Водневий паливний генератор пристрій. Як зробити водневий генератор для будинку своїми руками: практичні поради з виготовлення та монтажу. Проектування водневого генератора: схеми і креслення

Інтерес до генераторам водню, HHO і газу Брауна, продовжує зростати як на дріжджах, але самим радісним фактом є величезна кількість людей, які починають або планують збирати генератори водню своїми руками. Причому абсолютно не важливо, який генератор людині потрібен, генератор водню для авто або генератор водню для котла або зварювання, принцип його дії все одно буде одним і тим же. Щоб допомогти практикам, яке освоює цю нелегку галузь, ми починаємо готувати відповіді на найбільш поширені питання по збірці генераторів водню своїми руками.

Пропонуємо Вам першу частину відповідей на типові запитання по збірці генератора водню своїми руками. Всі відповіді, наведені «як є», тобто без будь-якої вуалі, підтексту і прихованих цілей, нами переслідуваних.

Частина 1. Загальні питання

У цьому випуску:

1. А навіщо це потрібно? Можна ж піти і купити в магазині генератор водню, такий, який потрібен?

2. А хіба існують способи побудови генератора водню, який буде працювати з ККД вище одиниці?

5. Ви публікуєте сверхедінічності генератори водню від Олександра ( ). Він теж ніколи не поділиться своїми схемами і напрацюваннями?.

7. Яку потрібно використовувати воду?

8. Який необхідний метал? У різних довідниках говориться про необхідність використовувати тільки дуже рідкісні марки ....

9. Наскільки вистачає пластин електродів?

10. Як правильно підготувати пластини для електродів?

11. Які температурні режими електролізера і води?

12. Чи можливий повний переклад автомобіля на газ Брауна?

13. Які пропорції газу Брауна в паливі нешкідливі для ДВС?

14. Скільки літрів газу Брауна в хвилину потрібно для роботи ДВС?

1. А навіщо це потрібно? Можна ж піти і купити в магазині генератор водню, такий, який потрібен.

Поки вибір генераторів водню в магазинах дуже мізерний. Ціна на них невиправдано висока, ККД їх роботи рідко перевищує 50% і ніколи не перевищує навіть 90%. Для того, щоб отримати ефективний генератор водню, який працює з ККД більше одиниці, на наразі існує тільки один шлях: зробити його самому.

2. А хіба існують способи побудови генератора водню, який буде працювати з ККД вище одиниці?

Звичайно існують! Причому побудовані на абсолютно різних принципах роботи і ККД яких перевищує одиницю нема на частки відсотків, що можна списати на погрішності вимірювань, а перевищує одиницю в рази!

3. Я добре вчився в школі та університеті, а тому не вірю, що бувають генератори водню, що працюють з ККД більше одиниці, як мені в цьому переконатися?

Для початку пропонуємо подивитися на вже для загального огляду генератори водню з проведеними. Також Ви можете скористатися нашими, для розрахунків ККД водневих генераторів і виділяється теплової потужності.

4. Чи існують на даний момент добре описані і повторювані схеми для складання сверхедінічності генераторів водню?

Ні не існує! Абсолютна більшість викладених в інтернеті схем для збірки надефективних генераторів водню неробочі. Тому не вийде знайти схему, зібрати по ній генератор і радіти. Перш доведеться багато поекспериментувати самому.

5. Ви публікуєте сверхедінічності генератори водню від Олександра (). Він теж ніколи не поділиться своїми схемами і напрацюваннями?

Олександр дуже активно допомагає на форумі практикам, відповідаючи на їхні запитання. Просто у нього є конкретні і чіткі цілі щодо доведення своїх розробок до логічного завершення, а на це потрібні кошти. Тому Олександр до закінчення робіт по цій темі не планує відповідати на певне коло питань, в основному це стосується електронної схеми управління електролізером.

6. Де і що можна почитати або подивитися, а також де ставити питання?

7. Яку потрібно використовувати воду?

Практично будь-яку, від водопровідної до дистильованої. Найкраща ефективність досягається при використання розчину гідроксиду натрію в дистильованої воді в пропорціях одна столова ложка на десять літрів води.

8. Який необхідний метал? У різних довідниках говориться про необхідність використовувати тільки дуже рідкісні марки ...

Це одне з помилок! Підійде будь-яка нержавіюча сталь! Найкращі результати досягаються зі сталлю, яка не притягується постійним магнітом (Не є феромагнетиком), так як на неї нічого не налипає в процесі роботи, а й цей момент непринциповий. Головне, щоб сталь була нержавіючої та, відповідно, щоб вона не окислюється у воді.

9. Наскільки вистачає пластин електродів?

В процесі роботи пластини не руйнуються, тому міняти їх на нові не потрібно.

10. Як правильно підготувати пластини для електродів?

Всі пластини необхідно ретельно промити перед складанням, спочатку в мильному розчині, потім спиртом або горілкою. Потім необхідно «поганяти» електролізер певний час, Періодично замінюючи воду на чисту, і так протягом декількох днів, поки не виїсть весь бруд і залізо.
Згодом вода буде залишатися чистою. чим чистіше вода, Тим менше нагрівання установки.

11. Які температурні режими електролізера і води?

При правильно зібраному електролізері, пластини і вода не повинні нагріватися.
Також вкрай бажано електролізер і пластини не перегрівати вище 80 градусів.
Якщо температура на нечистої воді підніметься вище, ніж 65 градусів, то бруд і метали з мінералами пристануть до пластин і Ви вже їх не видалите і не зможете очистити від них пластини! Їх доведеться видаляти тільки при допомогою абразивної обробки, за допомогою наждачного паперу і т.д.

12. Чи можливий повний переклад автомобіля на газ Брауна?

Так, теоретично можливий. Практично будь-який ДВС працює на газі Брауна абсолютно спокійно і стійко без будь-яких переробок. Однак необхідно пам'ятати, що продуктом згоряння газу Брауна, є вода, яка без прийняття відповідних заходів буде накопичуватися в картері двигуна, перетворюючи масло в емульсію, що призведе до швидкого зносу деталей, які будуть з нею стикатися в процесі експлуатації. Тому для довгострокової роботи ДВС на газі Брауна необхідно підібрати спеціальні присадки і вирішити проблему з видаленням води з масла.

13. Які пропорції газу Брауна в паливі нешкідливі для ДВС?

У випадку з бензиновими двигунами можливо до 90% палива замінити на газ Брауна, залишивши тільки 10 відсотків бензину. У випадку з дизельним паливом, кількість газу Брауна в паливі не повинно перевищувати 75-80%. При дотриманні наведених вище пропорцій застосування газу Брауна не завдаватиме ДВС ніякого видимого шкоди, а його потужність мабуть зросте.
.

14. Скільки літрів газу Брауна в хвилину потрібно для роботи ДВС?

В першу чергу все залежить від об'єму двигуна, інжекторний двигун або карбюраторний, який рік служби автомобіля ... Якщо просто взяти за основу наприклад жигулі «копійку», то їй досить 17-18 літрів в хвилину на холостих обертах і 20-24 літра на робочому ходу. Це з розрахунком того, що 90% палива замінені на газ Брауна. Вага такої установки буде близько 55-60 кілограм з урахуванням залитої води.

Як ми вже писали Вище, це тільки перша частина питань. У міру їх надходження, ми будемо публікувати нові статті з відповідями на що надійшли питання.

А тепер подарунок для студентів вузів, які занадто сильно захопилися пошуком вільної енергії і зовсім забули про навчання. Є місце, де Вам допоможуть, а при бажання навіть зроблять

Привіт мозгоізобретателі! У сьогоднішньому проекті буде з нуля створено електричний генератор, що перетворює звичайну воду в паливо.

Крок 1: Що таке воднево-кисневий генератор

Воднево-кисневий генератор, аналогічний цьому, використовує електрику від автомобільного акумулятора для розщеплення води на газоподібний водень і кисень. (Електрика + 2H20 -\u003e 2H2 + O2). У підсумку виходить паливо, набагато могутніше бензину, а в результаті викидів вивільняється тільки вода!

Це повністю чистий вид палива, на зразок енергії сонця, вітру чи води, електрику використовується тільки для утворення газу.

У відео показано покрокове створення даного генератора.

ПРИМІТКА: Кількість електричної енергії, необхідної для утворення газу, перевищує енергію, яку можна в підсумку отримати від генератора. Це НЕ генератор енергії, а простий енергетичний конвертор.

Крок 2: Підготовка металевих заготовок для пластин генератора

Для виконання даного проекту нам знадобляться деталі з нержавіючої сталі і трубні фітинги із пластмаси. Ви можете придбати їх в найближчому магазині господарських товарів.

Я використовував нержавіючу сталь калібру 20 (0,8 мм) і за допомогою гідравлічного перфоратора пробив необхідні отвори у верхній і нижній частині пластин. В результаті ми отримали 12 пластин розміром 7,6 х 15, 2 см, 4 пластини 3,8 х 15,2 см, і 3 з'єднувальні смужки 2,54 см, 4 - 1,27 см і 3 - 0,62 см. стрічково-шліфувальна машина використовується для згладжування зазубрених країв навколо отворів.

Крок 3: Збільшення площині дотику пластин

Далі я використовував наждачний папір з зерном 100 для ошкуривания пластин по діагоналі. На обох сторонах пластини можна побачити символ «X». Це збільшує площу зіткнення пластини і сприяє утворенню більшої кількості газу.

Крок 4: Конфігурація пластин в зборі

Пластини з'єднуються таким чином, щоб 2 внутрішні пластини підключалися до одного електричному висновку, а 2 верхні пластини підключаються до іншого висновку. Пластмасові стрижні, пластмасові шайби і гайки з нержавіючої сталі допомагають зробити надійні електричні з'єднання.

Пластини генератора збираються в такому порядку - пластина, пластмасові шайби, пластина, стопорная гайка з нержавіючої сталі і так поки всі 8 пластини не будуть з'єднані.

Покрокова відео інструкція по збірці пластини генератора показана.

Після збору пластин, необхідно встановити пластмасову заглушку 10,1 см, яка прикріплюється у верхній частині за допомогою декількох гвинтів з нержавіючої сталі.

Крок 5: Виготовлення корпуса генератора

Корпус складається з двох пластмасових адаптерів 10,1 см, з перевернутої заглушкою 10,1 см в нижній частині. Основу корпусу становить акрилова або пластмасова труба діаметром 10,1 см, Пластини генератора і кришка вкручуються в верхню частину.

Водяний змішувач виготовлений в тій же манері з акрилової труби діаметром 5 см. Його необхідно прикріпити збоку пристрою.

Крок 6: Виготовлення затискачів для змішувача

Затискачі можна виготовити із залишків акрилової або пластмасової труби, і приклеїти згодом клеєм в бічній частині корпусу.

Для виготовлення затискачів я відрізав від труби діаметром 5 см заготовки 1,9 см і відрізав верхню частину розміром 0,8 см для формування захоплення. Далі отриману заготовку я прикріпив до акриловому стрижня і приєднав до бічної сторони генератора.

Крок 7: Установка оборотного клапана

У верхньому коліні встановлюється прозора трубка і одноходовой зворотний клапан. Переконайтеся, що клапан підбурює газ, і він не повертається назад в пристрій.

Крок 8: Підготовка електроліту

Для приготування електроліту використовується дистильована вода і 2-4 ложки KOH (гідроксиду калію). Сіль або харчова сода також придатні, проте з часом вони можуть призвести до забруднення і корозію пластин.

Я розворушив пластівці гідроксиду калію у воді, далі використовував фільтр для подачі розчину в корпус генератора (після ретельного очищення).

Примітка: Гідроксид калію є каустичним засобом і тому може викликати опіки шкіри. Уникайте прямого контакту!

Крок 9: Фінальні штрихи

Я протестував пристрій з використанням автомобільного акумулятора напругою 12 В і кабельним перемичками. Утворений газ збирається в невеликій пляшці з-під води, і підпалюється полум'ям.

При напрузі 12 вольт ми отримуємо 1,5 літра газу в хвилину. Якщо послідовно підключити 2 акумулятора, тоді при напрузі 24 вольта маємо на виході 5 літрів газу в хвилину. Цього достатньо для заповнення ємності об'ємом 4 галона (15 літрів) за 38 секунд!

Примітка: При більшій напрузі в системі присутній більший струм, що призводить до значного нагрівання. В такому випадку виникає небезпека розплавлення пластмасового корпусу через вплив високої температури.

Крок 10: Скільки сили під капотом нашого генератора?

Дана система не призначена для використання на транспортному засобі, А просто демонструє процес електролізу води і утворення газу.

Дивіться відео, де показані експерименти по підпалу газу, а також деякі корисні властивості генератора.

Водень практично ідеальний вид палива, але проблема полягає в тому, що він на нашій планеті зустрічається тільки у вигляді сполук з іншими хімічними елементами. Частка «чистого» речовини в атмосфері становить не більше 0,00005%. З огляду на такі реалії, стає актуальним питання про водневому генераторі. Розглянемо принцип роботи такого пристрою, його конструктивні особливості, сферу застосування і можливість самостійного виготовлення.

Опис і принцип роботи водневого генератора

Є кілька методик виділення водню і з інших речовин, перерахуємо найбільш поширені:

1. Електроліз, дана методика найбільш проста і може бути реалізована в домашніх умовах. Через водний розчин, що містить сіль, пропускається постійний електричний струм, під його впливом відбувається реакція, яку можна описати таким рівнянням: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. В даному випадку приклад наведено для розчину звичайної кухонної солі, що ні кращий варіант, Оскільки виділяється хлор є отруйною речовиною. Зауважимо, що отриманий таким способом водень найбільш чистий (близько 99,9%).
2. Шляхом пропускання водяної пари над кам'яновугільним коксом, нагрітим до температури 1000 ° С, при таких умовах протікає наступна реакція: Н 2 О + С ⇔ СО + H 2.
3. Видобуток з метану шляхом конверсії з водяною парою ( необхідна умова для реакції - температура 1000 ° С): СН 4 + Н 2 О ⇔ СО + 3Н 2. Другий варіант - окислення метану: 2СН 4 + О 2 ⇔ 2СО + 4Н 2.
4. У процесі крекінгу (переробки нафти) водень виділяється як побічний продукт. Зауважимо, що в нашій країні все ще практикується спалювання цієї речовини на деяких нафтопереробних заводах через відсутність необхідного обладнання або достатнього попиту.

З перерахованих варіантів останній найменш витратний, а перший найбільш доступний, саме він покладений в основу більшості генераторів водню, в тому числі і побутових. Їх принцип дії полягає в тому, що в процесі пропускання струму через розчин, позитивний електрод притягує негативні іони, а електрод з протилежним зарядом - позитивні, в результаті відбувається розщеплення речовини.

Конструктивні особливості і пристрій генератора водню

Якщо з отриманням водню проблем зараз практично немає, то його транспортування і зберігання до сих пір залишається актуальним завданням. Молекули цієї речовини настільки малі, що можуть проникати навіть крізь метал, що несе певну загрозу безпеки. Зберігання в абсорбувати вигляді поки не відрізняється високою рентабельністю. Тому найбільш оптимальний варіант - генерація водню безпосередньо перед його використанням у виробничому циклі.

Для цієї мети виготовляються промислові установки для генерації водню. Як правило, це електролізери мембранного типу. Спрощена конструкція такого пристрою і принцип роботи наведено нижче.

позначення:

• А - трубка для відводу хлору (Cl 2).
• B - відведення водню (Н 2).
• З - анод, на якому відбувається наступна реакція: 2CL - → CL 2 + 2е -.
• D - катод, реакцію на ньому можна описати таким рівнянням: 2Н 2 О + 2е - → Н 2 + ОН -.
• Е - розчин води і хлористого натрію (Н 2 О & NaCl).
• F - мембрана;
• G - насичений розчин хлористого натрію і освіту каустичної соди (NaОН).
• H - відведення розсолу і розведеної каустичної соди.
• I - введення насиченого розсолу.
• J - кришка.

Конструкція побутових генераторів значно простіше, оскільки в більшості своїй вони не виробляють чистий водень, а виробляють газ Брауна. Так прийнято називати суміш кисню і водню. Цей варіант найбільш практичний, не потрібно розділяти водень і кисень, то можна значно спростити конструкцію, а значить і зробити її дешевше. Крім цього отриманий газ спалюється в міру його вироблення. Зберігати та накопичувати його в домашніх умовах не тільки проблематично, але й небезпечно.

позначення:

• а - трубка для відводу газу Брауна;
• b - впускний колектор подачі води;
• з - герметичний корпус;
• d - блок пластин електродів (анодів і катодів), з встановленими між ними ізоляторами;
• e - вода;
• f - датчик рівня води (підключається до блоку управління);
• g - фільтр водовідділенням;
• h - підведення живлення, що подається на електроди;
• i - датчик тиску (подає сигнал блоку управління при досягненні порогового рівня);
• j - запобіжний клапан;
• k - відведення газу з запобіжного клапана.

Характерна особливість таких пристроїв - використання блоків електродів, оскільки не потрібно сепарування водню і кисню. Це дозволяє зробити генератори досить компактними.

Сфери застосування водневого генератора

З огляду на проблеми, пов'язані з транспортуванням та зберіганням водню, такі пристрої затребувані в виробництвах, де наявність цього газу вимагає технологічний цикл. Перелічимо основні напрямки:

1. Виробництва, пов'язані з синтезом хлороводню.
2. Виготовлення палива для ракетних двигунів.
3. Створення добрив.
4. Виробництво нітриду водню (аміаку).
5. Синтез азотної кислоти.
6. У харчовій промисловості (для отримання твердих жирів з рослинних масел).
7. Обробка металу (зварювання та різання).
8. Відновлення металів.
9. Синтез метилового спирту
10. Виготовлення соляної кислоти.

Незважаючи на те, що виробництво водню в процесі переробки нафти дешевше, ніж його отримання шляхом електролізу, як вже зазначалося вище, виникають складнощі з транспортуванням газу. будувати небезпечні хімічні виробництва, Безпосередньо, поруч з переробними нафту заводами не завжди дозволяє екологічна обстановка. Крім цього водень, отриманий шляхом електролізу, значно чистіше, ніж при крекінгу нафти. У зв'язку з цим на промислові водневі генератори завжди високий попит.

побутове застосування

У побуті також є застосування водню. В першу чергу це автономні опалювальні системи. Але тут деякі особливості. Установки по виробництву чистого водню коштують значно дорожче, ніж генератори газу Брауна, останні навіть можна зібрати самостійно. Але при організації опалення будинку необхідно враховувати, що температура горіння газу Брауна значно вище, ніж у метану, тому буде потрібно спеціальний котел, який трохи дорожче звичайного.

В інтернеті можна зустріти чимало статей, в яких написано, що для гримучого газу можна використовувати звичайні котли, це робити категорично не можна. У кращому випадку вони швидко вийдуть з ладу, а в гіршому можуть стати причиною сумних або навіть трагічних наслідків. Для суміші Брауна передбачені спеціальні конструкції з більш термостійким соплом.

Необхідно зауважити, що рентабельність опалювальних систем на основі водневих генераторів викликає великий сумнів зважаючи на низький ККД. У таких системах є подвійні втрати, по-перше, в процесі генерації газу, по-друге, при нагріванні води в котлі. Дешевше для опалення відразу нагрівати воду в електричному бойлері.

Не менш спірна реалізація для побутового використання, при якій газом Брауна збагачують бензин в паливній системі двигуна автомобіля з метою економії.

позначення:

• а - генератор ННО (прийняте позначення для газу Брауна);
• b - відведення газу в камеру сушіння;
• з - відсік для видалення водяної пари;
• d - повернення конденсату в генератор;
• е - подача осушенного газу в повітряний фільтр паливної системи;
• f - автомобільний двигун;
• g - підключення до акумулятора і електрогенератори.

Потрібно зауважити, що в деяких випадках така система навіть працює (якщо її зібрати правильно). Але точні параметри, коефіцієнт приросту потужності, відсоток економії ви не знайдете. Ці дані сильно розмиті, і достовірність їх викликає сумніви. Знову ж таки не зрозуміле питання, наскільки зменшиться ресурс двигуна.

Але попит породжує пропозиції, в інтернетах можна знайти докладні креслення таких пристосувань та інструкцію щодо їх підключення. Є і готові моделі, зроблені в країні Висхідного Сонця.

Робимо найпростіший генератор водню своїми руками крок за кроком

Розповімо, як можна зробити саморобний генератор для отримання суміші водню і кисню (НБО). Його потужності на опалення будинку не вистачить, але для газового пальника для різання металу кількість отриманого газу буде достатнім.

позначення:

• а - сопло пальника;
• b - трубки;
• c - водні затвори;
• d - вода;
• е - електроди;
• f - герметичний корпус.

