Brint - næsten det perfekte brændstof for vores planet. Det eneste problem er, at det kun forekommer på planeten i kombination med andre stoffer. I sin rene form indeholder brint på Jorden kun 0,00005 %. I den forbindelse er konstruktionen af brintgeneratorer et varmt emne. Lad os ikke glemme, at brint er en uendelig energikilde, der ligger praktisk talt under vores fødder.
Indhold
Design og drift af brintgenerator
Sådan fungerer det
Den klassiske brintgenerator består af et rør med en lille diameter, ofte med et cirkulært tværsnit. Under den er der særlige celler med en elektrolyt. Selve aluminiumpartiklerne befinder sig i den nederste beholder. Elektrolytten er i dette tilfælde kun af den alkaliske type. Der er en tank over fødepumpen, hvor kondensatet opsamles. I nogle modeller anvendes der 2 pumper. Temperaturen styres direkte i cellerne.
Generatoren får gas fra vandet. Dens kvalitet har direkte indflydelse på mængden af urenheder i det færdige produkt. Hvis der kommer vand med en høj koncentration af fremmede ioner ind i generatoren, skal det først gennem et deioniseringsfilter.
Sådan fungerer gasproduktionsprocessen:
- Destillatet opdeles i ilt (O) og brint (H) i en elektrolyseproces.
- O2 kommer ind i fødevaretanken og slipper derefter ud i atmosfæren som et biprodukt.
- H2 leveres til separatoren og adskilles fra vandet, som derefter kommer ind i fødevaretanken igen.
- Brinten ledes igen gennem en separationsmembran, som fjerner den resterende ilt, og derefter ledes den ind i kromatografiapparatet.
Elektrolyse-metode
Som nævnt ovenfor er der næsten ingen energikilder i verden, der er så uudtømmelige som brint. Man må ikke glemme, at verdenshavene består af 2/3 af dette grundstof, og at H2 sammen med helium udgør det største volumen i universet. Men for at få ren brint skal man splitte vand op i partikler, og det er ikke så let at gøre.
Forskere har efter mange års snyd opfundet en metode til elektrolyse.. Metoden er baseret på at placere to metalplader i vand i tæt afstand fra hinanden, som er forbundet til en højspændingskilde. Derefter tilføres strøm - og et stort elektrisk potentiale bryder faktisk vandmolekylet op i bestanddele, hvilket resulterer i frigivelse af 2 hydrogenatomer (HH) og 1 oxygenatom (O).
Denne gas (HHO) blev opkaldt efter den australske videnskabsmand Jull Brown, som tog patent på elektrolyserens udvikling i 1974.
Stanley Meyers brændselscelle
Den amerikanske videnskabsmand Stanley Meyer opfandt en maskine, der brugte strømme af en bestemt frekvens i stedet for et stærkt elektrisk potentiale. Vandmolekylet svinger i takt med de skiftende elektriske impulser og går ind i resonansen. Efterhånden får den mere og mere kraft, som er nok til at splitte molekylet op i dets bestanddele. Denne behandling kræver en strøm, der er ti gange lavere end den strøm, der kræves for at få en standard elektrolyseenhed til at fungere.
VIGTIGT! Meyer betalte med sit liv for sin opfindelse. Rygterne siger, at han blev dræbt på foranledning af magnaterne, da hans opfindelse ville have dræbt oliebranchen på stedet. Ikke desto mindre er noget af videnskabsmandens knowhow bevaret, så hans samtidige har mulighed for at forsøge at fremstille sådanne apparater.
Fordelene ved Browns gas som energikilde
- Vand, som HHO stammer fra, er til stede på vores planet i store mængder. Brintkilderne er derfor praktisk talt uudtømmelige.
- Når Browns gas forbrændes, dannes der vanddamp. Det kan kondenseres tilbage til en væske og bruges igen som råmateriale.
- Forbrænding af HHO udleder ingen forurenende stoffer til atmosfæren og producerer ingen andre biprodukter end vand. Det kan siges, at Brown-gas er det mest miljøvenlige brændstof i verden.
- Ved at bruge en brintgenerator frigøres der vanddamp. Dampmængden er nok til at holde et rum fugtigt nok i lang tid.
VIGTIGT! Brint kan også fremstilles ved krakning - olieraffinering (gassen frigives som et biprodukt). Denne metode er billigere end elektrolysemetoden, men det kan være vanskeligt at transportere gassen. Desuden er den gas, der produceres ved elektrolyse, meget renere end den gas, der produceres ved krakning.
Brug af brintgenerator
H2 er en moderne energibærer, der anvendes aktivt i mange industrielle applikationer. For blot at nævne nogle få:
- produktion af hydrogenchlorid (HC)l;
- produktion af drivmiddel til raketsystemer;
- produktion af ammoniak;
- forarbejdning og skæring af metal
- udvikling af gødningsstoffer til dacha-arealer;
- salpetersyresyntese;
- fremstilling af methylalkohol;
- fødevareindustrien;
- produktion af saltsyre;
- etablering af gulvvarmesystemer.
Desuden er HHO også blevet meget nyttigt i hjemmet, om end med forbehold. Først og fremmest anvendes det til selvstændige varmeanlæg. Desuden tilsættes Browns gas til benzin i et forsøg på at snyde motoren og spare på brændstoffet.
