Vety - lähes täydellinen polttoaine planeetallemme. Ainoa ongelma on, että sitä esiintyy maapallolla vain yhdessä muiden aineiden kanssa. Puhtaassa muodossaan vetyä on maapallolla vain 0,00005 %. Tässä yhteydessä vetygeneraattoreiden rakentaminen on kuuma aihe. Älkäämme unohtako, että vety on loputon energianlähde, joka on käytännössä jalkojemme alla.
Sisältö
Vetygeneraattorin suunnittelu ja toiminta
Miten se toimii
Klassinen vetygeneraattori koostuu halkaisijaltaan pienestä putkesta, joka on usein poikkileikkaukseltaan pyöreä. Sen alla on erityisiä kennoja, joissa on elektrolyytti. Alumiinihiukkaset itse sijaitsevat alemmassa astiassa. Tässä tapauksessa elektrolyytti on ainoastaan emäksistä. Syöttöpumpun yläpuolella on säiliö, johon lauhde kerätään. Joissakin malleissa käytetään 2 pumppua. Lämpötilaa säädetään suoraan kennoissa.
Generaattori saa kaasua vedestä. Sen laatu vaikuttaa suoraan epäpuhtauksien määrään lopputuotteessa. Jos generaattoriin pääsee vettä, jossa on runsaasti vieraita ioneja, sen on ensin käytävä deionisaatiosuodattimen läpi.
Näin kaasun tuotantoprosessi toimii:
- Tisle jaetaan hapeksi (O) ja vedyksi (H) elektrolyysiprosessissa.
- O2 tulee syöttösäiliöön ja poistuu sitten sivutuotteena ilmakehään.
- H2 johdetaan erottimeen ja erotetaan vedestä, joka sitten virtaa takaisin syöttösäiliöön.
- Vety johdetaan uudelleen erotuskalvon läpi, joka poistaa jäännöshapen, ja sen jälkeen se johdetaan kromatografialaitteistoon.
Elektrolyysimenetelmä
Kuten edellä mainittiin, maailmassa ei ole juuri mitään yhtä ehtymätöntä energialähdettä kuin vety. Ei pidä unohtaa, että maailman valtameret koostuvat 2/3:sti tästä alkuaineesta, ja H2 on yhdessä heliumin kanssa maailmankaikkeuden suurin tilavuus. Puhtaan vedyn saamiseksi vesi on kuitenkin pilkottava hiukkasiksi, eikä se ole kovin helppoa.
Tutkijat ovat vuosien huijauksen jälkeen keksineet - elektrolyysimenetelmä.. Menetelmä perustuu siihen, että kaksi metallilevyä asetetaan veteen lähietäisyydelle toisistaan ja kytketään korkeajännitelähteeseen. Tämän jälkeen kytketään virta - ja suuri sähköpotentiaali todella hajottaa vesimolekyylin osiin, jolloin vapautuu 2 vetyatomia (HH) ja 1 happiatomi (O).
Tämä kaasu (HHO) on nimetty australialaisen tiedemiehen Jull Brownin mukaan, joka patentoi elektrolyyserin luomisen vuonna 1974.
Stanley Meyerin polttokenno
Yhdysvaltalainen tiedemies Stanley Meyer keksi koneen, joka käytti tietyn taajuuden virtoja voimakkaan sähköpotentiaalin sijaan. Vesimolekyyli heiluu muuttuvien sähköimpulssien mukana ja siirtyy resonanssiin. Vähitellen se saa voimaa, joka riittää jakamaan molekyylin sen osiin. Tämä käsittely vaatii kymmenen kertaa pienemmän virran kuin tavallisen elektrolyysiyksikön toiminta vaatii.
TÄRKEÄÄ! Meyer maksoi keksinnöstään hengellään. Huhujen mukaan hänet tapettiin suurpääomistajain käskystä, koska hänen keksintönsä olisi tappanut öljybisneksen saman tien. Osa tiedemiehen tietotaidosta on kuitenkin säilynyt, joten hänen aikalaisillaan on mahdollisuus yrittää valmistaa tällaisia laitteita.
Brownin kaasun edut energialähteenä
- Vettä, josta HHO saadaan, on planeetallamme valtavat määrät. Näin ollen vedyn lähteet ovat käytännössä ehtymättömiä.
