Čak je i srednjovekovni naučnik Paracelzus, tokom jednog od svojih eksperimenata, primetio da kada sumporna kiselina dođe u kontakt sa ferumom, nastaju mehurići vazduha. U stvari, to je bio vodonik (ali ne i vazduh, kako je naučnik verovao) - lagani, bezbojni gas bez mirisa koji pod određenim uslovima postaje eksplozivan.

U sadašnje vrijemeDIY grijanje na vodik - vrlo uobičajena stvar. Zaista, vodonik se može dobiti u gotovo neograničenim količinama, glavna stvar je da ima vode i struje.

Ovaj način grijanja razvila je jedna od talijanskih kompanija. Kotao na vodik radi bez stvaranja štetnog otpada, zbog čega se smatra ekološki najprihvatljivijim i najtišim načinom grijanja kuće. Inovacija razvoja je u tome što su naučnici uspjeli postići sagorijevanje vodonika na relativno niskoj temperaturi (oko 300ᵒS), a to je omogućilo proizvodnju sličnih kotlovi za grijanje od tradicionalnih materijala.

Tokom rada kotao emituje samo bezopasnu paru, a jedina skupa stvar je struja. A ako ovo kombinujete sa solarni paneli(solarni sistem), onda se ovi troškovi mogu u potpunosti svesti na nulu.

Bilješka! Kotlovi na vodonik se često koriste za grijanje sistema podnog grijanja, koji se lako montiraju ručno.

Kako to sve funkcionira? Kiseonik reaguje sa vodonikom i, kako se sećamo sa časova hemije u srednjoj školi, formira molekule vode. Reakciju izazivaju katalizatori, kao rezultat toga toplotnu energiju zagrijavanje vode do oko 40ᵒC - idealna temperatura za "topli pod".

Regulacija snage kotla omogućava postizanje određenog indikator temperature potrebno za grijanje prostorije s određenom površinom. Također je vrijedno napomenuti da se takvi kotlovi smatraju modularnim, jer se sastoje od nekoliko nezavisni prijatelj sa drugih kanala. Svaki od kanala sadrži gore spomenuti katalizator, kao rezultat toga, izmjenjivač topline prima nosač topline, koji je već dostigao potrebni indikator od 40 ° C.

Bilješka! Karakteristika takve opreme je da svaki od kanala može generirati različite temperature... Dakle, jedan od njih se može odvesti na " topli pod“, Drugo do susjedna soba, treći do plafona, itd.

Glavne prednosti grijanja vodikom

Ovaj način grijanja kuće ima nekoliko značajnih prednosti, koje su posljedica sve veće popularnosti sistema.

1. Impresivna efikasnost, koja često dostiže 96%.
2. Ekološka prihvatljivost. Jedini nusproizvod koji se ispušta u atmosferu je vodena para, koja u principu ne može štetiti okolišu.
3. Grijanje na vodik postupno zamjenjuje tradicionalne sisteme, oslobađajući ljude od potrebe za vađenjem prirodnih resursa - nafte, plina, uglja.
4. Vodik radi bez vatre; toplinska energija nastaje katalitičkom reakcijom.

Možete li sami napraviti grijanje na vodonik?

U principu, to je moguće. Glavni element sistema - kotao - može se stvoriti na bazi NVC generatora, odnosno konvencionalnog elektrolizera. Svi se sjećamo školskih iskustava, kada smo gole žice ubacili u posudu s vodom, spojene na utičnicu pomoću ispravljača. Dakle, da biste napravili kotao, morate ponoviti ovo iskustvo, ali u većem obimu.

Bilješka! Kotao na vodik koristi se sa "toplim podom", o čemu smo već govorili. Ali uređenje takvog sistema je tema za drugi članak, pa ćemo se osloniti na to da je "topli pod" već uređen i spreman za upotrebu.

Izgradnja vodoničnog gorionika

Počnimo sa stvaranjem vodenog plamenika. Tradicionalno počinjemo sa kuvanjem neophodni alati i materijali.

Šta je potrebno u radu

1. Inox lim.
2. Nepovratni ventil.
3. Dva vijka 6x150, matice i podloške za njih.
4. Protočni filter (od veš mašina).
5. Prozirna cijev. Nivo vode je idealan za to - u prodavnicama građevinskog materijala prodaje se za 350 rubalja za 10 m.
6. Zatvorena plastična posuda za hranu kapaciteta 1,5 litara. Približna cijena je 150 rubalja.
7. Fitingi od riblje kosti ø8 mm (savršeni su za crijevo).
8. Brusilica za testerisanje metala.

Sada ćemo shvatiti kakvu vrstu nehrđajućeg čelika trebate koristiti. U idealnom slučaju, za to treba uzeti čelik 03X16H1. Ali kupovina cijelog lima "nehrđajućeg čelika" ponekad je vrlo skupa, jer proizvod debljine 2 mm košta više od 5500 rubalja, a osim toga, mora se nekako unijeti. Stoga, ako negdje leži mali komad takvog čelika (dovoljno je 0,5x0,5 m), onda možete učiniti s njima.

Koristit ćemo nehrđajući čelik, jer obični čelik, kao što znate, počinje rđati u vodi. Štoviše, u našem dizajnu namjeravamo koristiti alkalije umjesto vode, odnosno okolina je više nego agresivna, a čak i pod utjecajem električne struje obični čelik neće dugo trajati.

Video - Generator smeđeg plina Jednostavan model ćelije od 16 ploča od nehrđajućeg čelika

Uputstvo za proizvodnju

Prvi korak. Prvo uzmite čelični lim i stavite ga na ravnu površinu. Iz lista gornjih dimenzija (0,5x0,5 m) treba dobiti 16 pravokutnika za budući gorionik na vodik, izrezati ih brusilicom.

Bilješka! Izrežemo jedan od četiri ugla svake ploče. Ovo je neophodno za spajanje ploča u budućnosti.

Druga faza. WITH stražnja strana pločama izbušimo rupe za vijak. Da smo planirali da pravimo "suhi" elektrolizer, izbušili bismo rupe i odozdo, ali u ovom slučaju to nije potrebno. Činjenica je da je "suhi" dizajn mnogo složeniji, i efektivno područje ploče u njemu ne bi bile iskorištene 100%. Napravit ćemo "mokri" elektrolizator - ploče će biti potpuno uronjene u elektrolit, a cijelo njihovo područje će sudjelovati u reakciji.

