Hidrogenij (H2), "generiranje vode" - najčešći element svemira. Prema znanstvenicima, on čini gotovo 90% svih atoma u svemiru. Vodik, koji daje energiju našem Suncu tijekom reakcije termonuklearne fuzije, može poslužiti kao izvrsno gorivo na Zemlji. Ovo je jedino apsolutno bezopasno, ekološki prihvatljivo gorivo: kada se plin sagorijeva, ulazi u kemijsku reakciju s kisikom, a destilirana voda je proizvod izgaranja. Hidrogenij je idealno gorivo u svakom pogledu, a savršeno je i za grijanje doma. Štoviše, konvencionalni kotao za grijanje na plin može se pretvoriti u kotao za grijanje na vodik samo malim izmjenama u njegovom dizajnu. Jedan problem: unatoč prevalenciji vodika (mi sami činimo polovicu toga), on se gotovo nikada ne nalazi u svom čistom obliku na našem planetu. U otvorena prodaja ovog plina nema, gdje ga se može nabaviti? Internet nam daje jasan i precizan odgovor: kupiti ili sastaviti generator vodika za grijanje doma.

Tehnologije proizvodnje čistog vodika

Postoje mnoge tehnologije za proizvodnju vodika. Spomenut ćemo samo one koji jesu praktičnu upotrebu izvan zidova laboratorija:

• Kemijska reakcija vode s metalima. Gorivo je voda, reagens je legura aluminija i galija. 150 kg gorivih ćelija dovoljno je za vožnju 500 km u "automobilu na vodik", zatim se metal mora ukloniti i poslati na oporabu, što zahtijeva izlaganje visokim temperaturama.
• Pretvorba prirodni gas, rasplinjavanje ugljena, piroliza drva. Zagrijavanjem iznad 1000 ºS iz ugljikovodika se može dobiti čisti vodik za kućno grijanje.
• Elektroliza vode. Visokotemperaturna elektroliza je učinkovitija.
• Proizvodnja vodika iz biomase. Sirovina može biti gnojivo, sijeno, trava, alge i drugi poljoprivredni otpad. Bioplin može sadržavati od 2 do 12% vodika.
• Vodik "smeće" dobiva se iz kućnog otpada, podvrgavajući ga toplinskoj razgradnji.

Kućni generatori vodika

Kao što se može vidjeti iz prethodnog odjeljka, većina tehnološki procesi za industrijsku proizvodnju vodika povezani su s izlaganjem visokim temperaturama, što je problematično kod kuće. Razmotrite instalacije grijanja na vodik dostupne u privatnom sektoru:

Vodik iz stajnjaka

Među domaćim poljoprivrednicima počinju se pojavljivati ​​bioplinska postrojenja, kojih u zapadnoj Europi ima mnogo. Domaći bioplinski reaktori o kojima se govori na internetu " ludi majstori ruku» ne razlikuju se u performansama ili stabilnosti proizvodnje. Učinkovite su samo prilično složene i skupe instalacije, pod uvjetom da im se sirovine stalno dostavljaju. To je nerealno provesti u malom privatnom dvorištu, ali je moguće u jakom uzgoj. Vodik je samo nusprodukt proizvodnje bioplina i obično se ne izdvaja spaljivanjem s metanom. Ali ako je potrebno, H2 se može odvojiti.

Shematski prikaz bioplinskog postrojenja. Kako bi proces stvaranja zapaljivih plinova bio intenzivan, sirovine se fermentiraju i povremeno miješaju.

Vodik iz vode

Postrojenje za elektrolizu vodika za kućno grijanje jedino je trenutno dostupno rješenje za privatni dom. Elektrolizer je kompaktan, jednostavan za održavanje, može se ugraditi u njega mala soba. Sirovine za proizvodnju goriva - voda iz pipe. Postoji niz poznatih proizvođača koji nude slične kućne generatore vodika za grijanje doma i punjenje automobila. Na primjer, od 2003. Honda proizvodi Home Energy Station, danas je već treća generacija u prodaji. HES III je opremljen sa solarni paneli, može se instalirati u garaži ili na ulici.

Home Energy Station je vrlo skupo postrojenje koje može proizvesti do 2 m2 vodika na sat iz prirodnog plina ili elektrolizom vode. Stanica se sastoji od reformatora, gorivih ćelija, sustava za pročišćavanje, kompresora i spremnika plina. Električna energija može dolaziti iz mreže ili se proizvoditi pomoću solarnih panela

Uz "brendiranu" opremu, koju, usput, nitko službeno ne isporučuje u zemlje ZND-a, danas se naširoko reklamiraju H2 generatori koje proizvode naši prijatelji u Nebeskom Carstvu ili tadžikistanski kolege u domaćim garažama. Razine kvalitete i izvedbe su različite, od nikakve do uvjetno prihvatljive. Prodavači takve opreme, za razliku od više ili manje poštenih Japanaca, koji ne obećavaju manu s neba, koriste "prljave" reklamne tehnologije, iskreno obmanjujući potencijalne kupce o karakteristikama svoje opreme, koja se prodaje po napuhanim cijenama.

Poluzanatski pogon za proizvodnju vodika

Učinite sami grijanje na vodik, koje predviđa nezavisna proizvodnja elektrolizator. Moguće je i čak nije jako teško ako Kućni majstor posjeduje osnove elektrotehnike i rastu mu ruke, odakle i treba. Koliko je učinkovito i sigurno, posebno je pitanje.

Drugi problem je što je nabava goriva samo dio zadatka. Potrebno je osigurati njegovo stvaranje potrebne količine, odvojiti od kisika i vodene pare, stvoriti rezervu, osigurati konstantan tlak pri opskrbi generatora topline.

Koliko je kilogram vodika

Prosječna cijena 1 kg vodika, ovisno o tehnologiji njegove proizvodnje, prema laboratoriju INEEL, je sljedeća:

• Kemijska reakcija - 700 rubalja sa standardnom metodom redukcije reagensa i 320 - uz korištenje nuklearne energije.
• Elektroliza iz industrijske mreže - 420 rubalja. Podaci vrijede za "vlastite", balansirane elektrolizere. Proizvod ručne izrade ima očito niže pokazatelje.
• Proizvodnja iz biomase - 350 rubalja.
• Pretvorba ugljikovodika - 200 rubalja.
• Visokotemperaturna elektroliza u nuklearnim elektranama - 130 rubalja.

Ove brojke pokazuju da je najjeftiniji način proizvodnje vodika u nuklearnim elektranama, gdje je važan resurs toplina, nusproizvod je glavne proizvodnje. Energija vodika iz obnovljivih izvora također se ne isplati zbog visoka cijena oprema. A što je s kućnim grijanjem na bazi vodika? kompaktna instalacija? Morate shvatiti da se zakon održanja energije ne može zaobići. Da biste izolirali H2 u elektrolizeru, morat ćete potrošiti određenu količinu električna energija. Za njezino dobivanje izgarala su fosilna goriva u termoelektrani ili se energija proizvodila u hidroelektrani. Struja se zatim prenosila žicama. U svim fazama procesa dolazi do neizbježnih gubitaka i količina potencijalne toplinske energije primljene na kraju bit će a priori niža nego na početku.

Je li isplativo grijati kuću vodikom

Prodavači kompaktnih generatora vodika uvjeravaju kupce u izvanrednu jeftinost grijanja kuće vodikom. Navodno je čak isplativije od grijanja na plin. Kažu da voda koja se ulije u instalaciju ne košta ništa, o ostalim troškovima šute. Takva obećanja imaju magičan učinak na neke naše sugrađane koji vole gratis. Ali nemojmo biti kao Pinokio i prije nego što zakoračimo u Zemlju luda, saznajmo koliko zapravo košta grijanje doma na vodik.

Prosječna prodajna cijena prirodnog plina za stanovništvo za potrebe grijanja i za proizvodnju električne energije iznosi 4,76 rubalja/m3. 1 m3 sadrži 0,712 kg. Prema tome, 1 kg prirodnog plina košta 6,68 rubalja. Prosječna ogrjevna vrijednost prirodnog plina je 50 000 kJ/kg. Vodik je puno veći, 140 000 kJ/kg. Odnosno, da bi se dobila količina toplinske energije jednaka onoj koja nastaje izgaranjem 1 kg vodika, bit će potrebno 2,8 kg prirodnog plina. Njegov trošak je 13,32 rubalja. Sada usporedimo trošak toplinske energije dobivene izgaranjem 1 kg vodika dobivenog u dobrom tvorničkom elektrolizeru i od 2,8 kg prirodnog plina: 420 rubalja u odnosu na 13.32. Razlika je uistinu monstruozna, 31,5 puta! Čak i u usporedbi s najskupljim tradicionalne vrste grijanje - na struju, vodik ne može ni blizu konkurirati, košta 4 puta više! Električnu energiju koja će se potrošiti na rad elektrolizera najbolje je iskoristiti za rad grijaćih električnih uređaja, bit će beskorisniji od primjera.

Što se tiče izgleda za vodikovu energiju, oni jesu, ali uspjeh je povezan s obećavajućim industrijskim tehnologijama koje još nisu izumljene. Generatori vodika u kućanstvima i automobili na vodik očito su neisplativi barem sljedećih desetljeća. Njihova vrlo ograničena uporaba u nekim zemljama moguća je samo zahvaljujući ozbiljnim državnim subvencijama u okviru eksperimentalnih ekoloških programa.

Memento mori - nekoliko riječi o sigurnosti

Vodik - zapaljiv eksplozivan plin. U isto vrijeme bez mirisa, otkriti njegovo curenje bez posebna oprema nemoguće. rukovanje tako opasan pogled gorivo zahtijeva posebne sigurnosne mjere. Potrebno je povremeno provjeravati nepropusnost cjevovoda, spremnika, ispravnost ventila. H2 generator nije tako jednostavan uređaj kao što se može činiti iz kratkih videa. Ovo je potencijalna bomba koja bi vam mogla raznijeti kuću. Pretvaranje plinskog kotla za grijanje u kotao za grijanje na vodik vlastitim rukama također je opasno.

Domaći kotao za grijanje na vodik, nekako prepravljen od starog na drva i generatora vodika za grijanje kuće, sastavljen na koljenu i nesiguran. Autori videa govore o izvanrednoj učinkovitosti instalacije, ne navodeći nikakve brojke i ne nudeći da od njih naručite sličnu po razumnoj cijeni.

Razotkrivanje mitova o učinkovitosti vodikovih kotlova

Ako vas ekonomski izračuni nisu uvjerili, a vi ipak odlučite eksperimentirati s temom grijanja vodikom uz gubitak, toplo preporučujemo da se ne bavite amaterskim aktivnostima, već pozovite stručnjake s iskustvom u ovom području djelovanja. Inače, kod nas ih je jako malo.

Bit ove vrste grijanja je kemijska reakcija elektrolize, u kojoj se voda dijeli na molekule vodika i kisika. Kao rezultat toga dolazi do stvaranja Brownovog plina ili, kako ga još nazivaju, eksplozivnog plina. Tijekom te kemijske reakcije oslobađa se toplina koja se koristi za zagrijavanje. Podešavanjem snage kotla možete postići potrebnu temperaturni režim u prostoriji koju grijete.

