Uređaj za generator vodikovog goriva. Kako napraviti generator vodika za svoj dom vlastitim rukama: praktični savjeti za proizvodnju i ugradnju. Projektiranje generatora vodika: dijagrami i crteži

Zanimanje za generatore vodika, HHO i Brownov plin i dalje raste velikom brzinom, ali ono što najviše veseli je ogroman broj ljudi koji počinju ili planiraju graditi generatore vodika vlastitim rukama. Štoviše, uopće nije važno kakav generator treba osobi, generator vodika za automobil ili generator vodika za kotao ili zavarivanje, princip njegovog rada i dalje će biti isti. Kako bismo pomogli praktičarima u svladavanju ove teške industrije, počinjemo pripremati odgovore na često postavljana pitanja o sastavljanju generatora vodika vlastitim rukama.

Nudimo vam prvi dio odgovora na često postavljana pitanja o sastavljanju generatora vodika vlastitim rukama. Svi odgovori su dani "kakvi jesu", odnosno bez ikakvog vela, podteksta i skrivenih ciljeva kojima težimo.

Dio 1. Opća pitanja

U ovom izdanju:

1. Zašto je to potrebno? Uostalom, možete otići i kupiti generator vodika u trgovini, kakav vam je potreban?

2. Ali postoje li načini za izgradnju generatora vodika koji će raditi s učinkovitošću većom od jedinice?

5. Objavljujete preko unity generatora vodika od Alexandera ( ). On, također, nikada neće podijeliti svoje sheme i razvoj?.

7.Kakvu vodu treba koristiti?

8. Kakav je metal potreban? Razni priručnici govore o potrebi korištenja samo vrlo rijetkih pečata ... .

9. Koliko elektrodnih ploča je dovoljno?

10. Kako pravilno pripremiti elektrodne ploče?

11. Koji su temperaturni režimi elektrolizatora i vode?

12. Je li moguće potpuno preraditi auto na Brownov plin?

13. Koji su udjeli Brownovog plina u gorivu bezopasni za motore s unutarnjim izgaranjem?

14. Koliko litara Brownovog plina u minuti trebate za rad motora s unutarnjim izgaranjem?

1. Zašto je to potrebno? Uostalom, možete otići i kupiti generator vodika u trgovini, kakav vam je potreban.

Do sada je izbor generatora vodika u trgovinama vrlo loš. Cijena im je neopravdano visoka, učinkovitost njihovog rada rijetko prelazi 50%, a nikad čak ni 90%. Kako bi se dobio učinkovit generator vodika koji radi s učinkovitošću većom od jedinice, ovaj trenutak postoji samo jedan način: napravite ga sami.

2. Postoje li načini za izgradnju generatora vodika koji će raditi s učinkovitošću većom od jedinice?

Naravno da ih ima! Štoviše, izgrađeni su na potpuno različitim principima rada i čija učinkovitost premašuje jedinicu ne za djeliće postotka, što se može pripisati pogreškama mjerenja, ali ponekad prelazi jedinicu!

3. Dobro sam učio u školi i na fakultetu, i stoga ne vjerujem da postoje generatori vodika koji rade s učinkovitošću većom od jedan, kako mogu biti siguran u to?

Za početak, predlažemo da pogledate generatore vodika s dirigiranim za javno gledanje. Također možete koristiti naše za izračun učinkovitosti generatora vodika i generirane toplinske snage.

4. Postoje li trenutno dobro opisane i ponovljive sheme za sastavljanje generatora vodika iznad jedinice?

Ne, ne postoji! Velika većina shema objavljenih na Internetu za sastavljanje ultra učinkovitih generatora vodika ne radi. Stoga neće biti moguće pronaći krug, sastaviti generator prema njemu i radovati se. Prvo ćete morati puno eksperimentirati.

5. Objavljujete generatore vodika preko jedinice od Alexandera (). On, također, nikada neće podijeliti svoje sheme i razvoj?

Alexander je vrlo aktivan u pomaganju praktičarima na forumu odgovarajući na njihova pitanja. Samo što on ima konkretne i jasne ciljeve kako svoj razvoj dovesti do logičnog kraja, a za to su potrebna sredstva. Stoga Alexander ne planira odgovoriti na određeni niz pitanja do kraja rada na ovoj temi, uglavnom se to odnosi na elektronički upravljački krug elektrolizera.

6. Gdje i što mogu čitati ili gledati, te gdje mogu postavljati pitanja?

7. Kakvu vodu treba koristiti?

Gotovo bilo koji, od točenog do destiliranog. Najbolja učinkovitost postiže se primjenom otopine natrijevog hidroksida u destiliranoj vodi u omjeru jedna žlica na deset litara vode.

8. Kakav je metal potreban? Razni priručnici govore o potrebi korištenja samo vrlo rijetkih markica ...

Ovo je jedna od zabluda! Bilo koji nehrđajući čelik je dovoljan! Najbolji rezultati postižu se čelikom koji ne privlači trajni magnet(nije feromagnet), jer se ništa ne lijepi za njega tijekom rada, ali ova točka je također nevažna. Glavna stvar je da je čelik nehrđajući i, sukladno tome, da ne oksidira u vodi.

9. Koliko dugo traju elektrodne ploče?

Tijekom rada ploče se ne uništavaju, pa ih nije potrebno mijenjati za nove.

10. Kako pravilno pripremiti elektrodne ploče?

Sve ploče moraju se temeljito oprati prije sastavljanja, prvo u sapunici, zatim alkoholom ili votkom. Zatim morate "voziti" elektrolizer Određeno vrijeme, povremeno zamjenjujući vodu čistom vodom, i tako nekoliko dana, dok se sva prljavština i željezo ne pojedu.
Nakon toga, voda će ostati čista. Kako čišća voda, manje je zagrijavanje instalacije.

11. Kakvi su temperaturni uvjeti elektrolizatora i vode?

S pravilno sastavljenim elektrolizerom, ploče i voda ne bi se trebali zagrijavati.
Također je vrlo poželjno ne pregrijati elektrolizator i ploče iznad 80 stupnjeva.
Ako je temperatura na nečista voda digne više od 65 stupnjeva, tada će se prljavština i metali s mineralima zalijepiti za ploče i nećete ih ukloniti niti ćete moći očistiti ploče od njih! Morat će se ukloniti samo abrazivnom obradom, brusnim papirom itd.

12. Da li je moguće potpuno preraditi auto na Brownov plin?

Da, teoretski moguće. Gotovo svaki motor s unutarnjim izgaranjem radi na Brownov plin potpuno mirno i postojano bez ikakvih promjena. Međutim, treba imati na umu da je produkt izgaranja Brownovog plina voda, koja će se, bez poduzimanja odgovarajućih mjera, akumulirati u kućištu radilice motora, pretvarajući ulje u emulziju, što će dovesti do brzog trošenja dijelova koji će doći u kontakt s njim tijekom rada. Stoga je za dugotrajan rad motora s unutarnjim izgaranjem na Brownov plin potrebno odabrati posebne aditive i riješiti problem uklanjanja vode iz ulja.

13. Koji su udjeli Brownovog plina u gorivu bezopasni za motore s unutarnjim izgaranjem?

Kod benzinskih motora moguće je do 90% goriva zamijeniti Brownovim plinom, a da ostane samo 10% benzina. U slučaju dizelskog goriva, količina Brownovog plina u gorivu ne smije biti veća od 75-80%. Uz gore navedene omjere, korištenje Brownovog plina neće uzrokovati vidljiva oštećenja motora s unutarnjim izgaranjem, a njegova snaga će se prividno povećati.
.

14. Koliko litara Brownovog plina u minuti je potrebno za rad motora s unutarnjim izgaranjem?

Prije svega, sve ovisi o veličini motora, motoru s ubrizgavanjem ili rasplinjaču, kojoj je godini automobil bio u servisu ... Ako samo uzmete "peni" Ladu kao osnovu, tada joj treba 17-18 litara u minuti u leru i 20-24 litre na poslu ide. Ovo je uz očekivanje da se 90% goriva zamijeni Brownovim plinom. Težina takve instalacije bit će oko 55-60 kilograma, uzimajući u obzir poplavljenu vodu.

Kao što smo gore napisali, ovo je samo prvi dio pitanja. Kako budu dostupni, objavljivat ćemo nove članke s odgovorima na pristigla pitanja.

A sada poklon za studente koji su previše zaneseni potragom za besplatnom energijom i potpuno su zaboravili na studij. Postoji mjesto gdje će vam pomoći, a ako želite, to će i učiniti.

bok izumitelji mozga! Današnji projekt stvorit će električni generator od nule koji pretvara običnu vodu u gorivo.

Korak 1: Što je generator vodika i kisika

Generator kisika i vodika, sličan ovome, koristi električnu energiju iz akumulatora automobila za razdvajanje vode na vodik i kisik. (Elektricitet + 2H20 -> 2H2 + O2). Rezultat je gorivo koje je mnogo snažnije od benzina, a kao posljedica ispuštanja ispušta se samo voda!

To je potpuno čista vrsta goriva, poput energije sunca, vjetra ili vode, električna energija se koristi samo za stvaranje plina.

Video prikazuje korak po korak stvaranje ovog generatora.

NAPOMENA: Količina električne energije potrebna za proizvodnju plina veća je od energije koja se na kraju može dobiti iz generatora. Ovo NIJE generator energije, već jednostavan pretvarač energije.

Korak 2: Priprema metalnih dijelova za generatorske ploče

Za ovaj projekt trebat će nam dijelovi od nehrđajućeg čelika i plastični spojevi za cijevi. Možete ih kupiti u najbližoj željezariji.

Koristio sam nehrđajući čelik kalibra 20 (0,8 mm) i pomoću hidrauličkog probijača izbušio potrebne rupe na vrhu i dnu ploča. Kao rezultat, dobili smo 12 ploča dimenzija 7,6 x 15,2 cm, 4 ploče 3,8 x 15,2 cm i 3 spojne trake 2,54 cm, 4 - 1,27 cm i 3 - 0,62 cm. Tračna brusilica se koristi za izravnavanje nazubljenih rubova oko rupa .

Korak 3: Povećanje ravnine kontakta između ploča

Sljedeći sam koristio šmirgl papir granulacija 100 za dijagonalno brušenje ploča. S obje strane ploče može se vidjeti "X". To povećava kontaktnu površinu ploče i potiče stvaranje više plina.

Korak 4: Konfiguriranje sklopova ploča

Ploče su spojene na način da su 2 unutarnje ploče spojene na jednu električnu stezaljku, a 2 gornje ploče su spojene na drugu stezaljku. Plastične šipke, plastične podloške i matice od nehrđajućeg čelika pomažu u izradi pouzdanih električnih spojeva.

Ploče alternatora sastavljaju se sljedećim redoslijedom - ploča, plastične podloške, ploča, sigurnosna matica od nehrđajućeg čelika i tako dalje dok se ne spoji svih 8 ploča.

Prikazana je videouputa korak po korak za sastavljanje generatorske ploče.

Nakon sastavljanja ploča potrebno je postaviti plastični čep od 10,1 cm koji se na vrhu pričvrsti s nekoliko vijaka od nehrđajućeg čelika.

Korak 5: Izrada kućišta generatora

Kutija se sastoji od dva plastična adaptera od 10,1 cm, s obrnutim čepom od 10,1 cm na dnu. Osnova kućišta je akrilna ili plastična cijev promjera 10,1 cm.Ploče generatora i poklopac su uvrnuti u gornji dio.

Slavina za vodu izrađena je na isti način od akrilne cijevi promjera 5 cm, mora se pričvrstiti na bočnu stranu uređaja.

Korak 6: Izrada stezaljki za slavine

Spojnice se mogu izraditi od ostataka akrilne ili plastične cijevi, te naknadno zalijepiti ljepilom na bočnu stranu kućišta.

Da bih napravio stezaljke, izrezao sam praznine od 1,9 cm od cijevi od 5 cm i odrezao gornjih 0,8 cm kako bih formirao držač. Zatim sam pričvrstio dobivenu prazninu na akrilnu šipku i pričvrstio je na stranu generatora.

Korak 7: Ugradnja povratnog ventila

U gornjem koljenu ugrađena je prozirna cijev i jednosmjerni nepovratni ventil. Uvjerite se da ventil ispušta plin i da se on ne vraća natrag u uređaj.

Korak 8: Priprema elektrolita

Za pripremu elektrolita koristi se destilirana voda i 2-4 žlice KOH (kalijevog hidroksida). Sol ili soda bikarbona također su prikladni, ali s vremenom mogu uzrokovati prljanje i koroziju ploča.

Umutio sam pahuljice kalijevog hidroksida u vodu, zatim upotrijebio filtar da unesem otopinu u kućište generatora (nakon temeljitog čišćenja).

Napomena: Kalijev hidroksid je kaustičan i stoga može izazvati opekline kože. Izbjegavajte izravan kontakt!

Korak 9: Završni detalji

Uređaj sam testirao koristeći 12V automobilski akumulator i premosne kablove. Dobiveni plin skuplja se u malu bocu s vodom i zapaljuje plamenom.

S naponom od 12 volti dobivamo 1,5 litara plina u minuti. Ako spojite 2 baterije u seriju, tada na naponu od 24 volta imamo 5 litara plina u minuti na izlazu. To je dovoljno da se spremnik od 4 galona (15 litara) napuni za 38 sekundi!

Napomena: pri višim naponima, više struje je prisutno u sustavu, što rezultira značajnim zagrijavanjem. U tom slučaju postoji opasnost da se plastično kućište otopi zbog visokih temperatura.

Korak 10: Kolika je snaga ispod haube našeg generatora?

Ovaj sustav nije namijenjen za korištenje na vozilo, ali jednostavno demonstrira proces elektrolize vode i stvaranja plina.

Pogledajte video koji prikazuje pokuse paljenja plina, kao i neke korisne značajke generator.