I begge tilfælde er der særlige kendetegn. For eksempel skal man i forbindelse med opvarmning af boliger tage hensyn til, at forbrændingstemperaturen for HHO er en størrelsesorden højere end for metan. Det er derfor nødvendigt at købe en speciel, dyr kedel med en varmebestandig dyse. Ellers vil ejeren og hans hjem være i stor fare.
Hvad angår brugen af en generator i en bil, kan systemet nogle gange fungere - hvis det er konstrueret korrekt. Men det er næsten umuligt at finde de ideelle parametre eller den ideelle effektforøgelsesfaktor. Desuden er det ikke klart, hvor meget motorens levetid vil blive forkortet, og det vil koste en pæn sum at udskifte den.
Hvad der er nødvendigt for at lave en brændselscelle derhjemme
Det er ikke let at bygge en brintenhed derhjemme. Du skal udstyre dig selv ikke kun med en række værktøjer, men også med den relevante viden og skemaer.
Design af en brintgenerator: skematikker og tegninger
Enheden består af en reaktor med installerede elektroder, en PWM-generator til strømforsyning, en vandgate, ledninger og slanger, der forbinder strukturen. Der findes i dag flere elektrolysere, hvor der anvendes plader eller rør som elektroder.
Tørre elektrolysatorer er også populære. I modsætning til den klassiske version er det i denne enhed ikke pladerne, der er placeret i en tank med væske, men selve vandet ledes ind i et mellemrum mellem de flade elektroder.
Valg af materialer til opbygning af en brintgenerator
Der er ikke brug for særlige og usædvanlige værktøjer til at bygge en generator derhjemme. Her er, hvad du skal forberede dig på:
- en nedstryger til bearbejdning af metalprodukter;
- en boremaskine og borebits;
- et sæt skruenøgler;
- en fladhovedet skruetrækker og en slidset skruetrækker;
- vinkelsliber (slibemaskine) med et skærehjul til metal;
- multimeter og flowmåler;
- lineal;
- markør.
Brintgenerator med egne hænder: instruktioner
Processen starter med oprettelsen af en brintproduktionscelle. Cellens dimensioner skal være lidt mindre end generatorhusets indvendige længde og bredde. Den er 2/3 af højden af hovedhuset. Cellen er fremstillet af textolit eller plexiglas (vægtykkelse 5-7 mm). Til dette formål skæres 5 plader til, hvoraf der limes et rektangel, hvis nederste del ikke er dækket på nogen måde.
Brug en slibemaskine til at skære elektrodepladerne ud af en plade af rustfrit stål. De skal være 10-20 mm mindre end sidevæggene.
VIGTIGT! For at få en tilstrækkelig mængde HHO skal det rustfrie stål slibes på begge sider.
Der skal bores to huller i hver plade, et til at tilføre vand til rummet mellem elektroderne og et til at dræne Browns gas.
Vandindgangs- og gasudgangsstikket indsættes i organelitvæggene. De samlinger, hvor de er forbundet, er omhyggeligt forseglet med fugemasse. Placer tapperne i et af de gennemsigtige beklædningsstykker, og læg derefter elektroderne.
VIGTIGT! Pladeelektrodernes planhed skal være jævn, da elementerne ellers kan forårsage kortslutning.
Pladerne løsnes fra reaktorens sider ved hjælp af tætningsringe, som kan være fremstillet af silikone, paronit eller andet materiale. Når den sidste plade er monteret, monteres tætningsringen, og generatoren dækkes med den anden organolitiske væg. Den resulterende konstruktion fastgøres ved hjælp af skiver og møtrikker.
Generatoren er forbundet til vandtanken og bobleren ved hjælp af polyethylenslanger. Elektrodepuderne forbindes med hinanden, hvorefter strømforsyningen tilsluttes. Cellen får strøm fra en PWM-generator.
Brint i hjemmet: er der en fordel?
Det er ikke rentabelt at bruge en brintgenerator til opvarmning af hjemmet. Du bruger mere elektricitet på at udlede ren H2, end du får energi efter afbrænding af det. Så for 1 kW varme forbruges der 2 kW elektricitet, dvs. der er ingen fordel. Det er enklere at installere hjemme nogen af de elektriske kedler.
For at erstatte 1 liter benzin til en bil skal man bruge 4766 liter ren brint eller 7150 liter raslende gas, hvoraf 1/3 er ilt, til at erstatte 1 liter benzin. Indtil videre har ikke engang de bedste hjerner i verden udviklet en enhed, der er i stand til at producere en sådan kapacitet.
Vedligeholdelse af brintgeneratorer
Udstyret skal vedligeholdes omhyggeligt. Specialister anbefaler, at man følger følgende råd:
- Du må ikke selv forbedre eller ændre generatoren, heller ikke med en professionel konstruktionstegning;
- Det anbefales, at der installeres særlige temperaturfølere på udstyret inde i varmeveksleren, så det er muligt at overvåge overophedning af vandet;
- Der kan installeres en afspærringsventil i brænderen og tilsluttes en temperaturføler. Dette vil gøre det muligt for apparatet at køle normalt ned.
En hjemmelavet generator kan producere brint, men den bruges primært til eksperimenter og gassvejsning. For at opvarme en stor bygning er enhedens effektivitet simpelthen ikke nok. Og du bør ikke glemme enhedens lave effektivitet samt besværet og omkostningerne ved at samle den.
Relaterede artikler:
