėl medžiaga suskaidoma.

Vandenilio generatoriaus konstrukcijos ypatybės ir dizainas

Nors dabar vandenilio gamyboje problemų praktiškai nėra, jo transportavimas ir saugojimas vis dar yra neatidėliotinas uždavinys. Šios medžiagos molekulės yra tokios mažos, kad gali prasiskverbti net per metalą, o tai kelia tam tikrą pavojų saugai. Absorbuotas saugojimas nesiskiria didelis pelningumas. Todėl dauguma geriausias variantas– vandenilio generavimas prieš pat jo panaudojimą gamybos cikle.

Šiuo tikslu gaminami pramoniniai vandenilio gamybos įrenginiai. Paprastai tai yra membraninio tipo elektrolizatoriai. Žemiau pateikiamas supaprastintas tokio įrenginio dizainas ir veikimo principas.

Pavadinimai:

• A – vamzdelis chlorui (Cl 2) šalinti.
• B – vandenilio šalinimas (H 2).
• C yra anodas, ant kurio vyksta ši reakcija: 2CL – →CL 2 + 2e – .
• D yra katodas, reakciją ant jo galima apibūdinti tokia lygtimi: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
• E – vandens ir natrio chlorido (H 2 O & NaCl) tirpalas.
• F – membrana;
• G – sotusis natrio chlorido tirpalas ir kaustinės sodos (NaOH) susidarymas.
• H – sūrymo ir praskiestos kaustinės sodos pašalinimas.
• I – prisotinto sūrymo įvedimas.
• J – viršelis.

Buitinių generatorių konstrukcija yra daug paprastesnė, nes dauguma jų negamina gryno vandenilio, o gamina Browno dujas. Taip vadinamas deguonies ir vandenilio mišinys. Ši parinktis yra praktiškiausia, jai nereikia atskirti vandenilio ir deguonies, dizainas gali būti žymiai supaprastintas, taigi ir pigesnis. Be to, susidariusios dujos deginamos jas gaminant. Laikyti ir kaupti jį namuose ne tik problematiška, bet ir nesaugu.

Pavadinimai:

• a – vamzdis Browno dujoms išleisti;
• b – vandens tiekimo įvado kolektorius;
• c – sandarus korpusas;
• d – elektrodų plokščių blokas (anodai ir katodai), tarp kurių sumontuoti izoliatoriai;
• e – vanduo;
• f – vandens lygio jutiklis (prijungtas prie valdymo bloko);
• g – vandens atskyrimo filtras;
• h – elektrodams tiekiamas maitinimas;
• i – slėgio jutiklis (pasiekus slenkstinį lygį siunčia signalą į valdymo bloką);
• j – apsauginis vožtuvas;
• k – dujų išleidimo anga iš apsauginio vožtuvo.

Būdingas tokių prietaisų bruožas yra elektrodų blokų naudojimas, nes nereikia atskirti vandenilio ir deguonies. Tai leidžia generatoriams būti gana kompaktiškiems.

Vandenilio generatoriaus pritaikymas

Dėl problemų, susijusių su vandenilio transportavimu ir laikymu, tokie įrenginiai yra paklausūs pramonės šakose, kuriose šių dujų buvimas reikalingas technologiniam ciklui. Išvardinkime pagrindines kryptis:

1. Gamyba, susijusi su vandenilio chlorido sinteze.
2. Kuro gamyba raketų varikliams.
3. Trąšų kūrimas.
4. Vandenilio nitrido (amoniako) gamyba.
5. Azoto rūgšties sintezė.
6. IN Maisto pramone(kietiesiems riebalams gauti iš augalinių aliejų).
7. Metalo apdirbimas (suvirinimas ir pjovimas).
8. Metalo regeneravimas.
9. Metilo alkoholio sintezė
10. Vandenilio chlorido rūgšties gamyba.

Nepaisant to, kad vandenilio gamyba naftos perdirbimo metu yra pigesnė nei jo gamyba elektrolizės būdu, kaip minėta aukščiau, transportuojant dujas kyla sunkumų. Statyti pavojinga chemijos gamyba, tiesiai šalia naftos perdirbimo gamyklų, aplinkos situacija ne visada leidžia. Be to, elektrolizės būdu gaunamas vandenilis yra daug švaresnis nei gaunamas krekinguojant alyvą. Šiuo atžvilgiu pramoniniai vandenilio generatoriai visada yra labai paklausūs.