Da bi grijanje vodikom radilo, potrebni su sljedeći uvjeti:

• Slobodan protok vode. U pravilu se koristi voda iz slavine, no može se koristiti i destilirana voda. Volumen potrebne tekućine izravno ovisi o snazi ​​kotla.
• Dostupnost električne energije. Za odvijanje procesa elektrolize potrebna je električna energija.

Ovaj uređaj se smatra ekološki najprihvatljivijim od svih načina grijanja, jer se tijekom rada oslobađa para koja ne šteti okolišu. A za rad vam je potrebna samo prisutnost električne energije, a za smanjenje troškova postoji mogućnost rada iz solarne energije, odnosno crpljenja energije putem solarnih panela.

Prednosti i nedostaci grijanja na vodik

Mala potrošnja električna energija

Mala potrošnja električne energije. Na primjer, uređaj snage 40 kW troši 0,44 kW po satu, vodikov kotao se smatra najekonomičnijim, za razliku od drugih metoda grijanja.

Visok stupanj ekološke prihvatljivosti, nema emisija štetnih za okoliš, jer se tijekom rada ispušta samo para.

Visoka efikasnost oko 94%, nijedna druga vrsta grijanja ne daje sličan prijenos topline.

Niska razina buke tijekom rada.

Ne zahtijeva dimnjak i njegovo naknadno održavanje.

Nije potreban gorući plamen.

predstavljeni su mnogo ispod zahtjeva za ugradnju i mjesto ugradnje nego na plinsku opremu.

Mane:

Domaća instalacijska shema

Ne postoji nedvosmislen dijagram uređaja, jer može varirati ovisno o konfiguraciji s različitim senzorima.

Međutim, popis može biti potrebni minimum komponente ovog uređaja:

I sve to radi na sljedeći način - posebna tekućina ulazi u elektrolizer, u kojem se plin proizvodi cijepanjem tekućine pod djelovanjem električna struja. Nakon izgaranja nastaje voda koja se vraća u sustav. Spremnik je izrađen od visokolegiranog čelika, korištenje ovog materijala je zbog njegove pouzdanosti.

Postoji tehnološka potreba za ugradnjom sigurnosni ventil resetirati nadpritisak iz sustava. Generirani vodik zatim ulazi u komoru za izgaranje. Nakon što je ušao u toplinsku reakciju s O2, plin stvara toplinu koja teče kroz radijator u sistem grijanja prostorijama.

A tekućina koja je nastala u komori teče kroz posebnu cijev u posudu s elektrolitom, zbog čega dolazi do samozapaljenja uz pomoć recirkulacije. Također, elementi zaštitne automatski sustav za radnu sigurnost. kao što su senzori razine vode, temperaturni senzori, povratni ventili, senzori za kontrolu tlaka u sustavu.

Upute za izradu kotla na vodik

Da bismo vlastitim rukama napravili kotao na vodik, potreban nam je generator vodika.

Domaći kotao na vodik

Da biste to učinili, potreban vam je sljedeći alat:

1. Metalni lim, visokolegirani nehrđajući čelik.
2. Provjeriti ventil.
3. Vijak - 2 komada, veličina 6 sa 150, matice i podloške.
4. Tekući filter.
5. Prozirno crijevo ili cijev promjera 8 mm.
6. Posuda koja se hermetički zatvara. Za spremanje hrane možete koristiti plastičnu posudu, uzmite volumen od 1,5 litara.
7. Priključak za crijevo promjera 8 mm.
8. Alat za rezbarenje metala Brusilica za rezbarenje s reznom pločom.

Razmotrimo detaljnije kakav materijal treba koristiti za izradu domaćeg kotla. Preporuča se uzeti čelik 03 * 16H1, veličina je približno 0,6 x 0,6 metara, debljina 2 mm - to će biti sasvim dovoljno. Imajte na umu da je potrebno koristiti nehrđajući čelik, jer će metal biti u kontaktu s tekućinom, naime s alkalijama. A alkalna sredina je najagresivnija.

Lim od nehrđajućeg čelika

Pogledajmo proces izrade korak po korak. Uzmite čelični list, položite ga na ravnu površinu i kredom napravite oznake, na kraju trebamo dobiti 16 pravokutnika. Izrežite ih brusilicom, napravite jedan kut svake ploče zakošenim, to je potrebno za pričvršćivanje našeg plamenika.

S druge strane naše ploče izbušite tehničke rupe za uvrtanje vijaka. Budući da radimo "mokri" elektrolizer, bušimo ih samo s jedne strane, imajte na umu da je naš uređaj najučinkovitiji i lakši za implementaciju.

U našem slučaju, svaka ploča je potpuno uronjena u otopinu, i kao rezultat toga, cijelo njihovo područje sudjeluje u kemijskoj reakciji. Zatim sastavite strukturu od ploče i vijka. Da biste to učinili, stavite prvu ploču na vijak i zategnite je podloškom sa svake strane, okrenite drugu ploču tako da bude na vijku s odrezanim rubom i pričvrstite je na vrh prve ploče.

Kako se ne bi dodirivali, stavite komad plastike između njih. Zatim na isti način sastavite cijelu strukturu. Zatim trebamo napraviti rupe u spremniku takve veličine da vijak uđe tamo. Umetnite napravljenu strukturu u spremnik i pričvrstite je. Koristite brtve za brtvljenje.

