Com fer un generador d'hidrogen per a casa amb les vostres pròpies mans: consells pràctics per a la fabricació i instal·lació

Estem acostumats a considerar el gas natural com el tipus de combustible més assequible.Però resulta que té una alternativa digna: l'hidrogen obtingut dividint l'aigua. Rebem el material de partida per a la producció d'aquest combustible de manera totalment gratuïta. I si fas tu mateix un generador d'hidrogen, l'estalvi serà senzillament increïble. Dret?

Estem disposats a compartir amb vosaltres informació valuosa sobre les opcions i regles per muntar una instal·lació tècnica destinada a la producció d'hidrogen. L'estudi de l'article presentat a la vostra atenció garantirà la fabricació d'un dispositiu sense problemes.

Per a aquells que vulguin construir un generador de combustible barat però molt productiu amb les seves pròpies mans, oferim instruccions detallades. Oferim recomanacions per a un ús adequat. Les aplicacions fotogràfiques i els vídeos es van utilitzar com a complements informatius que expliquen clarament el principi de funcionament.

Mètodes per a la producció d'hidrogen

A les classes de química de batxillerat, una vegada es van donar explicacions sobre com obtenir hidrogen de l'aigua normal de l'aixeta. Hi ha aquest concepte en el camp químic: electròlisi. És gràcies a l'electròlisi que és possible produir hidrogen.

La instal·lació d'hidrogen més senzilla és un recipient ple d'aigua. Dos elèctrodes de placa es col·loquen sota la capa d'aigua. Se'ls subministra corrent elèctric. Atès que l'aigua és un excel·lent conductor del corrent elèctric, s'estableix un contacte amb baixa resistència entre les plaques.

El corrent que passa per la baixa resistència a l'aigua afavoreix la formació d'una reacció química, que dóna lloc a la formació d'hidrogen.

Esquema d'una instal·lació experimental d'hidrogen, que antigament s'estudiava a la classe de química del batxillerat. Com a resultat, aquestes lliçons no eren superflues per a la pràctica de les necessitats quotidianes modernes

Sembla que tot és senzill i queda molt poc per fer: recollir l'hidrogen resultant per utilitzar-lo com a font d'energia. Però la química mai està completa sense detalls subtils.

Així és aquí: si l'hidrogen es combina amb l'oxigen, a una certa concentració es forma una mescla explosiva. Aquest punt és un dels fenòmens crítics que limita la capacitat de construir estacions domèstiques prou potents.

Disseny del generador d'hidrogen

Per construir generadors d'hidrogen amb les vostres pròpies mans, solen prendre com a base l'esquema d'instal·lació clàssic de Brown. Aquest electròlitzador de potència mitjana consta d'un grup de cèl·lules, cadascuna de les quals conté un grup d'elèctrodes de placa. La potència de la instal·lació ve determinada per la superfície total dels elèctrodes de la placa.

Les cèl·lules es col·loquen dins d'un recipient ben aïllat del medi extern. El cos del dipòsit té canonades per connectar la xarxa principal d'aigua, sortida d'hidrogen, així com un panell de contacte per connectar l'electricitat.

Aparell de generació d'hidrogen dissenyat segons l'esquema de Brown. Segons tots els càlculs, aquesta instal·lació hauria de proporcionar calor i llum a la llar. Una altra pregunta és quines dimensions i potència permetran fer-ho (+)

El circuit del generador Brown, entre altres coses, preveu la presència d'un segell d'aigua i una vàlvula de retenció.A causa d'aquests elements, la instal·lació està protegida del reflux d'hidrogen. Segons aquest esquema, teòricament és possible muntar una instal·lació d'hidrogen, per exemple, per organitzar la calefacció d'una casa de camp.

Calefacció d'hidrogen a la casa

Muntar un generador d'hidrogen per a la calefacció eficient d'una casa és una idea que potser no és fantàstica, però és clarament molt poc rendible. Per obtenir el volum d'hidrogen necessari per a una sala de calderes domèstica, necessitareu no només una potent instal·lació d'electròlisi, sinó també una quantitat important d'energia elèctrica.

Compensar l'electricitat malbaratada amb hidrogen produït a casa sembla ser un procés irracional.

Generador d'hidrogen que funciona realment per a ús domèstic. L'únic que ens molesta és que aquesta és només una opció experimental, que només pot mostrar com una flama sorgeix d'una espurna.

Tanmateix, els intents de resoldre el problema de com fer un generador d'hidrogen per a la llar amb les vostres pròpies mans no s'aturen. Amb el principi de funcionament i disseny d'un dels models provats a la pràctica caldera d'hidrogen us familiaritzarà amb l'article, que us recomanem que llegiu.

I aquí teniu un exemple d'una de les opcions de tortura:

1. Es prepara un recipient tancat i fiable.
2. Es fabriquen elèctrodes tubulars o de placa.
3. Es munta un circuit de control de tensió i corrent de funcionament.
4. S'estan fent mòduls addicionals per a l'estació de treball.
5. Es seleccionen accessoris (mànegues, cables, elements de fixació).

