Vi är vana vid att betrakta naturgas som den billigaste bränsletypen. Men det visar sig att han har ett värdigt alternativ - väte som erhålls genom att dela vatten. Utgångsmaterialet för produktion av detta bränsle är i allmänhet gratis. Och om du också gör en vätegenerator med dina egna händer kommer besparingarna helt enkelt att bli fantastiska. Rätt?
Vi är redo att dela med dig värdefull information om alternativen och monteringsreglerna för en teknisk installation utformad för vätgasproduktion. Att studera den artikel som presenteras för er uppmärksamhet blir en garanti för produktionen av en felfri funktion.
De som vill bygga en generator med billigt, men mycket produktivt bränsle med sina egna händer, vi erbjuder detaljerade instruktioner. Vi ger rekommendationer för kompetent drift. Som informativa tillägg som tydligt förklarar handlingsprincipen användes fotoapplikationer och videor.
Väteproduktionsmetoder
Lektioner på gymnasiekemi gav en gång förklaringar om hur man får väte från vanligt vatten som rinner från en kran. Det finns något sådant i det kemiska området - elektrolys. Det är tack vare elektrolysen att det är möjligt att producera väte.
Den enklaste väteinstallationen är en typ av tank fylld med vatten. Under vattenskiktet finns två plattelektroder. En elektrisk ström tillförs dem. Eftersom vatten är en utmärkt ledare av elektrisk ström upprättas en kontakt med lågt motstånd mellan plattorna.
Strömmen som passerar genom den låga vattenbeständigheten bidrar till bildandet av en kemisk reaktion, som ett resultat av att väte bildas.
Schemat för den experimentella väteinstallationen, som tidigare studerats i ett kemiprogram i kemi klasser. Som det visar sig, för praktiken av moderna vardagliga behov, var dessa lektioner inte överflödiga.
Det verkar som om allt är enkelt och att det återstår en hel del - att samla det bildade väte för att använda det som en energitekniker. Men inom kemi undgår det aldrig subtila detaljer.
Så är det här: om väte kombineras med syre bildas en explosiv blandning vid en viss koncentration. Detta ögonblick är ett av de kritiska fenomenen som begränsar förmågan att bygga tillräckligt kraftfulla hemstationer.
Vätegenerator design
För konstruktion av vätegeneratorer med sina egna händer tar de vanligtvis det klassiska Brown-installationssystemet som grund. En sådan medeleffektelektrolysator består av en grupp celler, som var och en innehåller en grupp plattelektroder. Installationens effekt bestäms av plattelektrodernas totala ytarea.
Celler placeras i en tank som är välisolerad från den yttre miljön. Rör för anslutning av en vattenledning, väteutlopp samt en kontaktpanel för anslutning av elektricitet visas på tanken.
Apparaten för att generera väte, designad enligt Brown-schemat. Enligt alla beräkningar bör denna installation fullständigt förse hushållet med värme och ljus. En annan fråga är vilka dimensioner och kapaciteter som gör det möjligt att göra detta (+)
Brown-generatorkretsen tillhandahåller bland annat en vattenlucka och en backventil. På grund av dessa element är installationen skyddad mot väteåterföring. Enligt detta schema är sammansättningen av en väteinstallation teoretiskt möjlig, till exempel för att organisera uppvärmning av ett hus på landet.
Väteuppvärmning i huset
Att montera en vätegenerator för effektiv uppvärmning i hemmet är inte en fantastisk idé, men uppenbarligen extremt olönsam. För att få den erforderliga mängden väte för ett hempannrum behöver du inte bara en kraftfull elektrolysenhet, utan också en betydande mängd elektrisk energi.
Kompensation av förbrukad elektricitet med väte som erhålls hemma ses som en irrationell process.
En verklig vätegenerator i hemmet. Det enda som upprör är bara en experimentell version, som bara kan visa hur en låga uppstår från en gnista
Men försök att lösa problemet med hur man gör en vätegenerator för ett hem med egna händer slutar inte. En artikel som vi rekommenderar att du bekantar dig med principen om drift och utformningen av en av de testade i praktikmodellerna för en vätespanna
Och här är ett exempel på ett av tortyralternativen:
- En tät, pålitlig behållare förbereds.
- Rörformade eller plattelektroder är tillverkade.
- En styrkrets för driftspänning och ström samlas.