Vodik je gotovo idealna vrsta goriva, no problem je što se na našem planetu nalazi samo u obliku spojeva s drugim kemijski elementi. Udio "čiste" tvari u atmosferi nije veći od 0,00005%. S obzirom na ove stvarnosti, postaje aktualno pitanje o generatoru vodika. Razmotrite načelo rada takvog uređaja, njegove značajke dizajna, opseg i mogućnost samoproizvodnje.

Opis i princip rada generatora vodika

Postoji nekoliko metoda za ekstrakciju vodika iz drugih tvari, navodimo najčešće:

1. Elektroliza, ova tehnika je najjednostavnija i može se provesti kod kuće. Kroz vodenu otopinu koja sadrži sol prolazi konstantna električna struja, pod njenim utjecajem dolazi do reakcije koja se može opisati sljedećom jednadžbom: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. U ovom slučaju, primjer je dan za otopinu obične kuhinjske soli, koja to nije najbolja opcija jer je oslobođeni klor otrovna tvar. Imajte na umu da je vodik dobiven ovom metodom najčišći (oko 99,9%).
2. Prolaskom vodene pare preko ugljenog koksa zagrijanog na temperaturu od 1000 °C, pod takvim uvjetima odvija se sljedeća reakcija: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Proizvodnja iz metana parnim reformingom ( nužan uvjet za reakciju - temperatura 1000 ° C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. Druga opcija je oksidacija metana: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. U procesu krekiranja (rafiniranja nafte) vodik se oslobađa kao nusproizvod. Imajte na umu da se u našoj zemlji spaljivanje ove tvari još uvijek prakticira u nekim rafinerijama zbog nedostatka potrebna oprema ili dovoljna potražnja.

Od ovih opcija, posljednja je najjeftinija, a prva je najpristupačnija, on je osnova većine generatora vodika, uključujući i one za kućanstvo. Njihov princip rada leži u činjenici da u procesu prolaska struje kroz otopinu pozitivna elektroda privlači negativne ione, a elektroda sa suprotnim nabojem privlači pozitivne ione, kao rezultat toga, tvar se dijeli.

Značajke dizajna i raspored generatora vodika

Ako praktički nema problema s dobivanjem vodika, onda je njegov transport i skladištenje još uvijek hitan zadatak. Molekule ove tvari toliko su male da mogu prodrijeti čak i kroz metal, što predstavlja određeni sigurnosni rizik. Skladištenje u apsorbiranom obliku još nije visoko isplativo. Stoga, najviše najbolja opcija– stvaranje vodika neposredno prije njegove uporabe u proizvodnom ciklusu.

U tu svrhu se proizvode industrijska postrojenja za proizvodnju vodika. U pravilu su to elektrolizeri membranskog tipa. Pojednostavljeni dizajn takvog uređaja i princip rada dat je u nastavku.

Oznake:

• A - cijev za uklanjanje klora (Cl 2).
• B - uklanjanje vodika (N 2).
• C je anoda na kojoj se odvija reakcija: 2CL - →CL 2 + 2e -.
• D je katoda, reakcija na njoj može se opisati sljedećom jednadžbom: 2H 2 O + 2e - → H 2 + OH -.
• E - otopina vode i natrijeva klorida (H 2 O & NaCl).
• F - membrana;
• G - zasićena otopina natrijevog klorida i stvaranje kaustične sode (NaOH).
• H - uklanjanje slane vode i razrijeđene kaustične sode.
• I - unos zasićene salamure.
• J - poklopac.

Dizajn kućanskih generatora mnogo je jednostavniji, budući da većina njih ne proizvodi čisti vodik, već Brownov plin. Ovo je naziv za smjesu kisika i vodika. Ova je opcija najpraktičnija, budući da nije potrebno odvajati vodik i kisik, moguće je značajno pojednostaviti dizajn, a samim time i učiniti ga jeftinijim. Osim toga, dobiveni plin se spaljuje dok se proizvodi. Čuvanje i nakupljanje kod kuće nije samo problematično, već i nesigurno.

Oznake:

• a - Brownova izlazna cijev za plin;
• b - ulazni razvodnik za dovod vode;
• c - zapečaćeno kućište;
• d - blok elektrodnih ploča (anode i katode), s izolatorima ugrađenim između njih;
• e - voda;
• f - senzor razine vode (spojen na upravljačku jedinicu);
• g - filtar za odvajanje vode;
• h je napajanje koje se dovodi do elektroda;
• i - senzor tlaka (šalje signal upravljačkoj jedinici kada se dosegne razina praga);
• j - sigurnosni ventil;
• k - izlaz plina iz sigurnosnog ventila.

Karakteristična značajka takvih uređaja je uporaba blokova elektroda, budući da nije potrebno odvajanje vodika i kisika. To čini generatore prilično kompaktnima.