Buitinis naudojimas

Vandenilis taip pat naudojamas kasdieniame gyvenime. Visų pirma, tai yra autonominės šildymo sistemos. Tačiau čia yra keletas ypatumų. Gryno vandenilio gamybos įrenginiai yra daug brangesni nei Brown dujų generatoriai, pastaruosius galima surinkti net patiems. Tačiau organizuojant namų šildymą, būtina atsižvelgti į tai, kad Brown dujų degimo temperatūra yra daug aukštesnė nei metano, todėl jums reikės specialaus katilo, kuris yra šiek tiek brangesnis nei įprastas.

Internete galima rasti daugybę straipsnių, kuriuose rašoma, kad dujoms detonuoti galima naudoti paprastus katilus, tačiau tai griežtai draudžiama. Geriausiu atveju jie greitai žlugs, o blogiausiu gali sukelti liūdnų ar net tragiškų pasekmių. Browno mišiniui galimi specialūs dizainai su karščiui atsparesniu antgaliu.

Pažymėtina, kad vandenilio generatoriais pagrįstų šildymo sistemų pelningumas yra labai abejotinas dėl mažo efektyvumo. Tokiose sistemose yra dvigubi nuostoliai, pirma, dujų generavimo procese ir, antra, šildant vandenį katile. Pigiau iš karto šildyti vandenį elektriniame boileryje.

Lygiai taip pat prieštaringas įgyvendinimas buitiniam naudojimui, kuriame, siekiant sutaupyti, automobilio variklio degalų sistemoje benzinas prisodrintas Brown dujomis.

Pavadinimai:

• a – NHO generatorius (priimtas Brauno dujų žymėjimas);
• b – dujų išėjimas į džiovinimo kamerą;
• c – skyrius vandens garams šalinti;
• d – kondensato grąžinimas į generatorių;
• e – išdžiovintų dujų tiekimas į oro filtras Degalų sistema;
• f – automobilio variklis;
• g – prijungimas prie akumuliatoriaus ir elektros generatoriaus.

Pažymėtina, kad kai kuriais atvejais tokia sistema netgi veikia (jei ji surinkta teisingai). Tačiau nerasite tikslių parametrų, galios padidėjimo koeficiento ar taupymo procento. Šie duomenys yra labai neryškūs, o jų patikimumas abejotinas. Vėlgi, klausimas neaiškus, kiek sumažės variklio tarnavimo laikas.

Tačiau paklausa sukuria pasiūlą, internete galite rasti išsamius tokių įrenginių brėžinius ir jų prijungimo instrukcijas. Taip pat yra paruošti modeliai pagamintas Tekančios saulės šalyje.

Paprasto vandenilio generatoriaus gaminimas savo rankomis žingsnis po žingsnio

Mes jums pasakysime, kaip tai padaryti naminis generatorius gauti vandenilio ir deguonies mišinį (HHO). Jo galios neužtenka namui šildyti, bet dujų degiklis metalui pjauti pagaminamų dujų kiekio pakaks.

Ryžiai. 8. Dujų degiklio schema

Pavadinimai:

• a – degiklio antgalis;
• b – vamzdeliai;
• c – vandens sandarikliai;
• d – vanduo;
• e – elektrodai;
• f – sandarus korpusas.

Pirmiausia gaminame elektrolizatorių, tam mums reikia sandarios talpyklos ir elektrodų. Kaip pastarąjį naudojame plienines plokštes (jų dydis pasirenkamas savavališkai, priklausomai nuo pageidaujamo veikimo), tvirtinamas prie dielektrinio pagrindo. Sujungiame visas kiekvieno elektrodo plokštes viena su kita.

Kai elektrodai yra paruošti, jie turi būti pritvirtinti talpykloje taip, kad maitinimo laidų prijungimo taškai būtų aukščiau numatyto vandens lygio. Laidai iš elektrodų patenka į 12 voltų maitinimo šaltinį arba automobilio akumuliatorių.

Talpyklos dangtelyje padarome skylę dujų išleidimo vamzdžiui. Galima naudoti įprastus vandens sandariklius stiklinių indelių talpa 1 litras. Užpilame 2/3 vandens ir prijungiame prie elektrolizatoriaus ir degiklio, kaip parodyta 8 pav.

Geriau pasiimti paruoštą degiklį, nes ne kiekviena medžiaga gali atlaikyti rudųjų dujų degimo temperatūrą. Mes prijungiame jį prie paskutinio vandens vožtuvo išvesties.

Į elektrolizatorių pripildome vandens, į kurį įdėta paprastos virtuvinės druskos.

Įjunkite elektrodų įtampą ir patikrinkite prietaiso veikimą.