Naturalment, necessitareu un conjunt d'eines, que incloguin equipament especial com un oscil·loscopi i un comptador de freqüències. Havent-vos equipat amb tot el que necessiteu, podeu procedir directament a la fabricació d'un sistema de calefacció d'hidrogen per a la vostra llar.

Implementació de projectes de bricolatge

Inicialment, haureu de fer una cèl·lula de generació d'hidrogen. La pila de combustible té unes dimensions generals lleugerament inferiors a les dimensions internes de la longitud i l'amplada de la carcassa del generador. En alçada, la mida del bloc amb elèctrodes és 2/3 de l'alçada del cos principal.

La cèl·lula pot ser de PCB o plexiglàs (gruix de paret 5-7 mm). Per fer-ho, es tallen cinc plaques de textolita a mida. S'enganxa un rectangle (amb cola epoxi), la part inferior del qual roman oberta.

Aproximadament, aquestes plaques de vidre orgànic formen el cos de la pila de combustible d'un generador d'hidrogen. És cert que aquí es mostra una versió lleugerament diferent de l'enginyeria: per al muntatge i la fixació amb cargols

A la part superior del rectangle, es perfora el nombre necessari de petits forats per a les tiges de les plaques d'elèctrode, un petit forat per al sensor de nivell, més un forat amb un diàmetre de 10-15 mm per alliberar hidrogen.

Les plaques d'elèctrodes es col·loquen dins del rectangle, les tiges de contacte de les quals es treuen pels forats de la placa superior fora de la cel·la. El sensor de nivell d'aigua s'instal·la a un 80% d'ompliment de la cel·la. Totes les transicions de la placa de textolita (excepte la sortida d'hidrogen) s'omplen amb cola epoxi.

Una característica de disseny dels mòduls del generador que es mostren a la foto és el seu disseny cilíndric. Els elèctrodes d'aquesta font d'energia en miniatura també estan dissenyats de manera diferent.

El forat de sortida d'hidrogen ha d'anar equipat amb un accessori; fixeu-lo mecànicament amb un segell o enganxeu-lo. La cèl·lula de generació d'hidrogen muntada es col·loca dins del cos principal del dispositiu i es segella acuradament al llarg del perímetre superior (de nou, es pot utilitzar resina epoxi).

Aquest va ser el cas escollit per al generador d'hidrogen per al proper projecte experimental. La idea senzilla és atractiva, però és poc probable que aquesta opció sigui adequada per a una estació potent dissenyada per escalfar els locals d'una casa privada.

Però abans de posar la cel·la dins, cal preparar la carcassa del generador:

• fer un subministrament d'aigua a la zona inferior;
• feu la coberta superior amb elements de fixació;
• triar un material de segellat fiable;
• col·loqueu el bloc de terminals elèctric a la coberta;
• col·loqueu un col·lector d'hidrogen a la tapa.

El resultat hauria de ser un generador d'hidrogen parcialment preparat després de:

1. La pila de combustible es carrega a la carcassa.
2. Els elèctrodes estan connectats al bloc de terminals de la coberta.
3. La connexió de sortida d'hidrogen està connectada al col·lector d'hidrogen.
4. La coberta s'instal·la al cos mitjançant un segell i s'assegura.

Només queda connectar l'aigua i els mòduls addicionals.

Suplements del generador d'hidrogen

Un dispositiu casolà per produir hidrogen s'ha de complementar amb mòduls auxiliars. Per exemple, un mòdul de subministrament d'aigua, que es combina funcionalment amb un sensor de nivell instal·lat a l'interior del generador.

En la seva forma més senzilla, aquest mòdul està representat per una bomba d'aigua i un controlador de control. La bomba és controlada pel controlador en funció d'un senyal de sensor, depenent del nivell d'aigua dins de la pila de combustible.

Elements estructurals addicionals que s'han d'incloure en el disseny de qualsevol estació d'hidrogen i fins i tot experimental. Un generador d'hidrogen no pot funcionar sense dispositius d'automatització, control i protecció.

Com a tal, també és desitjable tenir un dispositiu que reguli la freqüència del corrent elèctric i el nivell de tensió subministrat als terminals dels elèctrodes de treball de la pila de combustible.Com a mínim, el mòdul elèctric ha d'estar equipat amb un estabilitzador de tensió i protecció contra sobreintensitat.

Un col·lector d'hidrogen, en la seva forma més simple, sembla un tub que conté una vàlvula, un manòmetre, vàlvula de retenció. L'hidrogen es pren del col·lector a través d'una vàlvula de retenció i es pot subministrar realment al consumidor.