Treća faza. Princip rada opisanog plamenika zasniva se na sljedećem: električna struja koja prolazi kroz ploče uronjene u elektrolit dovest će do toga da se voda (mora biti dio elektrolita) razgrađuje na kisik (O) i vodik ( H). Stoga moramo imati dvije ploče u isto vrijeme - katodu i anodu.

S povećanjem površine ovih ploča, volumen plina se povećava, stoga u ovom slučaju koristimo osam komada po katodi, odnosno anodi.

Bilješka! Plamenik koji razmatramo je dizajn sa paralelna veza, što, iskreno, nije najefikasnije. Ali lakše je izvesti.

Četvrta faza. Zatim moramo u plastičnu posudu ugraditi ploče tako da se izmjenjuju: plus, minus, plus, minus itd. Za izolaciju ploča koristimo komade prozirne cijevi (kupili smo je čak 10 m, tako da postoji zaliha).

Iz cijevi izrežemo male kolutiće, izrežemo ih i dobijemo trake debljine oko 1 mm. Ovo je idealna udaljenost za efikasno stvaranje vodonika u strukturi.

Peta faza. Ploče pričvršćujemo jednu za drugu podloškama. To radimo na sljedeći način: na vijak stavimo podlošku, zatim ploču, zatim tri podloške, još jednu ploču, opet tri podloške, itd. Osam komada objesimo na katodu, osam na anodu.

Bilješka! To se mora učiniti u zrcalnoj slici, odnosno okrećemo anodu za 180ᵒ. Dakle, "plus" će otići u praznine između "minus" ploča.

Šesta faza. Gledamo gde tačno u kontejneru stoje vijci, bušimo rupe na tom mestu. Ako se odjednom vijci ne uklapaju u kontejner, onda ih režemo na potrebnu dužinu. Zatim umetnemo vijke u rupe, stavimo na njih podloške i pričvrstimo ih maticama - za bolju čvrstoću.

Zatim napravimo rupu u poklopcu za okovu, uvrnemo sam spoj (po mogućnosti razmazujući spoj silikonski zaptivač). Duvamo u spojnicu da provjerimo nepropusnost poklopca. Ako zrak i dalje izlazi ispod njega, onda ovaj spoj premažemo brtvilom.

Sedma faza. Na kraju montaže testiramo gotov generator. Da biste to učinili, spojite bilo koji izvor na njega, napunite posudu vodom i zatvorite poklopac. Zatim na spojnicu stavljamo crijevo koje spuštamo u posudu s vodom (da vidimo mjehuriće zraka). Ako izvor nije dovoljno snažan, onda ih neće biti u posudi, ali će se sigurno pojaviti u elektrolizeru.

Zatim, moramo povećati brzinu oslobađanja plina povećanjem napona u elektrolitu. Ovdje je vrijedno napomenuti da voda u čista forma nije provodnik - struja prolazi kroz njega zbog nečistoća i soli prisutnih u njemu. Razrijedit ćemo malo lužine u vodi (na primjer, natrijum hidroksid je odličan - prodaje se u trgovinama kao sredstvo za čišćenje Krtice).

Bilješka! U ovoj fazi moramo adekvatno procijeniti mogućnosti izvora napajanja, stoga prije ulijevanja alkalije povezujemo ampermetar s elektrolizerom - na taj način možemo pratiti povećanje struje.

Video - Grijanje na vodik. Baterije sa vodoničnim ćelijama

Dalje, hajde da razgovaramo o ostalim komponentama vodonikovog plamenika - filteru za pranje i ventilu. Oba su za zaštitu. Ventil neće dozvoliti zapaljenom vodoniku da prodre nazad u strukturu i eksplodira gas nakupljen ispod poklopca ćelije (čak i ako ga tamo nema mnogo). Ako ne ugradimo ventil, posuda će se oštetiti i lužina će iscuriti.

Filter će biti potreban za proizvodnju vodene brtve, koja će djelovati kao prepreka za sprječavanje eksplozije. Zanatlije, ne po glasinama upoznati sa dizajnom domaći gorionik na vodiku, ovaj ventil se zove "sijalica". Zaista, u suštini samo stvara zračne mjehuriće u vodi. Za sam plamenik koristimo isto prozirno crijevo. sve, vodonik gorionik spreman!

Ostaje samo spojiti ga na ulaz sistema "topli pod", zapečatiti priključak i pokrenuti direktan rad.

Kao zaključak. Alternativa

Alternativa, iako vrlo kontroverzna, je Braunov gas - hemijsko jedinjenje koje se sastoji od jednog atoma kiseonika i dva vodonika. Sagorijevanje takvog plina je praćeno stvaranjem toplinske energije (štaviše, četiri puta snažnije nego u gore opisanom dizajnu).

Elektrolizatori se koriste i za grijanje kuće na Brownov plin, jer se i ovaj način stvaranja topline zasniva na elektrolizi. Stvaraju se posebni kotlovi u kojima se, pod dejstvom naizmenične struje, odvajaju molekuli hemijskih elemenata, formirajući željeni smeđi gas.

Video - smeđi obogaćeni plin

Sasvim je moguće da će inovativni energetski resursi, čije su rezerve praktički neograničene, uskoro zamijeniti neobnovljive. Prirodni resursi, oslobađajući nas od potrebe za trajnim rudarenjem. Ovakav tok događaja će imati pozitivan učinak ne samo na okoliš, već i na ekologiju planete u cjelini.

Pročitajte i naš članak - grijanje parom "uradi sam".

Video - Grijanje na vodik

Mnogi vlasnici automobila traže načine za uštedu goriva. Ovo pitanje će biti temeljno riješeno do generator vodonika za auto. Recenzije onih koji su sami instalirali ovaj uređaj omogućavaju nam da govorimo o značajnom smanjenju troškova tokom rada transporta. Dakle, tema je prilično interesantna. U nastavku ćemo govoriti o tome kako sami napraviti generator vodonika.