В першу чергу робимо електролізер, для цього нам знадобиться герметична ємність і електроди. В якості останніх використовуємо сталеві пластини (їх розмір вибираємо довільно, залежно від бажаної продуктивності), прикріплені до діелектричних основи. З'єднуємо між собою всі пластини кожного з електродів.

Коли електроди готові їх треба зміцнити в ємності таким чином, щоб місця підключення проводів харчування були вище передбачуваного рівня води. Провід від електродів йдуть до блоку живлення на 12 вольт або автомобільного акумулятора.

У кришці ємності робимо отвір під трубку для виходу газу. Як водяних затворів можна використовувати звичайні скляні банки ємністю 1 літр. Заповнюємо їх на 2/3 водою і підключаємо до електролізерів і пальнику, як показано на малюнку 8.

Пальник краще взяти готову, оскільки не кожен матеріал може витримати температуру горіння газу Брауна. Підключаємо її до виходу останнього водного затвора.

Наповнюємо електролізер водою, в яку додана звичайна кухонна сіль.

Подаємо напругу на електроди і перевіряємо роботу пристрою.

Електроліз широко використовується у виробничій сфері, наприклад, для отримання алюмінію (апарати з обпаленими анодами РА-300, РА-400, РА-550 і т.д.) або хлору (промислові установки Asahi Kasei). У побуті цей електрохімічний процес застосовувався значно рідше, як приклад можна привести електролізер для басейну Intellichlor або плазмовий зварювальний апарат Star 7000. Збільшення вартості палива, тарифів на газ та опалення в корені змінили ситуацію, зробивши популярною ідею електролізу води в домашніх умовах. Розглянемо, що являють собою пристрої для розщеплення води (електролізери), і яка їхня конструкція, а також, як зробити простий апарат своїми руками.

Що таке електролізер, його характеристики і застосування

Так називають пристрій для однойменного електрохімічного процесу, якому потрібне зовнішнє джерело живлення. Конструктивно це апарат являє собою заповнену електролітом ванну, в яку поміщені два або більше електродів.

Основна характеристика подібних пристроїв - продуктивність, часто це параметр вказується в найменуванні моделі, наприклад, в стаціонарних електролізних установках СЕУ-10, СЕУ-20, СЕУ-40, МБЕ-125 (мембранні блокові електролізери) і т.д. В даних випадках цифри вказують на вироблення водню (м \u200b\u200b3 / год).

Що стосується інших характеристик, то вони залежать від конкретного типу пристрою і сфери застосування, наприклад, коли здійснюється електроліз води, на ККД установки впливають такі параметри:

Таким чином, подаючи на виходи 14 вольт, ми отримаємо 2 вольта на кожному осередку, при цьому на пластинах з кожного боку будуть різні потенціали. Електролізери, де використовується подібна система підключення пластин, називаються сухими.

1. Відстань між пластинами (між катодних і анодним простором), чим воно менше, тим менше буде опір і, отже, більший струм пройде через розчин електроліту, що призведе до збільшення вироблення газу.
2. Розміри пластини (мається на увазі площа електродів), прямо пропорційні току, що йде через електроліт, а значить, також впливають на продуктивність.
3. Концентрація електроліту і його тепловий баланс.
4. Характеристики матеріалу, використовуваного для виготовлення електродів (золото - ідеальний матеріал, Але занадто дорогий, тому в саморобних схемах використовується нержавіюча сталь).
5. Застосування каталізаторів процесу і т.д.

Як уже згадувалося вище, установки даного типу можуть використовуватися як генератор водню, для отримання хлору, алюмінію або інших речовин. Вони також застосовуються в якості пристроїв, за допомогою яких здійснюється очищення і знезараження води (УПЕВ, VGE), а також проводиться порівняльний аналіз її якості (Tesp 001).

Нас, перш за все, цікавлять пристрої, що виробляють газ Брауна (водень з киснем), оскільки саме ця суміш має всі перспективи для використання в якості альтернативного енергоносія або добавок до палива. Їх ми розглянемо трохи пізніше, а поки перейдемо до конструкції та принципу роботи найпростішого електролізера, що розщеплює воду на водень і кисень.

Пристрій і докладний принцип роботи

Апарати для виробництва гримучого газу, з метою безпеки, не передбачають його накопичення, тобто газова суміш спалюється відразу після отримання. Це дещо спрощує конструкцію. У попередньому розділі ми розглянули основні критерії, що впливають на продуктивність апарату і накладають певні вимоги до виконання.

Принцип роботи пристрою демонструє малюнок 4, джерело постійної напруги підключений до занурених у розчин електроліту електродів. В результаті через нього починає проходити струм, напруга якого вище точки розкладання молекул води.

В результаті цього електрохімічного процесу катод виділяє водень, а анод - кисень, в співвідношенні 2 до 1.

види електролізерів

Коротко ознайомимося з конструктивними особливостями основних видів пристроїв для розщеплення води.

сухі

Конструкція приладу даного типу була показана на малюнку 2, її особливість полягає в тому, що маніпулюючи кількістю осередків, можна живити пристрій від джерела з напругою, істотно перевищує мінімальний електродний потенціал.

проточні

З спрощеним пристроєм приладів цього виду можна ознайомитися на малюнку 5. Як бачимо, конструкція включає в себе ванну з електродами «A», повністю залиту розчином і бак «D».

Принцип роботи пристрою наступний:

• вході електрохімічного процесу газ разом з електролітом видавлюється в ємність «D» через трубу «В»;
• в баку «D» відбувається відділення від електролітного розчину газу, який виводиться через вихідний клапан «С»;
• електроліт повертається в гідролізну ванну через трубу «Е».

мембранні

Основна особливість пристроїв цього типу - використання твердого електроліту (мембрани) на полімерній основі. З конструкцією приладів цього виду можна ознайомитися на малюнку 6.

Основна особливість таких пристроїв полягає в подвійному призначення мембрани, вона не тільки переносить протони і іони, а й на фізичному рівні розділяє як електроди, так і продукти електрохімічного процесу.

діафрагмові

У тих випадках, коли не припустима дифузія продуктів електролізу між електродними камерами, використовують пористу діафрагму (що і дало назву таких приладів). Матеріалом для неї може служити кераміка, азбест або скло. У деяких випадках для створення такої діафрагми можна використовувати полімерні волокна або скляну вату. На малюнку 7 показаний найпростіший варіант диафрагменного приладу для електрохімічних процесів.

пояснення:

1. Вихід для кисню.
2. U-подібна колба.
3. Вихід для водню.
4. Анод.
5. Катод.
6. Діафрагма.

лужні

Електрохімічний процес неможливий в дистильованої воді, як каталізатор застосовується концентрований розчин лугу (використання солі небажано, так як при цьому виділяється хлор). Виходячи з цього, лужними можна назвати велику частину електрохімічних пристроїв для розщеплення води.

На тематичних форумах радять використовувати гідроксид натрію (NaOH), який, на відміну від харчової соди (NaHCO 3), не роз'їдає електрод. Зауважимо, що у останньої є два вагомих переваги:

1. Можна використовувати залізні електроди.
2. Чи не виділяються шкідливі речовини.

Але, один істотний недолік зводить нанівець всі переваги харчової соди, як каталізатора. Її концентрація у воді не більше 80 грам на літр. Це знижує морозостійкість електроліту і його провідність струму. Якщо з першим ще можна змиритися в теплу пору року, то друге вимагає збільшення площі пластин електродів, що в свою чергу, збільшує розмір конструкції.

Електролізер для отримання водню: креслення, схема

Розглянемо, як можна зробити потужну газовий пальник, Що працює від суміші водню з киснем. Схему такого пристрою можна подивитися на малюнку 8.

пояснення:

1. Сопло пальника.
2. Гумові трубки.
3. Другий водяний затвор.
4. Перший водяний затвор.
5. Анод.
6. Катод.
7. Електроди.
8. Ванна електролізера.

На малюнку 9 представлена \u200b\u200bпринципова схема блоку живлення для електролізера нашої пальника.

На потужний випрямляч нам знадобляться наступні деталі:

• Транзистори: VT1 - МП26Б; VT2 - П308.
• Тиристори: VS1 - КУ202Н.
• Діоди: VD1-VD4 - Д232; VD5 - Д226Б; VD6, VD7 - Д814Б.
• Конденсатори: 0,5 мкФ.
• Змінні резистори: R3 -22 кОм.
• Резистори: R1 - 30 кОм; R2 - 15 кОм; R4 - 800 Ом; R5 - 2,7 кОм; R6 - 3 кОм; R7 - 10 кОм.
• PA1 - амперметр зі шкалою вимірювання не менше 20 А.

Коротка інструкція по деталях до електролізерів.

Ванну можна зробити зі старого акумулятора. Пластини слід нарізати 150х150 мм з покрівельного заліза (товщина листа 0,5 мм). Для роботи з вищеописаним блоком живлення потрібно зібрати електролізер на 81 осередок. Креслення, за яким виконується монтаж, наведено на малюнку 10.

Зауважимо, що обслуговування такого пристрою і управління ним не викликає труднощів.

Електролізер для автомобіля своїми руками

В інтернеті можна знайти багато схем HHO систем, які, якщо вірити авторам, дозволяють економити від 30% до 50% палива. Такі заяви є надто оптимістичними і, як правило, не підтверджуються жодними доказами. Спрощена схема такої системи продемонстрована на 11 малюнку.

За ідеєю, такий пристрій повинен знизити витрату палива за рахунок його повного вигоряння. Для цього в повітряний фільтр паливної системи подається суміш Брауна. Це водень з киснем, отримані з електролізера, живиться від внутрішньої мережі автомобіля, що призводить до зростання споживання палива. Замкнуте коло.

Безумовно, може бути задіяна схема шим регулятора сили струму, використаний більш ефективний імпульсний блок живлення або інші хитрощі, що дозволяють знизити витрату енергії. Іноді в інтернеті трапляються пропозиції придбати нізкоамперний БП для електролізера, що взагалі є нонсенсом, оскільки продуктивність процесу безпосередньо залежить від сили струму.

Це як система Кузнєцова, активатор води якої втрачено, а патент відсутній і т.д. У наведених відео, де розповідають про незаперечні переваги таких систем, практично немає аргументованих доводів. Це не означає, що ідея не має прав на існування, але заявлена \u200b\u200bекономія «злегка» перебільшена.

Електролізер своїми руками для опалення будинку

Робити саморобний електролізер для опалення будинку на даний момент не має сенсу, оскільки вартість водню, отриманого шляхом електролізу значно дорожче природного газу або інших теплоносіїв.

Також слід враховувати, що температуру горіння водню не витримає ніякої метал. Правда є рішення, яке запатентував Стен Мартін, що дозволяє обійти цю проблему. Необхідно звернути увагу на ключовий момент, що дозволяє відрізнити гідну ідею від очевидного абсурду. Різниця між ними полягає в тому, що на перший видають патент, а другий знаходить своїх прихильників в інтернеті.

На цьому можна було б і закінчити статтю про побутових і промислових електролізерах, але має сенс зробити невеликий огляд компаній, що виробляють ці пристрої.

Огляд виробників електролізерів

Перерахуємо виробників, що випускають паливні елементи на базі електролізерів, деякі компанії також випускають і побутові пристрої: NEL Hydrogen (Норвегія, на ринку з 1927 року), Hydrogenics (Бельгія), Teledyne Inc (США), Уралхиммаш (Росія), РусАл (Росія, істотно вдосконалили технологію Содерберга), РутТех (Росія).

Hydrogenium (Н2), «породжує воду» - найпоширеніший елемент світобудови. За твердженням вчених, на його частку припадає майже 90% всіх атомів Всесвіту. Водень, в ході реакції термоядерного синтезу забезпечує енергією наше Сонце, може послужити прекрасним паливом і на Землі. Це єдине абсолютно нешкідливе, екологічно чисте паливо: при згорянні газу він вступає в хімічну реакцію з киснем, а продуктом згоряння є дистильована вода. Hydrogenium - ідеальне в усіх відношеннях паливо, яке прекрасно підходить в тому числі для опалення будинку. Причому під водневий котел опалення можна переобладнати звичайний газовий, внісши лише невеликі зміни в його конструкцію. Одна біда: незважаючи на поширеність водню (ми самі наполовину з нього складаємося), на нашій планеті в чистому вигляді він майже не зустрічається. В відкритому продажі цього газу немає, де ж його взяти в достатній кількості? Інтернет дає нам чіткий і ясний відповідь: купити або зібрати самому генератор водню для опалення будинку.

Технології отримання чистого водню

Існує безліч технологій отримання водню. Згадаємо лише ті з них, які знаходять практичне застосування поза стінами лабораторій:

• Хімічна реакція води з металами. Паливом служить вода, реагентом - алюмінієво-галієвий сплав. 150 кг паливних елементів вистачає, щоб проїхати 500 км на «воднемобіль», потім метал доводиться витягувати і відправляти на відновлення, що вимагає впливу високих температур.
• Конверсія природного газу, газифікація вугілля, піроліз деревини. Шляхом нагрівання понад 1000 ºС з вуглеводнів можна отримати чистий водень для опалення будинку.
• Електроліз води. Більш ефективним є високотемпературний електроліз.
• Отримання водню з біомаси. Сировиною може служити гній, сіно, трава, водорості та інші відходи сільськогосподарського виробництва. Біогаз може містити від 2 до 12% водню.
• «Сміттєвий» водень отримують з побутових відходів, піддаючи їх термічного розкладання.

Домашні генератори водню

Як видно з попереднього розділу, більшість технологічних процесів з промислового отримання водню пов'язані з впливом високих температур, що проблематично в домашніх умовах. Розглянемо водневі установки для опалення, доступні в приватному господарстві:

Водень з гною

Біогазові установки, яких чимало в Західній Європі, Починають з'являтися і у вітчизняних аграріїв. Кустарні біогазові реактори, про які розповідають в інтернеті «майстра-очманілі ручки» не відрізняються ні продуктивністю, ні стабільністю генерації. Ефективними є лише досить складні і недешеві установки за умови стабільного надходження в них сировини. Це нереально здійснити на дрібному приватному подвір'ї, але можливо в міцному фермерському господарстві. Водень є лише побічним продуктом при виробництві біогазу і, як правило, його не відокремлюють, спалюючи разом з метаном. Але при необхідності Н2 можна сепарувати.

Принципова схема біогазової установки. Щоб процес вироблення горючих газів був інтенсивним, сировину ферментують і періодично перемішують

Водень із води

електролізна воднева установка для опалення будинку - єдине на сьогоднішній день рішення, доступне для приватного будинку. Електролізер компактний, простий в обслуговуванні, його можна встановити в невеликому приміщенні. Сировина для отримання палива - водопровідна вода. Є ряд іменитих виробників, які пропонують подібні домашні генератори водню для опалення будинку та заправки автомобіля. Наприклад, з 2003 року компанія Honda випускає Home Energy Station, сьогодні у продажу вже третє покоління. HES III забезпечена сонячними панелями, може встановлюватися в гаражі або на вулиці.

Home Energy Station - вельми недешева установка, здатна виробляти до 2 м2 водню в годину з природного газу або електролізом води. До складу станції входить ріформер, паливні елементи, система очищення, компресор і резервуар для зберігання газу. Електроенергія може надходити з мережі або вироблятися сонячними панелями

Крім «фірмового» обладнання, яке, до речі, офіційно в країни СНД ніхто не поставляє, сьогодні широко рекламуються генератори Н2, вироблені нашими друзями в Піднебесній або таджицькою колегами в вітчизняних гаражах. Рівень якості і продуктивність - різні, від жодного до умовно прийнятного. Продавці подібного обладнання, на відміну від більш-менш чесних японців, які не обіцяють манни небесної, використовують «брудні» рекламні технології, відверто обманюючи потенційних покупців на предмет характеристик свого обладнання, що продається за завищеними цінами.

Напівкустарні установка для вироблення водню

На околостроітельних інтернет-форумах широко обговорюється опалення на водні своїми руками, що передбачає самостійне виготовлення електролізера. Це можливо і навіть не дуже складно, якщо домашній майстер володіє азами електротехніки і руки у нього ростуть, звідки належить. Наскільки ефективно і безпечно - окреме питання.

Інше питання, що отримати паливо - це лише частина завдання. Необхідно забезпечити його генерацію в потрібних обсягах, відокремити від кисню і водяної пари, створити запас, забезпечити постійний тиск при подачі в теплогенератор.

Скільки коштує кілограм водню

Середня собівартість 1 кг водню, в залежності від технології його отримання, за даними лабораторії INEEL, наступна:

• Хімічна реакція - 700 рублів при стандартному методі відновлення реагенту і 320 - при використанні енергії АЕС.
• електроліз від промислової мережі - 420 рублів. Дані справедливі для «фірмових», збалансованих електролізерів. У кустарного виробу показники явно нижче.
• Виробництво з біомаси - 350 рублів.
• Конверсія вуглеводнів - 200 рублів.
• Високотемпературний електроліз на АЕС - 130 рублів.

З цих цифр видно, що найдешевше виробляти водень на атомних електростанціях, де важливий ресурс - висока температура, Є побічним продуктом основного виробництва. Воднева енергетика від поновлюваних джерел також себе не окупає в зв'язку з високою вартістю обладнання. А що ж водневе опалення будинку на основі компактної установки? Потрібно розуміти, що закон збереження енергії обійти неможливо. Для того, щоб виділити Н2 в електролізері, доведеться затратити певну кількість електричної енергії. Щоб її отримати, на ТЕЦ спалили викопне паливо або енергію виробила ГЕС. Потім електрику передали по дротах. На всіх стадіях процесу відбуваються неминучі втрати і отримане в кінці кількість потенційної теплової енергії буде апріорі нижче, ніж спочатку.

Чи вигідно опалювати будинок воднем

Продавці компактних генераторів водню переконують покупців у надзвичайній дешевизні опалення будинку воднем. Нібито це навіть вигідніше, ніж топити газом. Мовляв, вода, яку заливають в установку, нічого не варто, про решту витратах замовчують. Такі обіцянки надають магічну дію на деяких наших співгромадян, що обожнюють халяву. Але давайте не будемо уподібнюватися Буратіно і, перш ніж ступити в Країну дурнів, з'ясуємо, почому насправді обходиться водневе опалення будинку.

Середня відпускна ціна природного газу для населення на потреби опалення та для вироблення електроенергії - 4,76 руб / м3. У 1 м3 міститься 0,712 кг. Відповідно, 1 кг природного газу коштує 6,68 рубля. Середня теплотворна здатність природного газу - 50 000 кДж / кг. У водню - набагато вище, 140 000 кДж / кг. Тобто, для того щоб отримати кількість теплової енергії, що дорівнює тій, що утворюється при згоранні 1 кг водню, потрібно 2,8 кг природного газу. Його вартість - 13,32 рубля. Тепер порівняємо показники вартості теплової енергії, отриманої від спалювання 1 кг водню, отриманого в хорошому заводському електролізері і від 2,8 кг природного газу: 420 рублів проти 13,32. Різниця - воістину жахлива, в 31,5 разів! Навіть у порівнянні з найдорожчим з традиційних видів опалення - електричним, водень навіть близько не може конкурувати, він обходиться в 4 рази дорожче! Ту електроенергію, яка буде витрачена на роботу електролізера, краще використовувати для роботи нагрівальних електроприладів, толку буде не в приклад більше.

Що стосується перспектив водневої енергетики, то вони є, але успіх пов'язаний з перспективними промисловими технологіями, Яких ще не придумали. Побутові генератори водню і водородомобілі однозначно збиткові як мінімум на найближчі десятиліття. Їх досить обмежене використання в деяких країнах можливо лише завдяки серйозним державним дотаціям в рамках експериментальних екологічних програм.

Memento mori - пару слів про техніку безпеки

Водень - горючий вибухонебезпечний газ. При цьому не володіє запахом, визначити його витік без спеціального обладнання неможливо. Звернення з таким небезпечним видом палива вимагає особливих заходів безпеки. Необхідно періодично здійснювати перевірку герметичності трубопроводів, накопичувальних резервуарів, справність запірної арматури. Генератор H2 - не такий простий прилад, як може здатися з коротких відеороликів. Це потенційна бомба, яка може рознести ваш будинок. Переобладнати газовий під водневий котел опалення своїми руками - також небезпечно.

Саморобний водневий котел опалення, сяк-так перероблений зі старого дров'яного і генератор водню для опалення будинку, зібраний на коліні і небезпечний. Автори ролика говорять про надзвичайної ефективності установки, не називаючи жодних цифр і пропонуючи замовити у них аналогічну за подібною ціною

Розвінчуємо міфи про економічності водневих котлів

Якщо економічні викладки вас не переконали, і ви все ж вирішите поекспериментувати з темою водневого опалення собі в збиток, настійно рекомендуємо не займатися самодіяльністю, а запросити фахівців, які мають досвід в даній сфері діяльності. Таких, до речі, в нашій країні дуже небагато.