Gotov elektrolizer

Izbušite rupu u poklopcu i na njega pričvrstite cijev za kisik s priključkom, upotrijebite silikon za brtvljenje spojeva. Da biste provjerili koliko je čvrsto ispalo, puhnite u cijev, ako je nepropusnost postignuta, prijeđite na sljedeći korak. Napravite drugu rupu u koju će se sipati voda.

Nakon što je sve sastavljeno, isprobajte, spojite bilo koji izvor na njega, zatvorite uređaj, napunite ga tekućinom, drugi kraj spustite u posudu s tekućinom da vidite mjehuriće. Ako povećate napon, broj mjehurića bi se trebao povećati.

Počnimo s izradom samog kotla:

Nudimo vam da pogledate video o grijanju kuće vodikom:

Predložene su suvremene metode grijanja zgrada i prostorija domaće tržište u raznim opcijama. Razumljivo je da potrošači biraju one koji obećavaju maksimalnu učinkovitost uz minimalne troškove.

Jedan od alternativni načini grijanje prostora smatra se primjenom generator vodika.

Malo povijesti

Princip rada vodikove energije uočen je još u antičko doba. Slavni iscjelitelj Paracelsus je tijekom svojih znanstvenih eksperimenata primijetio da se pri spajanju nekih elemenata stvaraju mjehurići koje je tada zamijenio za zrak. Kasnije se pokazalo da se radi o vodiku, koji je plin bez boje, koji pod određenim uvjetima pokazuje eksplozivna svojstva.

Trenutno se vodik koristi u različite namjene, uključujući - za grijanje stambene zgrade ili bilo koje druge strukture. Te se tehnologije aktivno razvijaju i implementiraju u mnogim industrijama. Kao inovacija na tržištu znanstvenih dostignuća, grijanje vodikom već je privuklo interes mnogih potrošača i nastavlja dobivati ​​popularnost u široj javnosti.

Dokazano je da se vodik smatra ne samo prilično uobičajenom, već i lako dostupnom tvari. Jedina poteškoća je što se iz njega mora rudariti kemijski spojevi najčešće vodu.

Značajke generatora vodika

Na temelju zahtjeva i kvadrature privatne ili gradske zgrade potrebno je odabrati vodikov plamenik optimalne snage prilagođene potrebama pojedine prostorije. Treba napomenuti da je najveća moguća snaga generatora 6.

Proizvodnja vodika, s pravom prepoznatog kao najekonomičnija vrsta goriva, moguća je u bilo kojoj količini. Preduvjet za to je dostupnost električne energije, kao i vode.

Glavna zadaća tehnologije je potpuna samostalno grijanje prostorijama. Međutim, instalacije na bazi vodika mogu savršeno nadopuniti postojeće sustave kućnog grijanja. Potrebno je samo osigurati da svi elementi sustava grijanja rade na niskim temperaturama.

Također, ove jedinice se koriste za grijanje prostorije s podnim grijanjem, koje je trenutno lako sastaviti vlastitim rukama.

Načelo rada uređaja

Proces stvaranja topline temelji se na elektrolizi vode u sredini zasićenoj katalizatorom. Glavni uvjet za normalan rad, kao i sigurnost generatora je da se u takvim uvjetima voda ne raspada na kisik i vodik, čija kombinacija može biti eksplozivna.

Moderni generatori rade za proizvodnju Brownovog plina. Ovo je potpuno neeksplozivna tvar smećkaste ili zelene boje, koja se naziva i vodeni plin. Nakon rada i zagrijavanja do 40 stupnjeva, odmah odlazi u komore za izgaranje, točnije u izmjenjivač topline. Tamo se miješa sa zrak-gorivim ćelijama.

Glavne strukturne komponente najjednostavnije vodikove jedinice su cijevi i sam kotao. Često nema tehničkih dodataka ili dodatni elementi i više alata nije potrebno.

Ovo se također odnosi na komponente dizajnirane za uklanjanje produkata izgaranja. Doista, kao rezultat rada generatora, u atmosferu se ispušta samo para: voda, čista i potpuno sigurna.

Često su ove vrste plamenika modularne konstrukcije, od kojih svaki dio ima vlastiti katalizator, što povećava ukupnu učinkovitost sustava.

Što se tiče cijevi za sustav grijanja na vodik, preporučljivo je koristiti one čiji je promjer u rasponu od 1 do 1,25 inča. Neka odstupanja su dopuštena, ali najčešće se koriste za grijanje kuće. Važno pravilo koje se ne smije zanemariti pri postavljanju cijevi za grijanje je da svaka prethodna grana mora biti većeg promjera od sljedeće.

Značajke elektrolitskog generatora vodika

Generator vodika na principu elektrolize najčešće se proizvodi u kontejnerskoj izvedbi. Preduvjet za kupnju takvog uređaja za grijanje je prisutnost sljedećih dokumenata: dopuštenje Rostekhnadzora, potvrde (sukladnost s GOSTR-om i higijenski).

Elektrolitički generator sastoji se od sljedećih elemenata:

• blok, koji uključuje transformator, ispravljač, razvodne kutije i uređaji, jedinica za nadopunu i demineralizaciju vode;
• uređaji za odvojenu proizvodnju vodika i kisika - elektrolizer;
• sustavi za analizu plina;
• sustavi tekućeg hlađenja;
• sustav usmjeren na otkrivanje mogućeg curenja vodika;
• upravljačke ploče i sustavi automatskog upravljanja.