- Kun Brownin kaasua poltetaan, syntyy vesihöyryä. Se voidaan tiivistää takaisin nesteeksi ja käyttää uudelleen raaka-aineena.
- HHO:n polttaminen ei aiheuta epäpuhtauspäästöjä ilmakehään eikä tuota muita sivutuotteita kuin vettä. Voidaan sanoa, että Brownin kaasu on maailman ympäristöystävällisin polttoaine.
- Käyttämällä vetygeneraattoria vapautuu vesihöyryä. Höyryn määrä riittää pitämään huoneen riittävän kosteana pitkään.
TÄRKEÄÄ! Vetyä voidaan saada myös krakkaamalla - öljynjalostus (kaasu vapautuu sivutuotteena.). Tämä menetelmä on halvempi kuin elektrolyysimenetelmä, mutta kaasun kuljetus voi olla vaikeaa. Lisäksi elektrolyysillä tuotettu kaasu on paljon puhtaampaa kuin krakkaamalla tuotettu kaasu.
Vetygeneraattorin käyttö
H2 on nykyaikainen energiamuoto, jota käytetään aktiivisesti monissa teollisissa sovelluksissa. Vain muutamia mainitakseni:
- vetykloridin (HC)l tuotanto;
- rakettijärjestelmien polttoaineen tuotanto;
- ammoniakin tuotanto;
- metallin jalostus ja leikkaus
- lannoitteiden kehittäminen tontteja varten;
- typpihapon synteesi;
- metyylialkoholin luominen;
- elintarviketeollisuus;
- suolahapon tuotanto;
- lattialämmitysjärjestelmien luominen.
Lisäksi HHO:sta on tullut erittäin käyttökelpoinen myös kotona, joskin varauksin. Ensinnäkin sitä käytetään erillisissä lämmitysjärjestelmissä. Lisäksi bensiiniin lisätään Brownin kaasua, jolla yritetään huijata moottoria ja säästää polttoainetta.
Molemmissa tapauksissa on erityispiirteitä. Esimerkiksi kotien lämmitystä järjestettäessä on otettava huomioon, että HHO:n palamislämpötila on kertaluokkaa korkeampi kuin metaanin. Siksi on tarpeen ostaa erityinen, kallis kattila, jossa on kuumuutta kestävä suutin. Muussa tapauksessa omistaja ja hänen kotinsa ovat suuressa vaarassa.
Mitä tulee generaattorin käyttöön autossa, joskus järjestelmä voi toimia - jos se on suunniteltu oikein. On kuitenkin lähes mahdotonta löytää ihanteellisia parametreja tai tehonlisäyskerrointa. Lisäksi ei ole selvää, kuinka paljon moottorin käyttöikä lyhenee, ja sen korvaaminen maksaa melkoisen paljon.
Mitä tarvitaan polttokennon tekemiseen kotona?
Vetyyksikön rakentaminen kotiin ei ole helppo tehtävä. Sinun on varustettava itsesi paitsi useilla työkaluilla myös asianmukaisilla tiedoilla ja kaavioilla.
Vetygeneraattorin suunnittelu: kaaviot ja piirustukset
Laite koostuu reaktorista, johon on asennettu elektrodeja, PWM-generaattorista, vesiportista, johdoista ja letkuista, jotka yhdistävät rakenteen. Tunnettuja elektrolyysereitä, joissa käytetään levyjä tai putkia elektrodeina, on useita.
Myös kuivaelektrolyyserit ovat suosittuja. Toisin kuin klassisessa versiossa, tässä laitteessa levyjä ei aseteta nestettä sisältävään säiliöön, vaan itse vesi ohjataan litteiden elektrodien väliseen rakoon.
Materiaalien valinta vetygeneraattorin rakentamista varten
Generaattorin rakentamiseen kotona ei tarvita erityisiä ja epätavallisia työkaluja. Seuraavassa kerrotaan, mitä sinun on valmisteltava:
- rautasaha metallituotteiden työstämiseen;
- pora ja poranterät;
- avainsarja;
- litteä ruuvimeisseli ja uraruuvimeisseli;
- kulmahiomakone (hiomakone), jossa on metallin leikkaava pyörä;
- yleismittari ja virtausmittari;
- hallitsija;
- merkki.