Primjena generatora vodika

Zbog problema povezanih s transportom i skladištenjem vodika, takvi uređaji su traženi u industrijama gdje prisutnost ovog plina zahtijeva tehnološki ciklus. Navodimo glavne smjerove:

1. Proizvodnja vezana uz sintezu klorovodika.
2. Proizvodnja goriva za raketne motore.
3. Stvaranje gnojiva.
4. Proizvodnja vodikovog nitrida (amonijaka).
5. Sinteza dušične kiseline.
6. U prehrambenoj industriji (za dobivanje čvrstih masti iz biljnih ulja).
7. Obrada metala (zavarivanje i rezanje).
8. Restauracija metala.
9. Sinteza metilnog alkohola
10. Proizvodnja klorovodične kiseline.

Unatoč činjenici da je proizvodnja vodika u procesu rafiniranja nafte jeftinija od njegove proizvodnje elektrolizom, kao što je već spomenuto, postoje poteškoće s transportom plina. Graditi opasno kemijska proizvodnja, neposredno uz rafinerije nafte, ekološka situacija ne dopušta uvijek. Osim toga, vodik proizveden elektrolizom puno je čišći od krekiranja nafte. U tom smislu, industrijski generatori vodika uvijek su u velikoj potražnji.

domaću upotrebu

Postoje i upotrebe vodika u svakodnevnom životu. Prije svega, to su autonomni sustavi grijanja. Ali evo nekih značajki. Postrojenja za čisti vodik znatno su skuplja od Brownovih plinskih generatora, a potonje možete čak i sami izgraditi. Ali pri organiziranju kućnog grijanja mora se imati na umu da je temperatura izgaranja Brownovog plina puno viša od one metana, pa je potreban poseban kotao, koji je nešto skuplji od uobičajenog.

Na Internetu možete pronaći mnoge članke koji govore da se obični kotlovi mogu koristiti za eksplozivni plin, ali to je apsolutno nemoguće. U najboljem slučaju, brzo će propasti, au najgorem slučaju mogu izazvati tužne ili čak tragične posljedice. Za Brownovu mješavinu predviđeni su posebni dizajni s mlaznicom otpornijom na toplinu.

Treba napomenuti da profitabilnost sustavi grijanja baziran na generatorima vodika vrlo je upitan zbog niske učinkovitosti. U takvim sustavima postoje dvostruki gubici, prvo, u procesu proizvodnje plina, a drugo, kada se voda zagrijava u kotlu. Jeftinije je odmah zagrijati vodu u električnom kotlu za grijanje.

Jednako kontroverzna izvedba za domaću upotrebu, u kojoj se Brownov plin obogaćuje benzinom u sustavu goriva motora automobila kako bi se uštedio novac.

Oznake:

• a - HHO generator (prihvaćena oznaka za Brownov plin);
• b - izlaz plina u komoru za sušenje;
• c - odjeljak za uklanjanje vodene pare;
• d - povratak kondenzata u generator;
• e - dovod suhog plina u filter zraka sustav goriva;
• f - motor automobila;
• g - priključak na bateriju i generator struje.

Treba napomenuti da u nekim slučajevima takav sustav čak i radi (ako je ispravno sastavljen). Ali nećete pronaći točne parametre, dobitak snage, postotak uštede. Ti su podaci vrlo nejasni, a njihova pouzdanost je upitna. Opet, nije jasno pitanje koliko će se smanjiti resurs motora.

Ali potražnja stvara ponude, na internetu možete pronaći detaljne crteže takvih uređaja i upute za njihovo povezivanje. Postoje i gotovi modeli napravljeni u zemlji izlazećeg sunca.

Korak po korak izrađujemo najjednostavniji generator vodika vlastitim rukama

Reći ćemo vam kako to učiniti domaći generator da se dobije smjesa vodika i kisika (HNO). Njegov kapacitet za grijanje kuće nije dovoljan, ali za plinski plamenik za rezanje metala količina primljenog plina bit će dovoljna.

Oznake:

• a - mlaznica plamenika;
• b - cijevi;
• c - vodene brave;
• d - voda;
• e - elektrode;
• f - zapečaćeno kućište.

Prije svega, napravimo elektrolizer, za to nam je potreban zatvoreni spremnik i elektrode. Kao potonje koristimo čelične ploče (veličinu biramo proizvoljno, ovisno o željenoj izvedbi), pričvršćene na dielektričnu podlogu. Spojimo zajedno sve ploče svake od elektroda.

Kada su elektrode spremne, moraju se učvrstiti u spremniku na takav način da spojne točke žica za napajanje budu iznad očekivane razine vode. Žice od elektroda idu do izvora napajanja od 12 volti ili akumulatora automobila.

U poklopcu posude napravimo rupu za cijev za izlaz plina. Kao vodene brave možete koristiti obične staklene posude kapaciteta 1 litre. Napunimo ih 2/3 vodom i spojimo na elektrolizer i plamenik, kao što je prikazano na slici 8.