Za postizanje najučinkovitijeg procesa električne vodljivosti koriste se kapi lužine. Spremnik s njim se nadopunjuje po potrebi, ali najčešće se to događa otprilike 1 put godišnje.
Svi elektrolitički generatori industrijskog tipa proizvode se na temelju europskih ekoloških i sigurnosnih standarda.

Eksperimentalno je dokazano da je kupnja elektrolitičkog generatora vodika puno isplativija od redovne kupnje plina. Dakle, za proizvodnju 1 kubnog metra plina iz vodika i kisika potrebno je samo oko 3,5 kW električne energije, kao i pola litre demineralizirane vode.

Prednosti korištenja vodikove jedinice

Uređaj privlači mnoge iz sljedećih razloga:

• Učinkovitost je oko 90%, tehnika se natječe s najnaprednijim dostignućima znanosti i tehnologije koja se odnose na grijanje svakog doma.
• Nema potrebe koristiti plamen za postizanje topline. Cijeli proces se temelji na kemijskim reakcijama s katalizatorima.
• Apsolutna neškodljivost uređaja.
• Generatori vodika su izvori čiste energije koji se ne mogu iscrpiti.
• Korištenje vodika kao glavnog izvora topline minimizira potrebu za stalnim iskorištavanjem fosilnih resursa, čiji su troškovi ekstrakcije višestruko veći od troškova proizvodnje topline iz vodika.
• Savršena bešumnost jedinice. Ugradnja uređaja ne zahtijeva posebne dimnjake.

Negativni aspekti grijanja zgrada na vodik

Iskreno radi, vrijedi istaknuti neke od nedostataka ove metode grijanja:

• opasnost od eksplozije, koja može biti izazvana neispravnim radom jedinice;
• nedovoljna rasprostranjenost vodikovih uređaja na ruskom tržištu, što je popraćeno problemima s instalacijom ili kupnjom opreme;
• nedostatak stručnjaka i servisera sposobnih za atestiranje ili servisiranje uređaji za grijanje takav razred.

Je li moguće samostalno stvoriti generator vodika?

Bolje je ne riskirati, jer je takav proces povezan ne samo s potrebom poznavanja zamršenosti tehnologije i kemije, već također zahtijeva pravilno poštivanje sigurnosnih pravila. Ali instalacija opreme "uradi sam" je moguća. Da biste to učinili, dovoljno je slijediti upute i ne dopustiti amatersku izvedbu.

Grijanje bilo kojeg doma treba osigurati ne samo udoban smještaj ljudsku, ali i ekološku čistoću okoliš. To se postiže činjenicom da nakon izgaranja vodika ne nastaju štetni spojevi.

U zapadnim je zemljama grijanje pomoću generatora vodika dobilo široku prihvaćenost i ekonomsku opravdanost. Ako se slična metoda ukorijeni u Rusiji, to će značajno povećati učinkovitost grijanja minimalni trošak za resurse.

Mnogi vlasnici automobila traže načine za uštedu goriva. Generator vodika za automobil radikalno će riješiti ovo pitanje. Recenzije onih koji su sami instalirali ovaj uređaj omogućuju nam da govorimo o značajnom smanjenju troškova u radu prijevoza. Dakle, tema je vrlo zanimljiva. U nastavku ćemo govoriti o tome kako sami napraviti generator vodika.

ICE na vodikovo gorivo

Već nekoliko desetljeća traje potraga za prilagodbom motora s unutarnjim izgaranjem za puni ili hibridni rad na vodikovo gorivo. U Velikoj Britaniji je davne 1841. godine patentiran motor koji radi na mješavinu zraka i vodika. Koncern Zeppelin početkom 20. stoljeća koristio je motore s unutarnjim izgaranjem na vodik kao pogonski sustav za svoje poznate zračne brodove.

Razvoju vodikove energije pridonijela je i globalna energetska kriza koja je izbila 1970-ih. Međutim, s njegovim završetkom, generatori vodika brzo su zaboravljeni. I to unatoč brojnim prednostima u usporedbi s konvencionalnim gorivom:

• idealna zapaljivost mješavine goriva na bazi zraka i vodika, što omogućuje lako pokretanje motora na bilo kojoj temperaturi okoline;
• veliko oslobađanje topline tijekom izgaranja plina;
• apsolutna ekološka sigurnost - ispušni plinovi pretvaraju se u vodu;
• 4 puta veća brzina izgaranja u usporedbi s mješavinom benzina;
• sposobnost smjese da radi bez detonacije pri visokom omjeru kompresije.

Glavni tehnički razlog, koji je nepremostiva prepreka u korištenju vodika kao pogonskog goriva za automobile, bio je nemogućnost ubacivanja dovoljne količine plina u vozilo. Veličina spremnika goriva za vodik bit će usporediva s parametrima samog automobila. Visoka eksplozivnost plina mora isključiti mogućnost i najmanjeg istjecanja. U tekućem obliku potrebna je kriogena instalacija. Ova metoda također nije izvediva na automobilu.

Smeđi plin

Danas generatori vodika postaju sve popularniji među vozačima. Međutim, to nije baš ono o čemu smo gore govorili. Elektrolizom se voda pretvara u tzv. Brownov plin koji se dodaje smjesi goriva. Glavni problem koji ovaj plin rješava je potpuno izgaranje gorivo. To služi za povećanje snage i smanjenje potrošnje goriva za pristojan postotak. Neki mehaničari postigli su uštede i do 40%.

Površina elektroda je odlučujuća za kvantitativni izlaz plina. Pod djelovanjem električne struje molekula vode počinje se raspadati na dva atoma vodika i jedan atom kisika. Takav plinska smjesa pri izgaranju oslobađa gotovo 4 puta više energije nego pri izgaranju molekularnog vodika. Stoga korištenje ovog plina u motorima s unutarnjim izgaranjem dovodi do učinkovitijeg izgaranja gorive smjese, smanjuje količinu štetnih emisija u atmosferu, povećava snagu i smanjuje količinu potrošenog goriva.