ICE na vodikovo gorivo

Nekoliko decenija se traži mogućnost adaptacije motora unutrašnjim sagorevanjem za potpuni ili hibridni rad na vodikovo gorivo. U Velikoj Britaniji, davne 1841. godine, patentiran je motor koji radi na mješavini zraka i vodonika. Početkom 20. veka, koncern Zeppelin koristio je motore sa unutrašnjim sagorevanjem koji rade na vodonik kao pogonski sistem za svoje čuvene vazdušne brodove.

Razvoj energija vodonika doprinijelo globalnoj energetskoj krizi koja je izbila 70-ih godina prošlog vijeka. Međutim, s njegovim krajem, generatori vodonika su brzo zaboravljeni. I to uprkos brojnim prednostima u odnosu na konvencionalno gorivo:

• idealna zapaljivost mješavine goriva na bazi zraka i vodika, što omogućava lako pokretanje motora na bilo kojoj temperaturi okruženje;
• veliko oslobađanje toplote tokom sagorevanja gasa;
• apsolutno ekološka sigurnost- izduvni gasovi se pretvaraju u vodu;
• 4 puta veća brzina sagorevanja u poređenju sa mešavinom benzina;
• sposobnost smjese da radi bez detonacije kada visok stepen kompresija.

Glavni tehnički razlog, koji je nepremostiva prepreka u korištenju vodika kao goriva za automobile, bila je nemogućnost uklapanja dosta gas na vozilu. Veličina rezervoar za gorivo za vodonik će biti uporedivi sa parametrima samog automobila. Visoka eksplozivnost plina mora isključiti mogućnost i najmanjeg curenja. U tečnom obliku potrebna je kriogena jedinica. Ova metoda takođe nije baš izvodljiva u automobilu.

Braunov gas

Danas generatori vodika postaju sve popularniji među vozačima. Međutim, to nije baš ono o čemu je gore bilo riječi. Voda se elektrolizom pretvara u takozvani Brownov plin, koji se dodaje u mješavinu goriva. Glavni zadatak koji ovaj plin rješava je potpuno sagorevanje gorivo. To služi kao povećanje snage i smanjenje potrošnje goriva za pristojan postotak. Neki mehaničari su uspjeli uštedjeti i do 40%.

Površina elektroda je od odlučujućeg značaja za kvantitativni prinos gasa. Pod djelovanjem električne struje, molekula vode počinje se raspadati na dva atoma vodika i jedan kisik. Takve gasna mešavina kada se spali, oslobađa se skoro 4 puta više energije nego sa sagorevanjem molekularnog vodonika. Zbog toga upotreba ovog gasa u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem dovodi do efikasnijeg sagorevanja mešavine goriva, smanjuje količinu štetnih emisija u atmosferu, povećava snagu i smanjuje količinu potrošenog goriva.

Univerzalni krug generatora vodika

Za one koji nemaju sposobnost dizajna, generator vodonika za automobil može se kupiti od majstora koji su montažu i ugradnju takvih sistema pokrenuli. Danas ima mnogo takvih prijedloga. Trošak jedinice i instalacije je oko 40 hiljada rubalja.

Ali takav sistem možete sami sastaviti - u tome nema ništa komplicirano. Sastoji se od nekoliko jednostavnih elemenata povezanih u jednu cjelinu:

1. Instalacije za elektrolizu vode.
2. Rezervoar za skladištenje.
3. Zamka za vlagu gasa.
4. Elektronska upravljačka jedinica (strujni modulator).

Ispod je dijagram pomoću kojeg možete lako sastaviti generator vodika vlastitim rukama. Nacrti glavna instalacija, koji proizvode Brownov plin, prilično su jednostavni i jednostavni.

Shema ne predstavlja nikakvu inženjersku složenost, svi koji znaju raditi s alatom mogu je ponoviti. Za automobile sa sistemom za dovod goriva za ubrizgavanje potrebno je ugraditi i kontroler koji reguliše nivo dovoda gasa u mešavinu goriva i povezan je sa kompjuterom na vozilu.

Reaktor

Količina rezultirajućeg volumena Brownovog plina ovisi o površini elektroda i njihovom materijalu. Ako se kao elektrode uzmu bakrene ili željezne ploče, tada reaktor neće moći raditi dugo vremena zbog brzog uništavanja ploča.

Upotreba titanijumskih ploča izgleda idealno. Međutim, njihova upotreba povećava troškove montaže jedinice nekoliko puta. Optimalno se smatra korištenje visokolegiranih ploča od nehrđajućeg čelika. Ovaj metal je dostupan, neće biti teško nabaviti ga. Također možete koristiti svoj korišteni rezervoar iz mašine za pranje veša. Poteškoća će biti samo izrezivanje ploča željene veličine.

Vrste ugradnje

Danas se generator vodika za automobil može opremiti sa tri elektrolizera različitog tipa, prirode rada i performansi:

Prvi tip dizajna dovoljan je za mnoge motore s karburatorom. Nije potrebna složena instalacija elektronsko kolo regulator performansi gasa, a sama montaža takvog elektrolizera nije teška.

Za snažnije automobile poželjna je montaža drugog tipa reaktora. A za dizel motore i teška vozila koristi se treći tip reaktora.

Potrebne performanse

Da bi zaista uštedio gorivo, generator vodika za automobil mora proizvoditi plin svake minute brzinom od 1 litre na 1000 obujma motora. Na osnovu ovih zahtjeva odabire se broj ploča za reaktor.

Za povećanje površine elektroda potrebno je izvršiti površinsku obradu brusni papir u okomitom smjeru. Ovaj tretman je izuzetno važan - povećaće radnu površinu i izbjeći "ljepljenje" mjehurića plina na površinu.

Ovo posljednje dovodi do izolacije elektrode od tekućine i sprječava normalnu elektrolizu. Također treba imati na umu da voda mora biti alkalna da bi elektrolizator ispravno funkcionirao. Obična soda može poslužiti kao katalizator.

Regulator struje

Generator vodonika na automobilu povećava njegovu produktivnost tokom rada. To je zbog oslobađanja topline tijekom reakcije elektrolize. Radni fluid reaktora se zagrijava, a proces teče mnogo intenzivnije. Regulator struje koristi se za kontrolu tijeka reakcije.