Bolje je uzeti gotov plamenik, jer ne može svaki materijal izdržati temperaturu izgaranja Brownovog plina. Spojimo ga na izlaz posljednje vodene brave.

Elektrolizer napunimo vodom u koju se doda obična kuhinjska sol.

Stavljamo napon na elektrode i provjeravamo rad uređaja.

Elektroliza se široko koristi u proizvodnom sektoru, na primjer, za proizvodnju aluminija (strojevi za pečene anode RA-300, RA-400, RA-550 itd.) ili klora (industrijska postrojenja Asahi Kasei). U svakodnevnom životu ovaj elektrokemijski proces se mnogo rjeđe koristio, kao na primjer bazenski elektrolizer Intellichlor ili plazma Stroj za zavarivanje Star 7000. Povećanje troškova goriva, plina i tarifa za grijanje radikalno je promijenilo situaciju, čineći ideju elektrolize vode kod kuće popularnom. Razmotrite koji su uređaji za cijepanje vode (elektrolizeri) i kakav je njihov dizajn, kao i kako napraviti jednostavan uređaj vlastitim rukama.

Što je elektrolizer, njegove karakteristike i primjena

Tako se naziva uređaj za istoimeni elektrokemijski proces koji zahtijeva vanjski izvor napajanja. Strukturno, ovaj uređaj je kupka ispunjena elektrolitom, u kojoj su postavljene dvije ili više elektroda.

Glavna karakteristika takvih uređaja je izvedba, često je ovaj parametar naznačen u nazivu modela, na primjer, u stacionarnim postrojenja za elektrolizu SEU-10, SEU-20, SEU-40, MBE-125 (membranski blok elektrolizeri) itd. U tim slučajevima brojke pokazuju proizvodnju vodika (m 3 /h).

Što se tiče ostalih karakteristika, one ovise o specifičnoj vrsti uređaja i opsegu primjene, na primjer, kada se provodi elektroliza vode, sljedeći parametri utječu na učinkovitost instalacije:

Dakle, primjenom 14 volti na izlaze, dobit ćemo 2 volta na svakoj ćeliji, dok će ploče sa svake strane imati različite potencijale. Elektrolizatori koji koriste sličan sustav spajanja ploča nazivaju se suhi elektrolizatori.

1. Razmak između ploča (između katodnog i anodnog prostora), što je manji, otpor će biti manji i stoga će kroz otopinu elektrolita proći više struje, što će dovesti do povećanja proizvodnje plina.
2. Dimenzije ploče (što znači površina elektroda) izravno su proporcionalne struji koja teče kroz elektrolit, što znači da također utječu na performanse.
3. Koncentracija elektrolita i njegova toplinska ravnoteža.
4. Karakteristike materijala korištenog za izradu elektroda (zlato - savršen materijal, ali preskupo, dakle domaće sheme koristi se nehrđajući čelik).
5. Primjena procesnih katalizatora itd.

Kao što je gore spomenuto, postrojenja ove vrste mogu se koristiti kao generator vodika, za proizvodnju klora, aluminija ili drugih tvari. Koriste se i kao uređaji za pročišćavanje i dezinfekciju vode (UPEV, VGE), kao i komparativna analiza njegove kvalitete (Tesp 001).

Prvenstveno smo zainteresirani za uređaje koji proizvode Brownov plin (vodik s kisikom), jer upravo ta smjesa ima sve izglede za korištenje kao alternativni energent ili dodatak gorivu. Razmotrit ćemo ih malo kasnije, ali za sada prijeđimo na dizajn i princip rada najjednostavnijeg elektrolizera koji vodu dijeli na vodik i kisik.

Uređaj i detaljan princip rada

Uređaji za proizvodnju eksplozivnog plina, iz sigurnosnih razloga, ne podrazumijevaju njegovo nakupljanje, tj plinska smjesa spaljena odmah po primitku. Ovo donekle pojednostavljuje dizajn. U prethodnom odjeljku razmotrili smo glavne kriterije koji utječu na performanse uređaja i nameću određene zahtjeve za performanse.

Princip rada uređaja prikazan je na slici 4, izvor konstantnog napona spojen je na elektrode uronjene u otopinu elektrolita. Kao rezultat toga, kroz njega počinje prolaziti struja čiji je napon veći od točke raspadanja molekula vode.

Kao rezultat ovog elektrokemijskog procesa, katoda oslobađa vodik, a anoda oslobađa kisik, u omjeru 2 prema 1.

Vrste elektrolizatora

Pogledajmo ukratko značajke dizajna glavne vrste uređaja za cijepanje vode.

Suha

Dizajn uređaja ove vrste prikazan je na slici 2, njegova značajka je da je manipuliranjem brojem ćelija moguće napajati uređaj iz izvora s naponom koji znatno premašuje minimalni potencijal elektrode.