Univerzalna shema generatora vodika

Za one koji nemaju sposobnost dizajna, može se kupiti generator vodika za automobil obrtnici koji su stavili na potok montažu i ugradnju takvih sustava. Danas postoji mnogo takvih prijedloga. Trošak jedinice i instalacije je oko 40 tisuća rubalja.

Ali možete sami sastaviti takav sustav - u tome nema ništa komplicirano. Sastoji se od nekoliko jednostavni elementi spojeno u jedno:

1. Postrojenja za elektrolizu vode.
2. Spremnik.
3. Zamka za vlagu iz plina.
4. Elektronička upravljačka jedinica (modulator struje).

Ispod je dijagram pomoću kojeg možete lako sastaviti generator vodika vlastitim rukama. Nacrti glavna biljka koji proizvodi Brownov plin prilično su jednostavni i razumljivi.

Shema ne predstavlja nikakvu inženjersku složenost, može je ponoviti svatko tko zna raditi s alatom. Za vozila sa sustavom ubrizgavanja goriva potrebno je ugraditi i regulator koji regulira razinu dovoda plina u gorivnu smjesu, a povezan je s putnim računalom vozila.

Reaktor

Količina dobivenog Brownovog plina ovisi o površini elektroda i njihovom materijalu. Ako se kao elektrode uzmu bakrene ili željezne ploče, tada reaktor neće moći dugo raditi zbog brzog uništavanja ploča.

Upotreba titanskih ploča izgleda idealno. Međutim, njihova uporaba povećava troškove montaže jedinice nekoliko puta. Smatra se da je optimalno koristiti ploče izrađene od visokolegiranih od nehrđajućeg čelika. Ovaj metal je dostupan, neće ga biti teško nabaviti. Također možete koristiti svoj istrošeni spremnik iz perilice rublja. Poteškoća će biti samo rezanje ploča željene veličine.

Vrste ugradnje

Do danas, generator vodika za automobil može biti opremljen s tri elektrolizera koji se razlikuju po vrsti, prirodi rada i izvedbi:

Prvi tip konstrukcije sasvim je dovoljan za mnoge karburatorske motore. Nema potrebe za instaliranjem složenog elektroničkog kruga regulatora produktivnosti plina, a sama montaža takvog elektrolizera nije teška.

Za snažnija vozila poželjna je montaža drugog tipa reaktora. I za upaljene motore dizel gorivo, a teška vozila koriste treću vrstu reaktora.

Potrebna izvedba

Kako bi se stvarno uštedjelo gorivo, generator vodika za automobil mora proizvoditi plin svake minute u količini od 1 litre na 1000 obujma motora. Na temelju ovih zahtjeva odabire se broj ploča za reaktor.

Za povećanje površine elektroda potrebno je izvršiti površinsku obradu šmirgl papir u okomitom smjeru. Ovaj tretman je izuzetno važan - to će se povećati radno područje i izbjeći će "lijepljenje" mjehurića plina na površinu.

Potonji dovodi do izolacije elektrode od tekućine i sprječava normalnu elektrolizu. Također ne treba zaboraviti da za normalna operacija voda u elektrolizeru mora biti alkalna. Kao katalizator može poslužiti obična soda.

strujni regulator

Generator vodika na automobilu u procesu rada povećava njegovu produktivnost. To je zbog oslobađanja topline tijekom reakcije elektrolize. Radni fluid reaktora se zagrijava, a proces se odvija mnogo intenzivnije. Za kontrolu tijeka reakcije koristi se strujni regulator.

Ako ga ne smanjite, voda može jednostavno prokuhati, a reaktor će prestati proizvoditi Brownov plin. Poseban regulator koji regulira rad reaktora omogućuje promjenu performansi s povećanjem brzine.

Modeli rasplinjača opremljeni su regulatorom s konvencionalnim prekidačem za dva načina rada: "Route" i "City".

Sigurnost instalacije

Mnogi obrtnici stavljaju ploče u plastične posude. Ne štedite na ovome. Trebate spremnik od nehrđajućeg čelika. Ako nije dostupan, možete koristiti dizajn s pločama otvorenog tipa. U potonjem slučaju potrebno je koristiti visokokvalitetni izolator struje i vode pouzdan rad reaktor.

Poznato je da je temperatura izgaranja vodika 2800. To je najeksplozivniji plin u prirodi. Brownov plin nije ništa više od "eksplozivne" smjese vodika. Stoga se generatori vodika cestovni prijevoz zahtijevaju visokokvalitetnu montažu svih komponenti sustava i dostupnost senzora za praćenje procesa.

Senzor temperature radne tekućine, tlaka i ampermetra neće biti suvišni u dizajnu instalacije. Posebna pažnja vrijedi platiti vodenu brtvu na izlazu iz reaktora. To je vitalno. Ako se smjesa zapali, takav će ventil spriječiti širenje plamena u reaktor.

Generator vodika za grijanje stambenih i industrijskih prostora, koji radi na istim principima, nekoliko je puta učinkovitiji od reaktora. U takvim instalacijama, odsutnost vodene brtve predstavlja smrtnu opasnost. Također se preporučuje opremanje generatora vodika na automobilima takvim nepovratnim ventilom kako bi se osigurao siguran i pouzdan rad sustava.