Ako ga ne spustite, voda može jednostavno proključati, a reaktor će prestati proizvoditi Brownov plin. Poseban kontroler koji regulira rad reaktora omogućava vam promjenu kapaciteta sa povećanjem brzine.

Modeli karburatora opremljeni su kontrolerom s konvencionalnim prekidačem dva načina rada: "Track" i "City".

Sigurnost instalacije

Mnogi majstori postavljaju tanjire plastične posude... Ne štedite na ovome. Potreban je rezervoar od nerđajućeg čelika. Ako nije dostupan, može se koristiti otvoreni dizajn ploče. U potonjem slučaju potrebno je koristiti visokokvalitetni izolator struje i vode pouzdan rad reaktor.

Poznato je da je temperatura sagorevanja vodonika 2800. To je najeksplozivniji gas u prirodi. Braunov gas nije ništa drugo do "eksplozivna" mešavina vodonika. Dakle, generatori vodonika uključeni drumski transport zahtijevaju kvalitetnu montažu svih komponenti sistema i prisustvo senzora za praćenje toka procesa.

Senzor temperature radnog fluida, pritisak i ampermetar neće biti suvišni u dizajnu instalacije. Posebna pažnja vrijedi dati vodeni pečat na izlazu iz reaktora. To je vitalno. Ako se smjesa zapali, takav ventil će spriječiti širenje plamena u reaktor.

Generator vodika za grijanje stambenih i industrijskih prostorija, koji radi na istim principima, razlikuje se po nekoliko puta većoj produktivnosti reaktora. U takvim instalacijama, odsustvo vodenog pečata predstavlja smrtonosnu opasnost. Kako bi se osigurao siguran i pouzdan rad sistema, preporučuje se i opremanje generatora vodonika na automobilima takvim nepovratnim ventilom.

Sve dok konvencionalno gorivo nije neophodno

U svijetu postoji nekoliko eksperimentalnih modela koji u potpunosti rade na Brownov plin. Međutim, tehnička rješenja još nisu dostigla svoje savršenstvo. Takvi sistemi nisu dostupni običnim stanovnicima planete. Stoga se za sada vozači moraju zadovoljiti razvojem "rukotvorina" koji omogućava smanjenje troškova goriva.

Malo o lakovjernosti i naivnosti

Neki poduzetni biznismeni nude na prodaju generator vodonika za automobile. Oni govore o laserskoj obradi površina elektroda ili o jedinstvenim tajnim legurama od kojih su napravljene, posebnim vodenim katalizatorima razvijenim u naučnim laboratorijama širom svijeta.

Sve zavisi od sposobnosti misli takvih preduzetnika da upravljaju naučnom fantazijom. Lakovjernost vas može učiniti, za svoj novac (ponekad ni mali), vlasnikom instalacije, čije će se kontaktne ploče srušiti nakon dva mjeseca rada.

Ako ste već odlučili uštedjeti na ovaj način, onda je bolje da sami sastavite instalaciju. Barem neće biti nikoga krivog.

Vodonik je gotovo idealno gorivo, ali problem je što se na našoj planeti nalazi samo u obliku jedinjenja sa drugim hemijskim elementima. Udio "čiste" materije u atmosferi nije veći od 0,00005%. S obzirom na takvu realnost, postaje aktuelno pitanje o generatoru vodonika. Razmotrite princip rada takvog uređaja, njegove karakteristike dizajna, opseg i mogućnost samoproizvodnje.

Opis i princip rada generatora vodonika

Postoji nekoliko metoda za odvajanje vodika od drugih supstanci, navešćemo najčešće:

1. Elektroliza, ova tehnika je najjednostavnija i može se primijeniti kod kuće. Konstantni rastvor se propušta kroz vodeni rastvor koji sadrži so. struja, pod njegovim uticajem dolazi do reakcije koja se može opisati sledećom jednačinom: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. U ovom slučaju dat je primjer za otopinu obične kuhinjske soli, što nije najbolja opcija, jer je klor koji se oslobađa je otrovan. Imajte na umu da je vodonik dobiven ovom metodom najčišći (oko 99,9%).
2. Propuštanjem vodene pare preko koksa od uglja zagrijanog na temperaturu od 1000 °C, pod ovim uslovima dolazi do sljedeće reakcije: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Ekstrakcija iz metana parnim reformingom ( neophodno stanje za reakciju - temperatura 1000 °C): SN 4 + N 2 O ⇔ SO + 3N 2. Druga opcija je oksidacija metana: 2SN 4 + O 2 ⇔ 2SO + 4N 2.
4. Tokom procesa krekiranja (rafinacije nafte), vodonik se oslobađa kao nusproizvod. Napominjemo da se u našoj zemlji još uvijek praktikuje sagorijevanje ove supstance u nekim rafinerijama nafte zbog nedostatka potrebnu opremu ili dovoljna potražnja.

Od navedenih opcija, posljednja je najjeftinija, a prva je najpristupačnija, upravo on je u osnovi većine generatora vodonika, uključujući i one za domaćinstvo. Njihov princip rada leži u činjenici da u procesu prolaska struje kroz otopinu, pozitivna elektroda privlači negativne ione, a elektroda sa suprotnim nabojem - pozitivnim, kao rezultat toga, tvar se dijeli.

Konstrukcijske karakteristike i uređaj generatora vodika

Ako praktički nema problema s proizvodnjom vodika, onda je njegov transport i skladištenje još uvijek hitan zadatak. Molekuli ove tvari su toliko mali da mogu prodrijeti čak i kroz metal, što predstavlja određeni sigurnosni rizik. Apsorbovano skladištenje još uvek nije visoko profitabilno. Stoga, najviše najbolja opcija- stvaranje vodonika neposredno prije upotrebe u proizvodnom ciklusu.

U tu svrhu se izrađuju industrijska postrojenja za stvaranje vodonika. U pravilu se radi o elektrolizatorima membranskog tipa. Pojednostavljeni dizajn takvog uređaja i princip rada dati su u nastavku.

Legenda:

• A - cijev za uklanjanje hlora (Cl 2).
• B - uklanjanje vodonika (H 2).
• S - anoda, na kojoj se javlja sljedeća reakcija: 2CL - → CL 2 + 2e -.
• D - katoda, reakcija na njoj se može opisati sljedećom jednačinom: 2N 2 O + 2e - → N 2 + ON -.
• E - rastvor vode i natrijum hlorida (H 2 O & NaCl).
• F - membrana;
• G - zasićeni rastvor natrijum hlorida i stvaranje kaustične sode (NaOH).
• H - uklanjanje slane vode i razrijeđene kaustične sode.
• I - unos zasićene slane vode.
• J - poklopac.

Dizajn kućnih generatora je mnogo jednostavniji, jer većina njih ne proizvodi čisti vodonik, već proizvodi Brownov plin. Tako je uobičajeno zvati mješavinu kisika i vodika. Ova opcija je najpraktičnija, nije potrebno razdvajati vodik i kisik, tada možete značajno pojednostaviti dizajn, a samim tim i učiniti ga jeftinijim. Osim toga, dobiveni plin se spaljuje dok se proizvodi. Čuvanje i čuvanje kod kuće nije samo problematično, već i nesigurno.

Legenda:

• a - cijev za odvođenje Brownovog plina;
• b - ulazni razvodnik za dovod vode;
• c - zatvoreno kućište;
• d - blok ploča elektroda (anode i katode), između kojih su ugrađeni izolatori;
• e - voda;
• f - senzor nivoa vode (povezan sa kontrolnom jedinicom);
• g - filter za odvajanje vode;
• h - napajanje dovedeno do elektroda;
• i - senzor pritiska (šalje signal kontrolnoj jedinici kada je dostignut nivo praga);
• j - sigurnosni ventil;
• k - izlaz plina iz sigurnosnog ventila.

Karakteristična karakteristika takvih uređaja je upotreba blokova elektroda, jer nije potrebno odvajanje vodika i kisika. To čini generatore prilično kompaktnim.

Primjena generatora vodika

S obzirom na probleme u vezi sa transportom i skladištenjem vodonika, ovakvi uređaji su traženi u industrijama u kojima prisustvo ovog gasa zahteva tehnološki ciklus. Navedimo glavne smjernice:

1. Proizvodnja vezana za sintezu hlorovodonika.
2. Proizvodnja goriva za raketne motore.
3. Stvaranje đubriva.
4. Proizvodnja vodonik nitrida (amonijaka).
5. Sinteza azotne kiseline.
6. V Prehrambena industrija(za dobijanje čvrstih masti iz biljnih ulja).
7. Obrada metala (zavarivanje i rezanje).
8. Obnova metala.
9. Sinteza metil alkohola
10. Proizvodnja hlorovodonične kiseline.

Unatoč činjenici da je proizvodnja vodonika u procesu prerade nafte jeftinija od njegove proizvodnje elektrolizom, kao što je već spomenuto, javljaju se poteškoće s transportom plina. Ekološka situacija ne dozvoljava uvijek izgradnju opasnih hemijskih proizvoda neposredno uz rafinerije nafte. Osim toga, vodik proizveden elektrolizom je znatno čišći od vodonika prilikom pucanja ulja. U tom smislu, uvijek postoji velika potražnja za industrijskim generatorima vodonika.

Kućna upotreba

U svakodnevnom životu postoji i upotreba vodonika. Prije svega, to su autonomni sistemi grijanja. Ali tu postoje neke posebnosti. Postrojenja za proizvodnju čistog vodonika znatno su skuplja od Brownovih plinskih generatora, a ove potonje možete čak i sami sastaviti. Ali pri organizaciji grijanja doma potrebno je uzeti u obzir da je temperatura sagorijevanja Brownovog plina znatno viša od one metana, pa će biti potreban poseban kotao, koji je nešto skuplji nego inače.

Na internetu možete pronaći mnoge članke u kojima piše da se obični kotlovi mogu koristiti za plin oksivodon, što je apsolutno nemoguće učiniti. U najboljem slučaju, brzo će propasti, au najgorem mogu izazvati tužne ili čak tragične posljedice. Za Brown's mix, posebni dizajni su opremljeni mlaznicom otpornijom na toplinu.

Treba napomenuti da je profitabilnost sistemi grijanja baziran na generatorima vodonika je vrlo upitna zbog niske efikasnosti. U takvim sistemima postoje dvostruki gubici, prvo, u procesu stvaranja plina, a drugo, kada se voda u kotlu zagrijava. Za grijanje je jeftinije odmah zagrijati vodu u električnom bojleru.

Ništa manje kontroverzna implementacija za upotrebu u domaćinstvu, u kojoj je benzin obogaćen Brownovim gasom u sistemu goriva motora automobila radi uštede.

Legenda:

• a - NNO generator (prihvaćena oznaka za Brownov gas);
• b - izlaz gasa u komoru za sušenje;
• c - odjeljak za odvođenje vodene pare;
• d - povratak kondenzata u generator;
• e - dovod osušenog gasa do filter za vazduh sistem goriva;
• f - motor automobila;
• g - priključak na bateriju i generator.

Treba napomenuti da u nekim slučajevima takav sistem čak i radi (ako je pravilno sastavljen). Ali nećete naći tačne parametre, povećanje snage, postotak uštede. Ovi podaci su vrlo nejasni, a njihova pouzdanost je upitna. Opet, pitanje koliko će se smanjiti resurs motora nije jasno.

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

Izrađujemo najjednostavniji generator vodika vlastitim rukama korak po korak

Reći ćemo vam kako to možete učiniti domaći generator kako bi se dobila mješavina vodonika i kisika (HNO). Njegov kapacitet za grijanje kuće nije dovoljan, ali za plinski gorionik za rezanje metala, količina proizvedenog plina bit će dovoljna.

Rice. 8. Dijagram plinskog plamenika

Legenda:

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

Prije svega, napravimo elektrolizator, za to nam je potrebna zatvorena posuda i elektrode. Kao potonje koristimo čelične ploče (njihovu veličinu biramo proizvoljno, ovisno o željenoj izvedbi), pričvršćene na dielektričnu podlogu. Povezujemo sve ploče svake od elektroda jedna na drugu.

Kada su elektrode spremne, moraju se učvrstiti u posudi na takav način da priključne tačke napojnih žica budu iznad očekivanog nivoa vode. Žice od elektroda idu na napajanje od 12 volti ili akumulator automobila.

U poklopcu posude napravimo rupu za odvodnu cijev za plin. Kao vodene brtve možete koristiti konvencionalne staklene tegle sa kapacitetom od 1 litra. Napunimo ih 2/3 vodom i spojimo na elektrolizer i gorionik, kao što je prikazano na slici 8.

Bolje je uzeti gorionik gotov, jer ne može svaki materijal izdržati temperaturu sagorijevanja Brownovog plina. Priključujemo ga na izlaz posljednje vodene brtve.

Elektrolizer punimo vodom u koju je dodana obična kuhinjska so.

Stavljamo napon na elektrode i provjeravamo rad uređaja.

Korištenje vodonika kao energenta za grijanje kuće vrlo je primamljiva ideja, jer je njegova kalorijska vrijednost (33,2 kW/m3) više od 3 puta veća od prirodnog plina (9,3 kW/m3). U teoriji, generator vodonika bi se mogao koristiti za grijanje za izdvajanje zapaljivog plina iz vode, a zatim ga spaljivati ​​u kotlu. Što može proizaći iz ovoga i kako napraviti takav uređaj vlastitim rukama, raspravljat ćemo u ovom članku.

Princip rada generatora

Kao nosilac energije, vodonik zaista nema premca, a njegove rezerve su praktično neiscrpne. Kao što smo rekli, kada se spali, oslobađa se velika količina toplotna energija, neuporedivo veća od bilo kog ugljovodoničnog goriva. Umjesto štetnih jedinjenja koja se emituju u atmosferu pri korišćenju prirodnog gasa, kada gori vodonik, obična voda u obliku pare. Jedan problem: dat hemijski element ne javlja se prirodno u slobodnoj formi, samo u kombinaciji sa drugim supstancama.

Jedno od ovih jedinjenja je obična voda, koja je potpuno oksidirani vodik. Mnogi naučnici su radili na njegovom razdvajanju na njegove sastavne elemente tokom godine... To ne znači da je neuspješno, jer tehničko rješenje odvajanje vode je još uvijek pronađeno. Njegova je suština u kemijskoj reakciji elektrolize, uslijed koje se voda dijeli na kisik i vodik, a nastala smjesa nazvana je eksplozivni plin ili Brownov plin. Ispod je dijagram generatora vodika (elektrolitičke ćelije) koji se napaja električnom energijom:

Elektrolizatori se proizvode serijski i predviđeni su za gasnoplamene (zavarivanje) radove. Na grupe metalnih ploča uronjenih u vodu primjenjuje se struja određene jačine i frekvencije. Kao rezultat tekuće reakcije elektrolize, oslobađaju se kisik i vodik pomiješan s vodenom parom. Da bi se odvojio, plinovi prolaze kroz separator, a zatim se dovode u gorionik. Kako bi se izbjegao povratni udar i eksplozija, na dovodu je ugrađen ventil koji omogućava gorivu da prolazi samo u jednom smjeru.

Za kontrolu nivoa vode i pravovremeno dopunjavanje konstrukcije predviđen je poseban senzor na čiji signal se ubrizgava u radni prostor elektrolizer. Višak tlaka unutar posude nadzire se prekidačem za slučaj nužde i ispusnim ventilom. Održavanje generatora vodonika sastoji se od povremenog dodavanja vode i to je to.

Grijanje vodonikom: mit ili stvarnost?

Generator za zavarivačke radove- počelo je ovog trenutka jedina stvar praktična upotreba elektrolitičko cijepanje vode. Nepraktično ga je koristiti za grijanje kuće i evo zašto. Troškovi energije tokom rada na plinskom plamenu nisu toliko važni, najvažnije je da zavarivač ne mora nositi teške cilindre i petljati s crijevima. Grejanje doma je druga stvar, gde je svaki peni bitan. I tu vodonik gubi na svim trenutno postojećim vrstama goriva.

Bitan. Trošak električne energije za odvajanje goriva od vode elektrolizom bit će mnogo veći nego što se detonirajući plin može osloboditi tijekom sagorijevanja.

Serijski generatori za zavarivanje koštaju mnogo novca jer koriste katalizatore za proces elektrolize, koji uključuju platinu. Generator vodonika možete napraviti vlastitim rukama, ali će njegova efikasnost biti čak niža od one u fabrici. Sigurno ćete uspjeti nabaviti zapaljivi plin, ali je malo vjerovatno da će biti dovoljno zagrijati barem jedan velika soba, ne kao cijela kuća. A ako je to dovoljno, moraćete da platite fantastične račune za struju.

Umjesto da trošite vrijeme i trud na dobivanje besplatnog goriva, koje a priori ne postoji, lakše je napraviti jednostavan elektrodni kotao vlastitim rukama. Možete biti sigurni da ćete na ovaj način potrošiti mnogo manje energije uz više koristi. Međutim, domaći majstori - entuzijasti uvijek se mogu okušati i sastaviti elektrolizator kod kuće, kako bi provodili eksperimente i sami se uvjerili u sve. Jedan od ovih eksperimenata je prikazan u videu:

Kako napraviti generator

Mnogi Internet resursi objavljuju najviše različite šeme i crteži generatora za proizvodnju vodonika, ali svi rade po istom principu. Ponudićemo vam crtež jednostavan uređaj preuzeto iz naučnopopularne literature:

Ovdje je elektrolizator grupa metalnih ploča spojenih zajedno. Između njih su postavljeni izolacijski odstojnici, a ekstremno debele ploče su također napravljene od dielektrika. Od fitinga, montiranog u jednu od ploča, ide cijev za dovod plina u posudu s vodom, a iz nje u drugu. Svrha rezervoara je da odvoje parnu komponentu i akumuliraju mešavinu vodonika i kiseonika kako bi se snabdevala pod pritiskom.

Savjet. Elektrolitičke ploče za generator trebaju biti izrađene od nehrđajućeg čelika legiranog titanom. Služit će kao dodatni katalizator za reakciju cijepanja.

