Navajeni smo zemeljskega plina obravnavati kot najbolj dostopno vrsto goriva. A izkaže se, da ima dostojno alternativo - vodik, pridobljen s cepitvijo vode. Začetni material za proizvodnjo tega goriva je na splošno brezplačen. In če naredite tudi generator vodika z lastnimi rokami, bodo prihranki preprosto neverjetni. Prav?
Pripravljeni smo z vami deliti dragocene informacije o možnostih in pravilih montaže tehnične naprave, namenjene proizvodnji vodika. Preučevanje predstavljenega članka vam bo postalo garancija za izdelavo brezhibno delujoče naprave.
Za tiste, ki želijo z lastnimi rokami sestaviti generator poceni, a zelo produktivnega goriva, ponujamo podrobna navodila. Dajemo priporočila za kompetentno delovanje. Kot informativne dodatke, ki jasno razlagajo načelo delovanja, so bile uporabljene fotografije in video posnetki.
Metode pridobivanja vodika
Srednješolski pouk kemije je nekoč razlagal, kako dobiti vodik iz navadne vode, ki teče iz pipe. Na kemijskem področju obstaja takšna stvar - elektroliza. Zahvaljujoč elektrolizi je mogoče proizvajati vodik.
Najpreprostejša instalacija vodika je neke vrste rezervoar, napolnjen z vodo. Pod vodno plastjo sta dve ploščni elektrodi. Na njih se napaja električni tok. Ker je voda odličen prevodnik električnega toka, je med ploščami vzpostavljen stik z nizkim uporom.
Tok, ki poteka skozi nizko vodoodpornost, prispeva k nastanku kemične reakcije, zaradi katere nastane vodik.
Shema eksperimentalne vodikove naprave, ki so jo v prejšnjih časih preučevali v programu kemije pri pouku kemije. Kot kaže, te prakse pri sodobnih vsakdanjih potrebah niso bile odveč.
Zdi se, da je vse preprosto in ostane še kar nekaj - zbrati nastali vodik, da bi ga uporabili kot inženirja energije. Toda v kemiji se nikoli ne odpravi s subtilnimi podrobnostmi.
Tako je tukaj: če se vodik kombinira s kisikom, nastane eksplozivna zmes v določeni koncentraciji. Ta trenutek je eden kritičnih pojavov, ki omejuje sposobnost gradnje dovolj močnih domačih postaj.
Zasnova generatorja vodika
Za izdelavo generatorjev vodika z lastnimi rokami običajno vzamejo za osnovo klasično rjavo namestitveno shemo. Takšen elektrolizator s povprečno močjo je sestavljen iz skupine celic, od katerih vsaka vsebuje skupino plošč elektrode. Moč instalacije je določena s skupno površino plošč elektrode.
Celice so postavljene v rezervoar, ki je dobro izoliran od zunanjega okolja. Cevi za priključitev vodnega voda, izpust vodika in kontaktna plošča za priključitev električne energije so prikazani na telesu rezervoarja.
Naprava za pridobivanje vodika, zasnovana po Brownovi shemi. Po vseh izračunih naj bi ta namestitev v celoti zagotovila gospodinjstvu toploto in svetlobo. Drugo vprašanje je, katere dimenzije in zmogljivosti bodo to omogočale (+)
Rjav generator generatorja med drugim predvideva vodni zaklop in povratni ventil. Zaradi teh elementov je naprava zaščitena pred povratkom vodika. Po tej shemi je teoretično mogoče sestaviti vodikovo napravo, na primer za organizacijo ogrevanja podeželske hiše.
Vodikovo ogrevanje v hiši
Sestavljanje vodikovega generatorja za učinkovito ogrevanje doma ni fantastično, a očitno izjemno nerentabilno. Da bi dobili potrebno količino vodika za domačo kotlovnico, boste potrebovali ne le zmogljivo enoto za elektrolizo, temveč tudi znatno količino električne energije.
Nadomestilo porabljene električne energije z vodikom, pridobljenim doma, je razumen kot neracionalen postopek.
Domači generator vodika v resničnem življenju. Edino, kar vznemirja, je le eksperimentalna različica, ki lahko samo pokaže, kako iz iskra nastane plamen
Kljub temu poskusi reševanja problema, kako narediti generator vodika za dom z lastnimi rokami, se ne ustavijo. Članek, s katerim priporočamo, da se seznanite z načelom delovanja in zasnovo enega od preizkušenih v praksi modelov vodikovega kotla
In tukaj je primer ene od možnosti mučenja:
- Pripravlja se tesna, zanesljiva posoda.
- Izdelane so cevaste ali ploščne elektrode.
- Sestavlja se krmilno vezje za obratovalno napetost in tok.