Teče

Pojednostavljeni raspored uređaja ovog tipa može se naći na slici 5. Kao što vidite, dizajn uključuje kupku s elektrodama "A", potpuno ispunjenu otopinom i spremnik "D".

Princip rada uređaja je sljedeći:

• na ulazu u elektrokemijski proces plin se zajedno s elektrolitom kroz cijev "B" istiskuje u posudu "D";
• u spremniku "D" dolazi do odvajanja od otopine elektrolita plina, koji se ispušta kroz izlazni ventil "C";
• elektrolit se kroz cijev "E" vraća u kupelj za hidrolizu.

Membrana

Glavna značajka uređaja ove vrste je korištenje čvrstog elektrolita (membrane). polimerna baza. Dizajn uređaja ove vrste može se naći na slici 6.

Glavna značajka ovakvih uređaja je dvostruka namjena membrane; ona ne samo da prenosi protone i ione, već također razdvaja i elektrode i produkte elektrokemijskog procesa na fizičkoj razini.

Dijafragma

U slučajevima kada difuzija produkata elektrolize između elektrodnih komora nije dopuštena, koristi se porozna dijafragma (koja je dala ime takvim uređajima). Materijal za njega može biti keramika, azbest ili staklo. U nekim slučajevima za izradu takve dijafragme mogu se koristiti polimerna vlakna ili staklena vuna. Slika 7 prikazuje najjednostavnija opcija dijafragma uređaj za elektrokemijske procese.

Obrazloženje:

1. izlaz za kisik.
2. Tikvica u obliku slova U.
3. Izlaz za vodik.
4. Anoda.
5. Katoda.
6. Dijafragma.

alkalni

Elektrokemijski proces nije moguć u destiliranoj vodi, već se kao katalizator koristi koncentrirana otopina lužine (upotreba soli je nepoželjna jer se oslobađa klor). Na temelju toga većinu elektrokemijskih uređaja za razdvajanje vode možemo nazvati alkalnima.

Na tematskim forumima savjetuje se korištenje natrijevog hidroksida (NaOH), koji za razliku od sode bikarbone (NaHCO 3) ne nagriza elektrodu. Imajte na umu da potonji ima dvije značajne prednosti:

1. Možete koristiti željezne elektrode.
2. Ne emitiraju se štetne tvari.

Ali, jedan značajan nedostatak poništava sve dobrobiti sode bikarbone kao katalizatora. Njegova koncentracija u vodi nije veća od 80 grama po litri. Time se smanjuje otpornost elektrolita na smrzavanje i njegova vodljivost struje. Ako se prvi još uvijek može tolerirati u toploj sezoni, drugi zahtijeva povećanje površine elektrodnih ploča, što zauzvrat povećava veličinu strukture.

Elektrolizer za proizvodnju vodika: crteži, dijagram

Razmislite kako možete napraviti snažan plinski plamenik pokretan mješavinom vodika i kisika. Dijagram takvog uređaja može se vidjeti na slici 8.

Obrazloženje:

1. Mlaznica plamenika.
2. gumene cijevi.
3. Druga vodena brava.
4. Prva vodena brava.
5. Anoda.
6. Katoda.
7. elektrode.
8. Kupka za elektrolizator.

Slika 9 prikazuje shematski dijagram napajanja elektrolizera našeg plamenika.

Za snažan ispravljač potrebni su nam sljedeći dijelovi:

• Tranzistori: VT1 - MP26B; VT2 - P308.
• Tiristori: VS1 - KU202N.
• Diode: VD1-VD4 - D232; VD5 - D226B; VD6, VD7 - D814B.
• Kondenzatori: 0,5uF.
• Promjenjivi otpornici: R3 -22 kOhm.
• Otpornici: R1 - 30 kOhm; R2 - 15 kOhm; R4 - 800 Ohma; R5 - 2,7 kOhm; R6 - 3 kOhm; R7 - 10 kOhm.
• PA1 - ampermetar s mjernom ljestvicom od najmanje 20 A.

Kratka uputa o detaljima elektrolizera.

Kupka se može napraviti od stare baterije. Ploče treba izrezati 150x150 mm od krovnog željeza (debljina lima 0,5 mm). Da biste radili s gornjim napajanjem, morat ćete sastaviti elektrolizer za 81 ćeliju. Crtež prema kojem se izvodi montaža prikazan je na slici 10.

Imajte na umu da održavanje i upravljanje takvim uređajem ne uzrokuje poteškoće.

Učinite sami elektrolizer za automobil

Na internetu možete pronaći mnoge dijagrame HHO sustava koji, prema autorima, omogućuju uštedu od 30% do 50% goriva. Takve tvrdnje su pretjerano optimistične i uglavnom nisu potkrijepljene nikakvim dokazima. Pojednostavljeni dijagram takvog sustava prikazan je na slici 11.