Sve dok konvencionalno gorivo nije nezamjenjivo

U svijetu postoji nekoliko eksperimentalnih modela koji u potpunosti rade na Brownov plin. Međutim tehnička rješenja još nisu dosegli svoje savršenstvo. Takvi sustavi nisu dostupni običnim stanovnicima planeta. Stoga, dok se vozači moraju zadovoljiti razvojem "rukotvorina" koji omogućuju smanjenje troškova goriva.

Malo o povjerenju i naivnosti

Neki poduzetni poduzetnici nude generator vodika za automobile na prodaju. Govore o laserskoj obradi površine elektroda ili o jedinstvenim tajnim legurama od kojih su izrađene, posebnim vodenim katalizatorima razvijenim u znanstveni laboratoriji mir.

Sve ovisi o sposobnosti misli takvih poduzetnika da lete znanstvenom fantazijom. Lakovjernost vas može o vlastitom trošku (ponekad ni malom) učiniti vlasnikom instalacije čije će kontaktne ploče propasti nakon dva mjeseca rada.

Ako ste već odlučili uštedjeti novac na ovaj način, onda je bolje da sami sastavite instalaciju. Barem se kasnije neće imati tko kriviti.

18.03.2018

Generator VODIKA (upute + dijagrami)

Pročitajte više Kako napraviti GENERATOR VODIKA kod kuće (Upute + dijagrami)

Stalni porast troškova energenata potiče potragu za učinkovitijim i jeftinijim vrstama goriva, uključujući i na razini kućanstava. Najviše od svega, obrtnike - entuzijaste stvaranja besplatnih generatora energije kod kuće privlači vodik, čija je kalorična vrijednost tri puta veća od metana (38,8 kW naspram 13,8 po 1 kg tvari). Čini se da je metoda ekstrakcije kod kuće poznata - cijepanje vode elektrolizom. Ali postoje i drugi načini jeftiniji i jednostavniji - visokofrekventna elektroliza ...

I za početak, predlažem da se upoznate s kratkim video zapisom koji daje razumijevanje ZAŠTO takvi razvoji (kojih već ima jako puno!) nisu našli svoju primjenu u našem svakodnevnom životu:

Članak ima 2 cilja:

• analizirati pitanje kako napraviti generator vodika uz minimalne troškove;
• razmotrite mogućnost korištenja instalacije za grijanje privatne kuće, punjenje automobila i kao stroj za zavarivanje.

• Kratki teorijski dio
• Izrada prototipa
• O Meyerovoj vodikovoj ćeliji
• pločasti reaktor
• Zaključak

Kratki teorijski dio

Vodik, poznat i kao vodik, - prvi element periodnog sustava - najlakša je plinovita tvar s visokom kemijskom aktivnošću. Tijekom oksidacije (to jest, izgaranja) oslobađa ogromnu količinu topline, tvoreći običnu vodu. Karakteriziramo svojstva elementa, raspoređujući ih u obliku teza:

Za referencu. Znanstvenici koji su prvi razdvojili molekulu vode na vodik i kisik smjesu su nazvali eksplozivnim plinom zbog njezine sklonosti eksploziji. Kasnije je nazvan Brownov plin (prema imenu izumitelja) i počeo se označavati hipotetskom formulom HHO.

Prije su zračni brodovi bili punjeni vodikom, koji je često eksplodirao.

Iz prethodno navedenog nameće se sljedeći zaključak: 2 atoma vodika lako se spajaju s 1 atomom kisika, ali se vrlo nevoljko razdvajaju. Reakcija kemijske oksidacije odvija se izravnim oslobađanjem toplinske energije prema formuli:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (energija)

Ovdje leži važna točka, što će nam biti korisno u daljnjem razjašnjavanju: vodik spontano reagira paljenjem, a toplina se oslobađa izravno. Za odvajanje molekule vode morat će se potrošiti energija:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

Ovo je formula za elektrolitičku reakciju koja karakterizira proces cijepanja vode dovođenjem električne energije. Kako to implementirati u praksi i napraviti generator vodika vlastitim rukama, razmotrit ćemo dalje.

Izrada prototipa

Kako biste razumjeli s čime se bavite, za početak predlažemo sastavljanje najjednostavnijeg generatora za proizvodnju vodika uz minimalne troškove. Oblikovati domaća instalacija prikazan na dijagramu.

Od čega se sastoji primitivni elektrolizer:

• reaktor – staklo odn Plastični spremnik s debelim zidovima;
• metalne elektrode uronjene u reaktor s vodom i spojene na izvor energije;
• drugi spremnik igra ulogu vodene brtve;
• cijevi za izlaz HHO plina.

Važna točka. Elektrolitičko postrojenje vodika radi samo na istosmjernu struju. Stoga koristite AC adapter, auto adapter, kao izvor napajanja Punjač ili baterija. Električni generator naizmjenična struja neće odgovarati.

Princip rada elektrolizera je sljedeći:

Da biste vlastitim rukama napravili dizajn generatora prikazan na dijagramu, trebat će vam 2 staklene boce sa širokim vratovima i poklopcima, medicinskom kapaljkom i 2 tuceta samoreznih vijaka. Kompletan set materijala prikazan je na fotografiji.

Iz specijalni alati potreban pištolj za ljepilo za brtvljenje plastični čepovi. Proces proizvodnje je jednostavan:

Za pokretanje generatora vodika u reaktor ulijte slanu vodu i uključite izvor struje. Početak reakcije označit će se pojavom mjehurića plina u obje posude. Podesite napon na optimalna vrijednost i zapaliti Brownov plin koji izlazi iz igle kapaljke.

Druga važna točka. Previše visoki napon nemoguće je primijeniti - elektrolit, zagrijan na 65 ° C ili više, počet će intenzivno isparavati. Zbog veliki broj vodena para neće zapaliti plamenik. Za detalje o sastavljanju i pokretanju improviziranog generatora vodika pogledajte video:

O Meyerovoj vodikovoj ćeliji

Ako ste izradili i testirali gornju konstrukciju, tada ste po gorenju plamena na kraju igle vjerojatno primijetili da je izvedba instalacije izuzetno niska. Da biste dobili više eksplozivnog plina, morate napraviti ozbiljniji uređaj, nazvan po izumitelju.

Princip rada ćelije također se temelji na elektrolizi, samo što su anoda i katoda izrađene u obliku cijevi umetnutih jedna u drugu. Napon se dovodi iz generatora impulsa kroz dvije rezonantne zavojnice, što smanjuje potrošnju struje i povećava učinak generatora vodika. Elektronički krug uređaja prikazan je na slici:

Bilješka. Pojedinosti o radu sheme opisane su na resursu http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Za izradu Meyerove ćelije trebat će vam:

• cilindrično tijelo od plastike ili pleksiglasa, obrtnici često koriste filtar za vodu s poklopcem i mlaznicama;
• cijevi od nehrđajućeg čelika promjera 15 i 20 mm, duljine 97 mm;
• žice, izolatori.

Nehrđajuće cijevi su pričvršćene na dielektričnu bazu, na njih su zalemljene žice spojene na generator. Ćelija se sastoji od 9 ili 11 cijevi smještenih u plastično ili pleksiglas kućište, kao što je prikazano na fotografiji.

Elementi su povezani prema shemi poznatoj na Internetu, koja uključuje elektroničku jedinicu, Meyerovu ćeliju i vodenu brtvu (tehnički naziv je bubbler). Iz sigurnosnih razloga sustav je opremljen senzorima kritičnog tlaka i razine vode. Prema recenzijama domaćih majstora, takva vodikova instalacija troši struju reda veličine 1 ampera pri naponu od 12 V i ima dovoljne performanse, iako točne brojke nisu dostupne.

Shematski dijagram uključivanja elektrolizatora

pločasti reaktor

Generator vodika visokih performansi koji može raditi plinski plamenik, izrađen od ploča od nehrđajućeg čelika dimenzija 15 x 10 cm, količina - od 30 do 70 kom. U njima su izbušene rupe za zatezanje klinova, au kutu je izrezana stezaljka za spajanje žice.

Osim lima od nehrđajućeg čelika razreda 316, morat ćete kupiti:

• 4 mm guma, otporna na alkalije;
• završne ploče od pleksiglasa ili tekstolita;
• spone M10-14;
• provjeriti ventil za aparat za plinsko zavarivanje;
• vodeni filtar za vodenu brtvu;
• spojne cijevi od valovitog nehrđajućeg čelika;
• kalijev hidroksid u prahu.

Ploče moraju biti sastavljene u jedan blok, međusobno izolirane gumenim brtvama s izrezanom sredinom, kao što je prikazano na crtežu. Dobiveni reaktor čvrsto zategnite iglama i spojite na mlaznice s elektrolitom. Potonji dolazi iz zasebnog spremnika, opremljenog poklopcem i ventilima.

Bilješka. Reći ćemo vam kako napraviti protočni (suhi) elektrolizer. Lakše je napraviti reaktor s uronjenim pločama - nema potrebe za ugradnjom gumenih brtvila, a sastavljeni blok se spušta u zapečaćenu posudu s elektrolitom.

Krug vlažnog generatora

Naknadna montaža generatora koji proizvodi vodik provodi se prema istoj shemi, ali s razlikama:

1. Na tijelo aparata pričvršćen je spremnik za pripremu elektrolita. Potonji je 7-15% otopina kalijevog hidroksida u vodi.
2. Umjesto vode, u "mjehurić" se ulijeva tzv. dezoksidant - aceton ili anorgansko otapalo.
3. Nepovratni ventil mora biti postavljen ispred plamenika, inače, kada se plamenik vodika glatko isključi, obrnuti udarac će slomiti crijeva i mjehurić.

Za napajanje reaktora, najlakši način je korištenje inverter za zavarivanje, elektroničke sklopove nije potrebno sastavljati. Kako radi domaći generator Brownov plin, reći će domaći majstor u svom videu:

Je li isplativo nabaviti vodik kod kuće

Odgovor na ovo pitanje ovisi o opsegu smjese kisika i vodika. Svi objavljeni od strane raznih internetskih izvora dizajnirani su za oslobađanje HHO plina u sljedeće svrhe:

• koristiti vodik kao gorivo za automobile;
• bezdimno izgaranje vodika kotlovi za grijanje i pećnice;
• koristiti za plinsko zavarivanje.

Podsjetimo se što smo napisali u prvom dijelu. Vodik je vrlo aktivan element i sam reagira s kisikom, pri čemu se oslobađa puno topline. Pokušavajući razdvojiti stabilnu molekulu vode, ne možemo primijeniti energiju izravno na atome. Razdvajanje se vrši električnom energijom, od koje se polovica rasipa u zagrijavanju elektroda, vode, namota transformatora i tako dalje.

Važno referentne informacije. Specifična toplina izgaranja vodika je tri puta veća nego kod metana, ali u odnosu na masu. Ako ih usporedimo po volumenu, tada će se pri izgaranju 1 m³ vodika osloboditi samo 3,6 kW toplinske energije u usporedbi s 11 kW za metan. Uostalom, vodik je najlakši kemijski element.