- Ytterligare moduler för arbetsstationen görs.
- Tillbehör väljs (slangar, ledningar, fästelement).
Naturligtvis behöver du ett verktygssats, inklusive specialutrustning, till exempel ett oscilloskop och en frekvensmätare. Efter att ha utrustats med allt du behöver kan du gå direkt till tillverkningen av en vätgasvärmeanläggning för hemmet.
Gör-det-själv-projektimplementering
Till att börja med måste du skapa en vätegenereringscell. Bränslecellen har övergripande dimensioner som är något mindre än de inre dimensionerna på generatorhusets längd och bredd. I höjd är storleken på blocket med elektroder 2/3 av huvudkroppens höjd.
Cellen kan vara tillverkad av textolit eller plexiglas (väggtjocklek 5-7 mm). För detta skärs fem textolitplattor i storlek. Av dessa limmas en rektangel (med epoxilim), vars undre del förblir öppen.
Grovt sett bildar sådana organiska glasplattor kroppen av en vätegeneratorns bränslecell. Det är sant att en något annorlunda version av teknik visas här - för montering och fästning med skruvar
På rektangelns övre sida borras det erforderliga antalet små hål för elektroplattornas skaft, ett litet hål för nivåsensorn, plus ett hål med en diameter på 10-15 mm för vätgaseffekt.
Inuti rektangeln placeras platinaelektroder, vars kontaktskaft bringas ut ur cellen genom öppningarna på den övre plattan. Vattennivågivaren installeras på 80% av cellfyllningen. Alla övergångar i en textolitplatta (förutom väteutgången) är fyllda med epoxilim.
Designfunktionen för modulerna som visas på fotot av generatorn är en cylindrisk utföringsform. Elektroderna i denna miniatyrenergikälla tillverkas också på olika sätt.
Väteutloppshålet måste vara utrustat med en beslag - fixera det mekaniskt med en tätning eller lim det. Den monterade vätegenereringscellen placeras i enhetens huvuddel och förseglas försiktigt längs den övre omkretsen (återigen kan epoxi användas).
Detta var fallet för vätegeneratorn för nästa pilotprojekt. Det lockar till en enkel idé, men det här alternativet är troligtvis inte lämpligt för en kraftfull station utformad för att värma rum i ett privat hus
Men innan cellen läggs in måste generatorhöljet förberedas:
- leverera vatten i bottenområdet;
- gör toppskyddet med fästelement;
- plocka upp tillförlitligt tätningsmaterial;
- placera ett elektriskt anslutningsblock på locket;
- placera en vätgasuppsamlare på locket.
Resultatet bör vara en delvis användbar vätegenerator efter:
- Bränslecellen laddas in i huset.
- Elektroderna är anslutna till terminalens remsa.
- Väteutloppet är anslutet till en vätgasuppsamlare.
- Skyddet monteras på höljet genom tätningen och säkras.
Det återstår bara att ansluta vatten och ytterligare moduler.
Tillsatser till vätegeneratorn
En hemmagjord enhet för att producera väte måste kompletteras med hjälpmoduler. Till exempel en vattenförsörjningsmodul som integreras funktionellt med en nivåsensor installerad i generatorn.
I en enkel form representeras en sådan modul av en vattenpump och en styrenhet. Pumpen styrs av regulatorn enligt sensorsignalen, beroende på vattennivån inuti bränslecellen.
Ytterligare strukturella element som du vill inkludera i utformningen av vilken vätestation som helst och till och med experimentell. Utan automatiserings-, kontroll- och skyddsanordningar kan en vätegenerator inte användas
I själva verket är det också önskvärt att ha en anordning som styr frekvensen för den elektriska strömmen och den spänningsnivå som anbringas på terminalerna på arbetselektroderna i bränslecellen. Som minimum måste den elektriska modulen vara utrustad med en spänningsstabilisator och överströmsskydd.
Vätekollektorn, i sin enklaste form, ser ut som ett rör, där ventilen, tryckmätaren, backventilen är belägna. Väte tas från samlaren genom en backventil och kan faktiskt levereras till konsumenten.
Vätekollektorn och mätaren är integrerade delar av vätesystemet, vilket säkerställer gasfördelning och tryckkontroll
Men i praktiken är saker och ting lite mer komplicerade. Väte är en explosiv gas med hög förbränningstemperatur. Därför helt enkelt att ta och pumpa väte i pannsystemet som bränsle - detta fungerar inte.