- Izvajajo se dodatni moduli za delovno postajo.
- Izbrani so dodatki (cevi, žice, pritrdilni elementi).
Seveda boste potrebovali komplet orodij, vključno s posebno opremo, na primer osciloskop in merilnik frekvence. Ko je opremljen z vsem, kar potrebujete, lahko nadaljujete neposredno z izdelavo instalacije za vodikovo ogrevanje za dom.
Izvedba projekta naredi sam
Na začetku morate narediti celico za ustvarjanje vodika. Skupne dimenzije gorivne celice so nekoliko manjše od notranjih dimenzij dolžine in širine ohišja generatorja. Po višini je velikost bloka z elektrodami 2/3 višine glavnega telesa.
Celica je lahko izdelana iz tektolita ali pleksi stekla (debelina stene 5-7 mm). Za to je narezanih pet tekstilnih plošč. Od tega je lepljen pravokotnik (z epoksi lepilom), katerega spodnji del ostane odprt.
Približno take organske steklene plošče tvorijo telo gorivne celice generatorja vodika. Res je, tu je prikazana nekoliko drugačna različica inženiringa - za montažo in pritrditev z vijaki
Na zgornji strani pravokotnika je izvrtano potrebno število majhnih lukenj za krake plošč elektrode, ena majhna luknja za senzor nivoja in ena luknja s premerom 10-15 mm za izhod vodika.
V notranjosti pravokotnika so nameščene platinske elektrode, katerih kontaktni kraki se skozi odprtine zgornje plošče pripeljejo iz celice. Senzor nivoja vode je nameščen na 80% polnjenja celice. Vsi prehodi v tektolitni plošči (razen izida vodika) so napolnjeni z epoksi lepilom.
Zasnova značilnosti modulov, prikazanih na fotografiji generatorja, je valjasta oblika izvedbe. Tudi elektrode tega miniaturnega vira energije so narejene drugače.
Izpustna odprtina za vodik mora biti opremljena z okovjem - pritrdite ga mehansko s tesnilom ali ga lepite. Sestavljena celica za ustvarjanje vodika je nameščena v glavnem ohišju naprave in previdno zatesnjena vzdolž zgornjega oboda (spet lahko uporabimo epoksi).
To je veljalo za generator vodika za naslednji pilotni projekt. Privlači preprosta ideja, vendar ta možnost verjetno ne bo primerna za zmogljivo postajo, zasnovano za ogrevanje prostorov v zasebni hiši
Toda preden položite celico v notranjost, je treba pripraviti ohišje generatorja:
- naredite oskrbo z vodo na spodnjem območju;
- naredite zgornji pokrov s pritrdilnimi elementi;
- poberite zanesljiv tesnilni material;
- na pokrov namestite električni priključni blok;
- na pokrov postavite zbiralnik vodika.
Rezultat bi moral biti delno pripravljen generator za uporabo vodika po:
- Gorivna celica se naloži v ohišje.
- Elektrodi sta povezani na končni trak pokrova.
- Odtok vodika je povezan z zbiralnikom vodika.
- Pokrov je nameščen na ohišju skozi tesnilo in pritrjen.
Ostaja nam le še priključiti vodo in dodatne module.
Dodatki k generatorju vodika
Domačo napravo za proizvodnjo vodika je treba dopolniti s pomožnimi moduli. Na primer, modul za oskrbo z vodo, ki se funkcionalno integrira s senzorjem nivoja, nameščenim znotraj generatorja.
V preprosti obliki je tak modul predstavljen z vodno črpalko in krmilnikom. Črpalko upravlja krmilnik glede na signal senzorja, odvisno od nivoja vode v gorivni celici.
Dodatni strukturni elementi, ki jih želite vključiti v zasnovo katere koli vodikove postaje, celo eksperimentalne. Brez naprav za avtomatizacijo, nadzor in zaščito generatorja vodika ne more delovati
Pravzaprav je zaželeno imeti tudi napravo, ki nadzoruje frekvenco električnega toka in napetostno raven, ki se uporablja na sponkah delovnih elektrod gorivne celice. Najmanj mora biti električni modul opremljen z napetostnim stabilizatorjem in zaščito pred pretokom.
Kolektor vodika je v svoji najpreprostejši obliki videti kot cev, v kateri se nahaja ventil, manometer, povratni ventil. Vodik se v zbiralniku odvzame prek nepovratnega ventila in ga dejansko lahko dovaja potrošniku.
Kolektor in merilnik vodika sta sestavni del vodikovega sistema, ki zagotavlja porazdelitev plina in nadzor tlaka
Toda v praksi je vse nekoliko bolj zapleteno. Vodik je eksploziven plin z visoko temperaturo zgorevanja. Zato preprosto jemanje in črpanje vodika v sistem kotla kot gorivo - to ne bo delovalo.