Ploče koje služe kao elektrode mogu biti bilo koje veličine. Ali morate shvatiti da performanse uređaja zavise od njihove površine. Kako više elektrode će se moći koristiti u procesu, tim bolje. Ali u isto vrijeme, potrošena struja će biti veća, to treba uzeti u obzir. Žice su zalemljene na krajeve ploča koje vode do izvora električne energije. I ovdje postoji polje za eksperimente: možete opskrbiti elektrolizer različitim naponom pomoću podesivog napajanja.

Kao elektrolizator možete koristiti plastičnu posudu iz filtera za vodu, stavljajući u nju elektrode napravljene od nehrđajućih cijevi. Proizvod je zgodan po tome što ga je lako zatvoriti od okoline provodeći cijev i žice kroz rupe na poklopcu. Druga stvar je što ovaj domaći generator vodika ima niske performanse zbog male površine elektroda.

Zaključak

Trenutno ne postoje pouzdani i efikasna tehnologija, omogućavajući realizaciju grijanja privatne kuće na vodik. Komercijalno dostupni generatori mogu se uspješno koristiti za obradu metala, ali ne i za proizvodnju kotlovskog goriva. Pokušaji organiziranja takvog grijanja dovest će do prekomjerne potrošnje električne energije, ne računajući troškove opreme.

Odavno je prošlo vrijeme grijanja privatnog seoska kuća vršeno je samo sagorevanjem uglja u peći na drva. Trenutna upotreba jedinica za grijanje različite vrste gorivo. Ali stalni rast cijena goriva tjera ih da traže jeftinije opcije grijanja. Ali doslovno pod našim nosom leži neiscrpni izvor energije - vodonik. I u ovom članku ćemo vam reći kako možete koristiti običnu vodu kao gorivo sastavljanjem kotla za grijanje na vodik vlastitim rukama.

Dizajn i princip rada generatora vodika

Upotreba vodonika kao goriva za grijanje doma je prilično primamljiva ideja, jer je njegova kalorijska vrijednost 33,2 kW/m3, dok prirodni plin ima samo 9,3 kW/m3, što je više od 3 puta. Teoretski, vodonik se može izvući iz vode, da biste ga potom spalili u kotlu, možete koristiti generator vodonika za grijanje kuće.

Kao nosilac energije, ništa se ne može porediti sa vodonikom, a njegove rezerve su praktično beskrajne. Kao što je gore spomenuto, kada sagorijeva, vodik oslobađa mnogo toplinske energije, mnogo više od bilo kojeg goriva koje sadrži ugljen. Umjesto štetnih emisija u atmosferu, koje se emituju pri korištenju prirodnog plina, vodonik, sagorijevanjem, formira obična voda u obliku pare. Postoji samo jedan problem, ovaj element se ne nalazi u prirodi u svom čistom obliku, već samo u kombinaciji sa drugim supstancama.

Jedno od ovih jedinjenja je obična voda, koja je oksidovani vodonik. Da bi ga podijelili na sastavne elemente, mnogi naučnici su potrošili više od jedne godine. I ne uzalud, tehničko rješenje za izolaciju njegovih sastojaka iz vode ipak je pronađeno. Ovo je tzv hemijska reakcija elektrolizom, uslijed koje se voda razlaže na kisik i vodik, nastala smjesa nazvana je eksplozivni plin ili Brownov plin.

Ispod možete vidjeti dijagram generatora vodika (elektrolizera) koji radi na struju:

Elektrolizatori su pušteni u serijsku proizvodnju i koriste se za gasno-plamene (zavarivačke) radove. Struja određene frekvencije i jačine primjenjuje se na grupe metalnih ploča koje su potopljene u vodu. Zbog tekuće reakcije elektrolize oslobađaju se kisik i vodik pomiješan s vodenom parom.

Kako bi se odvojili plinovi od pare, sve se propušta kroz separator, nakon čega se dovodi u gorionik. Kako bi se spriječio povratni udar i eksplozija, na dovodu je montiran ventil koji omogućava gorivu da prolazi samo u jednom smjeru.

Instalacija vodonika za grijanje kuće uključuje sljedeće komponente: kotao i cijevi promjera 25-32 mm (1-1,25 inča). Cijevi se mogu instalirati kod kuće vlastitim rukama, ali mora biti ispunjen jedan uvjet - nakon svakog grananja, promjer bi se trebao smanjiti.

Promjer se smanjuje prema sljedećem principu - cijev D32, cijev D25. Nakon grananja - D20, a montira se posljednja cijev D16. Ako je ovaj uslov ispunjen, gorionik vodonika će raditi efikasno i efikasno.

Kako bi se pratio nivo vode i blagovremeno hranio uređaj, u dizajnu je ugrađen poseban senzor koji daje komandu u pravo vrijeme i voda se ubrizgava u radni prostor elektrolizera. Kako pritisak ne bi skočio na kritičnu tačku unutar posude, jedinica je opremljena prekidačem za slučaj nužde i ventilom za ispuštanje. Za servisiranje generatora vodonika potrebno je samo s vremena na vrijeme dodati vodu i to je to.

Prednosti grijanja vodonikom

Imati grejanje vodonikom postoji nekoliko ozbiljnih prednosti koje utiču na rasprostranjenost sistema:

1. Ekološki prihvatljivi sistemi. Jedini nusproizvod koji se ispušta u atmosferu tokom rada je vodena para. Koji ni na koji način ne šteti okolini.
2. Vodonik u sistemu grijanja radi bez upotrebe vatre. Toplina se stvara katalitičkom reakcijom. Kada se vodonik spoji sa kiseonikom, nastaje voda. Zbog toga se stvara mnogo topline. Sam tok topline, čija je temperatura oko 40 ° C, ide u izmjenjivač topline. Za sistem, topli pod je idealan temperaturni režim.
3. Uskoro će grijanje na vodik vlastitim rukama moći istisnuti tradicionalne sisteme, oslobađajući tako čovječanstvo od ekstrakcije drugih vrsta goriva - nafte, plina, uglja i drva za ogrjev.
4. Minimalni vijek trajanja je 15 godina.
5. Efikasnost grijanja privatne kuće vodonikom može doseći 96%.

Ekstrakcija vodonika je pristupačan proces. Sve što će morati da se potroši je struja. A kada koristite generator grijanja, uključite solarnu bateriju u rad sistema, tada se troškovi električne energije mogu svesti na minimum. Na osnovu ovoga možemo zaključiti da je ovaj sistem ekološki najekonomičniji i najefikasniji za grijanje doma.

Kako sastaviti generator vodonika vlastitim rukama?

Često se kotao na vodik koristi za podno grijanje. Ovi sistemi u našem vremenu se nalaze u veoma različitim kapacitetima. Snaga kotlova je veoma različita, od 27W pa sve do beskonačnosti. Možete uzeti jedan vrlo snažan kotao za grijanje cijele kuće odjednom, ili možete uzeti nekoliko manjih. Instaliraju se sami, ali kako napraviti generator vodonika vlastitim rukama?

Prije nego počnete graditi gorivne ćelije Pri ruci morate imati sljedeće alate:

• pila za metal;
• bušilica sa setom bušilica;
• set ključeva;
• ravni i prorezni odvijači;
• kutna brusilica ("brusilica") sa ugrađenim točkom za rezanje metala;
• multimetar i mjerač protoka;
• vladar;
• marker.

Štoviše, ako se odlučite samostalno baviti konstrukcijom PWM generatora, tada će vam trebati osciloskop i mjerač frekvencije da biste ga konfigurirali.

Da bismo proizveli generator vodika za grijanje privatne kuće, razmotrit ćemo apsolutno "suhi" krug elektrolizera koji koristi elektrode od nehrđajućeg čelika.

Upute u nastavku pokazuju proces izgradnje generatora vodika:

1. Konstrukcija kućišta gorive ćelije. Ulogu bočnih zidova okvira igraju ploče od lesonita ili pleksiglasa, izrezane na veličinu budućeg generatora. Vrijedi napomenuti da veličina jedinice direktno ovisi o njenim performansama, ali će troškovi nabavke nekomercijalnih uređaja biti mnogo veći. Za konstrukciju gorivne ćelije, optimalne dimenzije su od 150 × 150 mm do 250 × 250 mm.
2. U svakoj od ploča izbušene su rupe za dovod i izlaz vode. Osim toga, potrebno je bušenje u bočnom zidu za izlaz plina i četiri rupe u uglovima kako bi se elementi reaktora međusobno povezali.
3. Koristeći brusilicu, ploče elektroda se izrezuju iz lima od nehrđajućeg čelika 316L. Oni bi trebali biti 10-20 mm manji od zidova. Štoviše, u proizvodnji svakog dijela, u jednom od uglova mora se ostaviti mala kontaktna površina. Ovo je neophodno kako bi se negativne i pozitivne elektrode spojile u grupe prije nego što ih spojite na napajanje.
4. Da bi se dobila potrebna količina NNO, nerđajući čelik se mora obraditi finim brusnim papirom sa obe strane.
5. U svakoj ploči se izbuše dvije rupe: bušilicom čiji prečnik treba da bude 6-7 mm - za dovod vode u prostor između elektroda i prečnika 8-10 mm - za uklanjanje Brownovog gasa. Tačke bušenja se izračunavaju uzimajući u obzir lokacije ugradnje odgovarajućih ulaznih i izlaznih mlaznica.
6. Počnite sa sastavljanjem generatora. Za to se u zidove od lesonita ugrađuju okovi koji služe za dovod vode i odvod plina. Mjesta njihovih spojeva pažljivo su zapečaćena automobilskom ili vodovodnom brtvilom.
7. Nakon toga se jedan od prozirnih dijelova tijela ugrađuje na igle, nakon čega se polažu elektrode. Polaganje elektroda treba započeti s O-prstenom. Imajte na umu: ravnina elektroda mora biti apsolutno ravna, inače će se elementi sa suprotnim nabojem dodirnuti, što će uzrokovati kratki spoj!
8. Ploče od nerđajućeg čelika se odvajaju od bočnih površina reaktora pomoću O-prstenova od silikona, paronita ili drugih materijala. Važno je da ne bude deblji od 1 mm. Takvi dijelovi se koriste kao odstojnici između ploča. U procesu polaganja vodite računa da kontaktne jastučiće suprotnih elektroda grupišu po različite strane generator.
9. Nakon što je posljednja ploča postavljena, postavite zaptivni prsten, nakon čega se generator zatvara drugim zidom od lesonita, a sama konstrukcija je povezana maticama i podloškama. Kada radite ovaj posao, pažljivo pratite ujednačenost zatezanja i odsutnost izobličenja između ploča.
10. Uz pomoć polietilenskih crijeva generator je spojen na posudu s vodom i mjehurićem.
11. Kontaktne jastučiće elektroda međusobno se spajaju na bilo koji način, nakon čega se na njih spajaju žice za napajanje.
12. Napon se dovodi do gorivne ćelije iz PWM generatora, nakon čega počinju postavljati i prilagođavati aparat za maksimalnu izlaznu snagu NNO.

Da dobijem Brownov gas potreban iznosšto će biti dovoljno za kuvanje i grijanje, instalirano je nekoliko generatora vodonika koji rade paralelno.

1. Strogo je zabranjeno samostalno nadograđivati ​​takvu opremu, čak i ako postoji detaljan i profesionalan inženjerski crtež. To može doprinijeti vjerovatnoći da mješavina vodika iscuri iz generatora u otvoreni prostor, što je prilično opasno.
2. Preporučljivo je montirati posebne senzore temperaturni režim unutar izmjenjivača topline, to će omogućiti praćenje mogućeg viška razine temperature grijanja vode.
3. Sam dizajn plamenika može uključivati zaporni ventili, koji će biti spojen direktno na sam temperaturni senzor. Također je potrebno osigurati normalizirano hlađenje kotla.
4. Na kraju, ono što treba naglasiti je sigurnost. Treba imati na umu da je mješavina vodonika i kisika s razlogom nazvana eksplozivnom. NVC je opasna hemikalija koja može izazvati eksploziju ako se s njom grubo rukuje. Pridržavajte se sigurnosnih pravila i budite izuzetno oprezni kada eksperimentirate s vodonikom.

Ako se pravilno rukuje, kotao na vodik može trajati ne 15 godina, kao što se obično očekuje, već 20 ili čak 30 godina.Međutim, zapamtite da što je veća snaga kotla, veća je i potrošnja energije!