Kriterier för installationskvalitet
Det är extremt svårt att montera en effektiv och produktiv installation av hög kvalitet hemma. Om du till exempel tar hänsyn till ett sådant kriterium som metallen från vilken elektrodplattorna eller rören är tillverkade, finns det redan en risk för problem.
Elektrodernas hållbarhet beror på metalltypen och dess egenskaper. Du kan naturligtvis använda samma rostfria stål, men livslängden för sådana element kommer att vara kortlivad.
En slags parodi av elektrodplattor för en vätegenerator. Plattorna är hämtade från en konventionell variabel kondensator, som är tillverkad av aluminium. Sådana elektroder kommer att pågå exakt en halvtimme, även som en del av ett litet experimentellt system
Installationsdimensionerna spelar också en viktig roll. Beräkningar krävs med hög noggrannhet i förhållande till önskad effekt, vattenkvalitet och andra parametrar.
Så om gapet mellan arbetselektroderna är utanför det beräknade värdet kanske vätegeneratorn inte fungerar alls. I värsta fall är kraften som beräkningen gjordes flera gånger mindre.
Till och med tvärsnittet av tråden som ansluter elektroderna till kraftkällan är viktigt i vätegeneratorns enhet. Det är riktigt, här gäller det säker drift av enheten. Ändå bör denna detalj av designen i hemversionen beaktas.
Återvända till säker drift av systemet, bör man inte heller glömma införandet av den så kallade vattenluckan i konstruktionen, vilket förhindrar omvänd gasrörelse.
Trots det ganska imponerande antalet utvecklingar av hemmagjorda vätegeneratorer finns det inget riktigt effektivt alternativ ännu. Alla modeller är lägre än fabriksutrustningen.
Industriell generator
På den industriella produktionsnivån behärskas och utvecklas gradvis tillverkningsteknologier för vätegeneratorer för hushåll. Som regel produceras kraftverk för hemmabruk, vars effekt inte överstiger 1 kW.
En sådan anordning är utformad för att producera vätebränsle i en kontinuerlig driftsform under högst 8 timmar. Deras huvudsakliga syfte är energiförsörjning av värmesystem.
Installationer för användning som del av lägenheter utvecklas och produceras också. Dessa är redan kraftigare strukturer (5-7 kW), vars syfte inte bara är energin i värmesystem utan också elproduktion. Detta kombinationsalternativ växer snabbt i västländer och i Japan.
Kombinerade vätegeneratorer kännetecknas som system med hög effektivitet och låga koldioxidutsläpp.
Ett exempel på en riktig industrianläggning med en kapacitet på upp till 5 kW. I framtiden planeras sådana installationer för att utrusta stugor och bostadsrätter.
Den ryska industrin började också engagera sig i denna lovande typ av bränsleproduktion. I synnerhet behärskar Norilsk Nickel produktionstekniken för vätgasanläggningar, inklusive inhemska.
Det är planerat att använda olika typer av bränsleceller i utvecklings- och produktionsprocessen:
- protonbytarmembran;
- fosforsyra;
- protonbytarmetanol;
- alkalisk;
- fast oxid.
Under tiden är elektrolysprocessen reversibel. Detta faktum antyder att det är möjligt att erhålla redan uppvärmt vatten utan att bränna väte.
Det verkar som att det här är en annan idé, där du kan utnyttja en ny passionsrunda förknippad med fri produktion av bränsle till en huspanna.
När du experimenterar med hemmagjorda modeller hemma måste du förbereda dig för de mest oväntade resultaten, men negativ upplevelse är också en upplevelse:
Gör-det-själv vätgasgeneratorer för hemmet är fortfarande ett projekt som finns på samma nivå som en idé. Det finns inga praktiskt genomförda projekt av vätegeneratorer med sina egna händer, och de som är placerade i nätverket är deras författares fantasi eller rent teoretiska alternativ.
Så återstår det bara att förlita sig på en industriell dyra produkt, som lovar att dyka upp i en nära framtid.
Känner du till den ursprungliga modellen för en vätegenerator som inte beskrivs i artikeln? Kanske vill du dela värdefull information som kommer att vara användbar för hemmamästare? Skriv kommentarer i blocket nedan, skriv ett foto om ämnet, uttryck din åsikt.