L'hydrogène - presque le carburant parfait pour notre planète. Le seul problème est qu'il n'est présent sur la planète qu'en combinaison avec d'autres substances. Sous sa forme pure, l'hydrogène sur Terre ne représente que 0,00005%. Dans ce contexte, la construction de générateurs d'hydrogène est un sujet brûlant. N'oublions pas que l'hydrogène est une source d'énergie inépuisable, pratiquement sous nos pieds.
Contenu
- 1 La structure et le principe d'un générateur d'hydrogène
- 2 Quelles sont les utilisations d'un générateur d'hydrogène
- 3 Ce qu'il faut pour fabriquer une pile à combustible à la maison
- 4 Générateur d'hydrogène de vos propres mains : instructions
- 5 L'hydrogène à la maison : y a-t-il un avantage ?
- 6 Entretien du générateur d'hydrogène
Conception et fonctionnement du générateur d'hydrogène
Comment cela fonctionne
Le générateur d'hydrogène classique est constitué d'un tube de petit diamètre, souvent de section circulaire. En dessous, il y a des cellules spéciales avec un électrolyte. Les particules d'aluminium elles-mêmes se trouvent dans la cuve inférieure. Dans ce cas, l'électrolyte est uniquement de type alcalin. Il y a un réservoir au-dessus de la pompe d'alimentation où le condensat est collecté. Dans certains modèles, 2 pompes sont utilisées. La température est contrôlée directement dans les cellules.
Le générateur obtient du gaz à partir de l'eau. Sa qualité affecte directement la quantité d'impuretés dans le produit fini. Si de l'eau contenant une forte concentration d'ions étrangers pénètre dans le générateur, elle doit d'abord passer par un filtre de déionisation.
C'est ainsi que fonctionne le processus de production du gaz :
- Le distillat est séparé en oxygène (O) et en hydrogène (H) dans un processus d'électrolyse.
- L'O2 entre dans le réservoir d'alimentation et s'échappe ensuite dans l'atmosphère comme sous-produit.
- L'H2 est acheminé vers le séparateur, séparé de l'eau, qui retourne ensuite dans le réservoir d'alimentation.
- L'hydrogène passe à nouveau à travers une membrane de séparation qui élimine l'oxygène résiduel, puis entre dans l'équipement de chromatographie.
Méthode d'électrolyse
Comme indiqué plus haut, il n'existe pratiquement aucune source d'énergie au monde aussi inépuisable que l'hydrogène. Il ne faut pas oublier que les océans du monde sont composés aux 2/3 de cet élément, et que H2, avec l'hélium, occupe le plus grand volume de l'univers. Mais pour obtenir de l'hydrogène pur, il faut diviser l'eau en particules, et ce n'est pas très facile à faire.
Les scientifiques, après des années de ruse, ont inventé une méthode d'électrolyse.. La méthode consiste à placer dans l'eau, à faible distance l'une de l'autre, deux plaques métalliques qui sont reliées à une source de haute tension. Une puissance est alors appliquée - et un potentiel électrique important brise effectivement la molécule d'eau en ses composants, ce qui entraîne la libération de 2 atomes d'hydrogène (HH) et d'un atome d'oxygène (O).
Ce gaz (HHO) a été nommé d'après le scientifique australien Yull Brown, qui a breveté la création de l'électrolyseur en 1974.
La pile à combustible de Stanley Meyer
Le scientifique américain Stanley Meyer a inventé une machine qui utilise des courants d'une certaine fréquence au lieu d'un fort potentiel électrique. La molécule d'eau oscille au rythme des impulsions électriques changeantes et entre en résonance. Progressivement, il gagne en puissance, ce qui suffit à scinder la molécule en ses composants. Ce traitement nécessite un courant dix fois inférieur à celui requis pour le fonctionnement d'un appareil d'électrolyse standard.
IMPORTANT! Meyer a payé de sa vie son invention. La rumeur veut qu'il ait été tué sur l'ordre des magnats, car son invention aurait tué l'industrie pétrolière sur le champ. Néanmoins, une partie du savoir-faire du scientifique a survécu, de sorte que ses contemporains ont la possibilité d'essayer de fabriquer de tels appareils.
Les avantages du gaz de Brown comme source d'énergie
- L'eau, dont le HHO est dérivé, est présente sur notre planète en grandes quantités. Par conséquent, les sources d'hydrogène sont pratiquement inépuisables.
- Lorsque le gaz de Brown est brûlé, de la vapeur d'eau est produite. Il peut être condensé pour redevenir liquide et être réutilisé comme matière première.
- La combustion de HHO n'émet aucun polluant dans l'atmosphère et ne produit aucun sous-produit autre que de l'eau. On peut dire que le gaz de Brown est le combustible le plus écologique au monde.
- L'utilisation d'un générateur d'hydrogène permet de dégager de la vapeur d'eau. La quantité de vapeur est suffisante pour garder une pièce suffisamment humide pendant longtemps.
IMPORTANT! L'hydrogène peut également être obtenu par le biais du craquage - raffinage du pétrole (le gaz est libéré comme sous-produit). Cette méthode est moins chère que celle de l'électrolyse, mais le transport du gaz peut être difficile. En outre, le gaz produit par électrolyse est beaucoup plus propre que le gaz produit par craquage.
Utilisation d'un générateur d'hydrogène
Le H2 est un vecteur énergétique moderne qui est activement utilisé dans de nombreuses applications industrielles. Pour n'en citer que quelques-uns :
- la production de chlorure d'hydrogène (HC)l ;
- la production de propergol pour les systèmes de fusée ;
- la production d'ammoniac ;
- traitement et découpe des métaux
- développement d'engrais pour les parcelles de datcha ;
- la synthèse de l'acide nitrique ;
- création de l'alcool méthylique ;
- l'industrie alimentaire ;
- la production d'acide hydrochlorique ;
- création de systèmes de chauffage par le sol.
En outre, le HHO est également devenu très utile à la maison, bien qu'avec des réserves. Tout d'abord, il est utilisé pour les systèmes de chauffage autonomes. En outre, le gaz de Brown est ajouté à l'essence dans le but de tromper le moteur et d'économiser du carburant.
Dans les deux cas, il existe des particularités. Par exemple, lors de l'organisation du chauffage domestique, il faut tenir compte du fait que la température de combustion du HHO est supérieure d'un ordre de grandeur à celle du méthane. Il est donc nécessaire d'acheter une chaudière spéciale, coûteuse, avec un embout résistant à la chaleur. Sinon, le propriétaire et sa maison seront en grand danger.
Quant à l'utilisation d'un générateur dans une voiture, le système peut parfois fonctionner - s'il est conçu correctement. Mais il est presque impossible de trouver les paramètres ou le facteur d'augmentation de la puissance idéaux. En outre, il n'est pas clair dans quelle mesure la durée de vie du moteur sera réduite, et son remplacement coûtera cher.
Ce qu'il faut pour fabriquer une pile à combustible à la maison
Construire une unité d'hydrogène à la maison n'est pas une tâche facile. Vous devez vous équiper non seulement d'un certain nombre d'outils, mais aussi des connaissances et des schémas appropriés.
Conception d'un générateur d'hydrogène : schémas et dessins
Le dispositif se compose d'un réacteur avec des électrodes installées, d'un générateur PWM pour l'alimentation, d'une vanne d'eau, de fils et de tuyaux reliant la structure. On connaît aujourd'hui plusieurs électrolyseurs, où des plaques ou des tubes sont utilisés comme électrodes.
Les électrolyseurs secs sont également populaires. Contrairement à la version classique, dans cet appareil, ce ne sont pas les plaques qui sont placées dans un réservoir avec du liquide, mais l'eau elle-même est dirigée dans un espace entre les électrodes plates.
Choix des matériaux pour la construction d'un générateur d'hydrogène
Aucun outil spécial et inhabituel n'est nécessaire pour construire un générateur à la maison. Voici ce que vous devez préparer :
- une scie à métaux pour travailler les produits métalliques ;
- une perceuse et des mèches ;
- un jeu de clés à molette ;
- un tournevis à tête plate et un tournevis à fente ;
- une meuleuse d'angle avec une meule de coupe en métal ;
- multimètre et débitmètre ;
- règle ;
- marqueur.
Générateur d'hydrogène de vos propres mains : instructions
Le processus commence par la création d'une cellule de production d'hydrogène. Les dimensions de la cellule doivent être légèrement inférieures à la longueur et à la largeur internes du corps du générateur. Il fait 2/3 de la hauteur du boîtier principal. La cellule est faite de textolite ou de plexiglas (épaisseur de la paroi 5-7 mm). Pour ce faire, on découpe 5 assiettes à partir desquelles on colle un rectangle dont la partie inférieure n'est recouverte d'aucune manière.
Utilisez une meuleuse pour découper les plaques d'électrodes dans une feuille d'acier inoxydable. Leur taille doit être inférieure de 10 à 20 mm à celle des parois latérales.
IMPORTANT! Afin d'obtenir une quantité suffisante de HHO, l'acier inoxydable doit être broyé des deux côtés.
Deux trous doivent être percés dans chaque plaque, l'un pour alimenter en eau l'espace entre les électrodes et l'autre pour évacuer le gaz de Brown.
Les connecteurs d'entrée d'eau et de sortie de gaz sont insérés dans les parois de l'organza. Les joints où ils sont connectés sont soigneusement scellés avec du mastic. Placez les plots dans l'une des pièces de l'enveloppe transparente, puis procédez à la pose des électrodes.
IMPORTANT! La planéité des électrodes de la plaque doit être régulière, sinon les éléments peuvent provoquer un court-circuit.
Les plaques sont détachées des côtés du réacteur à l'aide de bagues d'étanchéité, qui peuvent être en silicone, en paronite ou en un autre matériau. Lorsque la dernière plaque est installée, la bague d'étanchéité est mise en place et le générateur est recouvert de la deuxième paroi organolithique. La construction ainsi obtenue est fixée à l'aide de rondelles et d'écrous.
Le générateur est relié au réservoir d'eau et au barboteur par des tuyaux en polyéthylène. Les électrodes sont connectées les unes aux autres, puis l'alimentation électrique est connectée. La cellule est alimentée par un générateur PWM.
L'hydrogène à la maison : y a-t-il un avantage ?
Il n'est pas rentable d'utiliser un générateur d'hydrogène pour le chauffage domestique. Vous dépenserez plus d'électricité pour émettre du H2 pur que vous n'obtiendrez d'énergie après l'avoir brûlé. Ainsi, pour 1 kW de chaleur, 2 kW d'électricité sont consommés, c'est-à-dire qu'il n'y a aucun avantage. Il est plus simple d'installer chez soi l'une des chaudières électriques.
Pour remplacer 1 litre d'essence pour une voiture, il faudrait 4766 litres d'hydrogène pur ou 7150 litres de gaz à hochet, dont 1/3 d'oxygène. Jusqu'à présent, même les meilleurs esprits du monde n'ont pas développé une unité capable de produire une telle capacité.
Maintenance des générateurs d'hydrogène
L'équipement doit être soigneusement entretenu. Les spécialistes conseillent de suivre les conseils suivants :
- ne pas améliorer ou modifier vous-même le générateur, même avec un dessin d'ingénierie professionnel ;
- Il est recommandé d'installer des capteurs de température spéciaux sur l'équipement à l'intérieur de l'échangeur de chaleur, ce qui permettra de surveiller la surchauffe de l'eau ;
- une vanne d'arrêt peut être installée dans le brûleur et reliée à une sonde de température. Cela permettra à l'appareil de refroidir normalement.
Un générateur artisanal peut produire de l'hydrogène, mais il est principalement utilisé pour des expériences et le soudage au gaz. Pour chauffer un grand bâtiment, l'efficacité de l'appareil ne sera tout simplement pas suffisante. Il ne faut pas non plus oublier la faible efficacité de l'appareil, ainsi que les tracas et les dépenses liés à son assemblage.
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