Vetygeneraattori omin käsin: ohjeet
Prosessi alkaa vedyn tuotantokennon luomisella. Kennon mittojen on oltava hieman pienemmät kuin generaattorin rungon sisäinen pituus ja leveys. Se on 2/3 pääkotelon korkeudesta. Kenno on valmistettu textoliitista tai pleksilasista (seinämän paksuus 5-7 mm). Tätä varten leikataan 5 levyä, joista liimataan suorakulmio, jonka alaosaa ei peitetä millään tavalla.
Leikkaa elektrodilevyt hiomakoneella ruostumattomasta teräslevystä. Niiden koon on oltava 10-20 mm pienempi kuin sivuseinien.
TÄRKEÄÄ! Riittävän HHO:n saamiseksi ruostumaton teräs on hiottava molemmilta puolilta.
Kumpaankin levyyn on porattava kaksi reikää, joista toinen veden syöttämistä varten elektrodien väliseen tilaan ja toinen Brownin kaasun poistamista varten.
Veden tulo- ja kaasunpoistoliitännät työnnetään organzan seinämiin. Liitoskohdat, joissa ne on liitetty toisiinsa, tiivistetään huolellisesti tiivistysaineella. Aseta nastat yhteen läpinäkyvistä kotelokappaleista ja aseta sitten elektrodit.
TÄRKEÄÄ! Levyelektrodien tasaisuuden on oltava tasainen, muuten elementit voivat aiheuttaa oikosulun.
Levyt irrotetaan reaktorin sivuista tiivistysrenkailla, jotka voivat olla silikonista, paroniitista tai muusta materiaalista valmistettuja. Kun viimeinen levy on asennettu, tiivisterengas asennetaan ja generaattori peitetään toisella organoliittiseinällä. Tuloksena syntynyt rakenne kiinnitetään aluslevyillä ja muttereilla.
Generaattori on liitetty vesisäiliöön ja kuplivaan laitteeseen polyeteeniletkujen avulla. Elektrodityynyt kytketään toisiinsa, minkä jälkeen kytketään virtalähde. Kenno saa virtaa PWM-generaattorista.
Vety kotona: onko siitä hyötyä
Vetygeneraattorin käyttäminen kotien lämmitykseen ei ole kannattavaa. Puhtaan H2:n tuottamiseen kuluu enemmän sähköä kuin sen polttamisesta saat energiaa. Näin ollen 1 kW:n lämpömäärää vastaan kulutetaan 2 kW sähköä, eli siitä ei ole hyötyä. Se on yksinkertaisempaa asentaa kotona jokin seuraavista sähkökattilat.
Yhden litran bensiinin korvaamiseksi autossa tarvittaisiin 4766 litraa puhdasta vetyä tai 7150 litraa räiskyvää kaasua, josta 1/3 on happea. Toistaiseksi edes maailman parhaat aivot eivät ole kehittäneet yksikköä, joka kykenisi tuottamaan tällaista kapasiteettia.
Vetygeneraattoreiden huolto
Laitteita on huollettava huolellisesti. Asiantuntijat neuvovat noudattamaan seuraavia vinkkejä:
- älä paranna tai muuta generaattoria itse, edes ammattimaisen teknisen piirustuksen avulla;
- On suositeltavaa asentaa lämmönvaihtimen sisällä oleviin laitteisiin erityisiä lämpötila-antureita, joiden avulla veden ylikuumenemista voidaan seurata;
- polttimeen voidaan asentaa sulkuventtiili, joka liitetään lämpötila-anturiin. Näin laite voi jäähtyä normaalisti.
Kotitekoisella generaattorilla voidaan tuottaa vetyä, mutta sitä käytetään pääasiassa kokeisiin ja kaasuhitsaukseen. Suuren rakennuksen lämmittämiseen yksikön tehokkuus ei yksinkertaisesti riitä. Ei pidä myöskään unohtaa laitteen heikkoa hyötysuhdetta sekä sen kokoamiseen liittyviä vaivalloisuuksia ja kustannuksia.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