Kriteriji kakovosti namestitve
Doma je izredno težko sestaviti kakovostno učinkovito in produktivno namestitev. Če na primer upoštevate celo takšno merilo, kot je kovina, iz katere so izdelane plošče elektrode ali cevi, že obstaja nevarnost, da naletite na težave.
Trajnost elektrod je odvisna od vrste kovine in njenih lastnosti. Seveda lahko uporabite isto nerjavno jeklo, vendar bo življenjska doba takšnih elementov kratkotrajna.
Nekakšna parodija elektrodnih plošč za generator vodika. Plošče so vzete iz običajnega spremenljivega kondenzatorja, ki je izdelan iz aluminija. Takšne elektrode bodo trajale natanko pol ure, tudi kot del majhnega eksperimentalnega sistema
Dimenzije namestitve imajo tudi pomembno vlogo. Izračuni so potrebni z visoko natančnostjo glede na zahtevano moč, kakovost vode in druge parametre.
Torej, če je vrzel med delovnimi elektrodami zunaj izračunane vrednosti, lahko generator vodika sploh ne deluje. V najslabšem primeru bo moč, za katero je bil narejen izračun, nekajkrat manjša.
V napravi generatorja vodika je pomemben celo presek žice, ki povezuje elektrode z virom energije. Res je, tukaj gre za varno delovanje naprave. Kljub temu je treba upoštevati to podrobnost zasnove v domači različici.
Če se vrnete k varnemu delovanju sistema, ne smemo pozabiti tudi na uvedbo tako imenovanega vodnega zaklopa v zasnovo, ki preprečuje povratno gibanje plina.
Kljub dokaj impresivnemu številu razvoja domačih generatorjev vodika še ni resnično učinkovite možnosti. Vsi modeli so slabši od tovarniške opreme.
Industrijski generator
Na ravni industrijske proizvodnje postopoma obvladujejo in razvijajo proizvodne tehnologije za gospodinjske generatorje vodika. Praviloma se proizvajajo elektrarne za domačo uporabo, katerih moč ne presega 1 kW.
Takšna naprava je zasnovana za proizvodnjo vodikovega goriva v neprekinjenem načinu delovanja največ 8 ur. Njihov glavni namen je oskrba z energijo ogrevalnih sistemov.
Razviti in izdelani so tudi obrati, ki se uporabljajo kot kondominiji. To so že močnejše konstrukcije (5-7 kW), katerih namen ni le energija ogrevalnih sistemov, temveč tudi proizvodnja električne energije. Ta kombinacijska možnost hitro pridobiva na priljubljenosti v zahodnih državah in na Japonskem.
Kombinirani generatorji vodika so značilni kot sistemi z visokim izkoristkom in nizkimi emisijami ogljikovega dioksida.
Primer pravega industrijskega obrata z zmogljivostjo do 5 kW. V prihodnosti naj bi se takšne naprave naredile za opremljanje hiš in kondominij.
Tudi ruska industrija se je začela ukvarjati s to obetavno vrsto proizvodnje goriva. Norilsk nikelj še posebej obvlada tehnologijo proizvodnje vodikovih rastlin, vključno z domačimi.
V procesu razvoja in proizvodnje je predvidena uporaba različnih vrst gorivnih celic:
- membrana za izmenjavo protonov;
- fosforna kislina;
- metanol z izmenjavo protonov;
- alkalna;
- trden oksid.
Medtem je postopek elektrolize reverzibilen. To dejstvo kaže, da je mogoče dobiti že segreto vodo brez zgorevanja vodika.
Zdi se, da je to še ena ideja, izkoriščanje, na kateri lahko začnete nov krog strasti, povezanih z brezplačno proizvodnjo goriva za domači kotel.
Ko eksperimentirate z doma narejenimi modeli, se morate pripraviti na najbolj nepričakovane rezultate, negativna izkušnja pa je tudi izkušnja:
Generatorji vodika za dom sami naredite projekt, ki obstaja na ravni ene ideje. Ni praktično realiziranih projektov generatorjev vodika z lastnimi rokami, tisti, ki so nameščeni v omrežju, pa so domišljije njihovih avtorjev ali čisto teoretične možnosti.
Tako ostane le zanašati se na industrijsko drag izdelek, ki se obljublja, da se bo pojavil v bližnji prihodnosti.
Ali poznate originalni model generatorja vodika, ki ni opisan v članku? Mogoče želite deliti dragocene informacije, ki bodo koristne domačim mojstrom? V spodnji blok napišite komentarje, objavite fotografijo na temo, izrazite svoje mnenje.