El col·lector d'hidrogen i el manòmetre són parts integrals de la planta d'hidrogen, que proporcionen distribució de gas i control de pressió

Però a la pràctica tot és una mica més complicat. L'hidrogen és un gas explosiu amb una temperatura de combustió elevada. Per tant, simplement bombejar hidrogen al sistema de la caldera de calefacció ja que el combustible no funcionarà.

Criteris de qualitat de la instal·lació

És extremadament difícil muntar una instal·lació d'alta qualitat, eficient i productiva a casa. Per exemple, fins i tot si tenim en compte un criteri com el metall a partir del qual estan fetes les plaques o els tubs dels elèctrodes, ja hi ha el risc de trobar problemes.

La durabilitat dels elèctrodes depèn del tipus de metall i les seves propietats. Per descomptat, podeu utilitzar el mateix acer inoxidable, però la vida útil d'aquests elements serà curta.

Una mena de paròdia de plaques d'elèctrodes per a un generador d'hidrogen. Les plaques es prenen d'un condensador variable convencional, que estan fets d'alumini. Aquests elèctrodes seran suficients per exactament mitja hora de funcionament, fins i tot com a part d'un petit sistema experimental

Les dimensions de la instal·lació també tenen un paper important. Es requereixen càlculs amb alta precisió en relació amb la potència requerida, la qualitat de l'aigua i altres paràmetres.

Per tant, si la bretxa entre els elèctrodes de treball està fora del valor calculat, és possible que el generador d'hidrogen no funcioni en absolut. En el pitjor dels casos, la potència per a la qual es va fer el càlcul serà diverses vegades menor.

Fins i tot la secció transversal del cable que connecta els elèctrodes a la font d'alimentació és important en el disseny d'un generador d'hidrogen. És cert que això es refereix al funcionament segur del dispositiu. Tanmateix, aquest detall del disseny també s'ha de tenir en compte a les instal·lacions domèstiques.

Tornant al funcionament segur del sistema, tampoc no s'ha d'oblidar de la introducció de l'anomenat segell d'aigua al disseny, que impedeix el moviment invers del gas.

Malgrat un nombre bastant impressionant de desenvolupaments de generadors d'hidrogen casolans, encara no hi ha cap opció realment eficaç. Tots els models són inferiors als equips de fàbrica

Generador industrial

A nivell de producció industrial, progressivament s'estan dominant i desenvolupant tecnologies per a la fabricació de generadors d'hidrogen per a ús domèstic. Per regla general, es produeixen estacions d'energia per a ús domèstic, la potència de les quals no supera 1 kW.

Aquest dispositiu està dissenyat per produir combustible d'hidrogen en funcionament continu durant no més de 8 hores. La seva finalitat principal és subministrament d'energia per a sistemes de calefacció.

També es desenvolupen i fabriquen instal·lacions per al funcionament dins de condominis. Aquests ja són dissenys més potents (5-7 kW), el propòsit dels quals no és només l'energia dels sistemes de calefacció, sinó també la generació d'electricitat. Aquesta opció de combinació està guanyant popularitat ràpidament als països occidentals i al Japó.

Els generadors d'hidrogen combinats es caracteritzen per ser sistemes d'alta eficiència i baixes emissions de diòxid de carboni.

Un exemple d'estació real de fabricació industrial amb una potència de fins a 5 kW. En el futur, es preveuen instal·lacions similars per equipar cases de camp i condominis

La indústria russa també ha començat a participar en aquest prometedor tipus de producció de combustible. En particular, Norilsk Nickel està dominant les tecnologies per a la producció d'instal·lacions d'hidrogen, incloses les domèstiques.

Es preveu utilitzar una varietat de tipus de piles de combustible durant el desenvolupament i la producció:

• membrana d'intercanvi de protons;
• àcid ortofosfòric;
• metanol d'intercanvi de protons;
• alcalí;
• òxid sòlid.

Mentrestant, el procés d'electròlisi és reversible. Aquest fet fa pensar que és possible obtenir aigua ja escalfada sense cremar hidrogen.

Sembla que aquesta és només una idea més que, si t'hi agafes, pots llançar una nova ronda de passions relacionades amb la producció gratuïta de combustible per a la teva caldera domèstica.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Quan experimenteu a casa amb models casolans, heu de preparar-vos per als resultats més inesperats, però l'experiència negativa també és experiència:

Els generadors d'hidrogen de bricolatge per a la llar encara són un projecte que existeix a nivell d'una idea. No hi ha projectes de generadors d'hidrogen de bricolatge pràcticament implementats, i els que es col·loquen en línia són la imaginació dels seus autors o opcions purament teòriques.

Per tant, només podem confiar en un producte industrial car que promet aparèixer en un futur proper.

Coneixeu el model original d'un generador d'hidrogen que no es descriu a l'article? Potser voleu compartir informació valuosa que serà útil per als artesans de la llar? Si us plau, escriviu comentaris al bloc següent, publiqueu fotos sobre el tema, expresseu la vostra opinió.