U teoriji bi takav uređaj trebao smanjiti potrošnju goriva zbog potpunog izgaranja. Da biste to učinili, Brownova smjesa se dovodi u filtar zraka sustava goriva. To su vodik i kisik dobiveni iz elektrolizera koji pokreće interna mreža vozila, što povećava potrošnju goriva. Začarani krug.

Naravno, može se koristiti PWM regulator strujnog kruga, učinkovitije prekidačko napajanje ili se mogu koristiti neki drugi trikovi za smanjenje potrošnje energije. Ponekad na Internetu postoje ponude za kupnju niskoamperskog napajanja za elektrolizer, što je općenito besmislica, jer izvedba procesa izravno ovisi o trenutnoj snazi.

To je kao Kuznjecovljev sustav, čiji je vodeni aktivator izgubljen, a nema patenta itd. U gornjim videozapisima, gdje se govori o neporecivim prednostima takvih sustava, praktički nema argumentiranih argumenata. To ne znači da ideja nema pravo na postojanje, ali su navedene uštede "malo" pretjerane.

Učinite sami elektrolizer za grijanje doma

Izrada domaćeg elektrolizera za grijanje kuće trenutno nema smisla, jer je trošak vodika dobivenog elektrolizom mnogo skuplji prirodni gas ili druge rashladne tekućine.

Također treba imati na umu da nijedan metal ne može izdržati temperaturu izgaranja vodika. Istina, postoji rješenje koje je patentirao Stan Martin i koje vam omogućuje da zaobiđete ovaj problem. Potrebno je obratiti pozornost na ključnu točku koja vam omogućuje razlikovanje vrijedne ideje od očite besmislice. Razlika između njih je u tome što prvi dobiva patent, a drugi svoje pristaše pronalazi na internetu.

Ovo bi mogao biti kraj članka o kućanskim i industrijskim elektrolizerima, ali ima smisla napraviti mali pregled tvrtki koje proizvode ove uređaje.

Pregled proizvođača elektrolizera

Nabrojimo proizvođače koji proizvode gorivne ćelije na bazi elektrolizatora, neke tvrtke također proizvode i kućanskih aparata: NEL Hydrogen (Norveška, na tržištu od 1927), Hydrogenics (Belgija), Teledyne Inc (SAD), Uralkhimmash (Rusija), RusAl (Rusija, značajno unaprijedio Soderbergovu tehnologiju), RutTech (Rusija).

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. NA 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. Spomenimo samo one od njih koji praktičnu primjenu nalaze izvan zidova laboratorija:

• Kemijska reakcija voda 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 prirodnog plina, 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

Bioplinska postrojenja, kojih ima mnogo Zapadna Europa počinju se javljati među domaćim poljoprivrednicima. Ručno rađeni bioplinski reaktori, o kojima “lude ruke” pričaju na internetu, ne razlikuju se ni u performansama ni u stabilnosti proizvodnje. Učinkovite su samo prilično složene i skupe instalacije, pod uvjetom da im se sirovine stalno dostavljaju. To je nerealno implementirati na malom privatnom imanju, ali je moguće na jakom gospodarstvu. Vodik je samo nusprodukt proizvodnje bioplina i obično se ne izdvaja spaljivanjem s metanom. Ali ako je potrebno, H2 se može odvojiti.

kružni dijagram bioplinsko postrojenje. Kako bi proces stvaranja zapaljivih plinova bio intenzivan, sirovine se fermentiraju i povremeno miješaju.

Vodik iz vode

Elektroliza postrojenje za vodik za grijanje kuće - jedino rješenje koje je danas dostupno za privatnu kuću. Elektrolizer je kompaktan, jednostavan za održavanje, može se instalirati u maloj prostoriji. 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 solarnim panelima i može se postaviti u garaži ili na otvorenom.

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 njegovu proizvodnju u potrebnim količinama, odvojiti ga od kisika i vodene pare, stvoriti rezervu, osigurati konstantan tlak kada se dovodi u generator 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 industrijska mreža- 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. Ali što je s grijanjem vodikom kod kuće na temelju kompaktne instalacije? Morate shvatiti da se zakon održanja energije ne može zaobići. Da biste izolirali H2 u elektrolizeru, morat ćete potrošiti određena količina 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 tradicionalnim vrstama grijanja - električnim, vodik ne može niti 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 industrijske tehnologije koji još nisu izmišljeni. 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 je zapaljivi eksplozivan plin. Istodobno je bez mirisa, nemoguće je odrediti njegovo curenje bez posebne opreme. Rukovanje tako opasnom vrstom goriva zahtijeva posebne sigurnosne mjere. Potrebno je povremeno provjeravati nepropusnost cjevovoda, spremnici za skladištenje, uslužnost zaporni ventili. 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.