L'idrogeno - quasi il carburante perfetto per il nostro pianeta. L'unico problema è che si trova sul pianeta solo in combinazione con altre sostanze. Nella sua forma pura, l'idrogeno sulla Terra è solo lo 0,00005%. In questo contesto, la costruzione di generatori di idrogeno è un tema caldo. Non dimentichiamo che l'idrogeno è una fonte di energia infinita, praticamente sotto i nostri piedi.
Contenuto
Progettazione e funzionamento del generatore di idrogeno
Come funziona
Il classico generatore di idrogeno consiste in un tubo di piccolo diametro, spesso di sezione circolare. Sotto di esso, ci sono celle speciali con un elettrolita. Le stesse particelle di alluminio si trovano nel recipiente inferiore. L'elettrolita in questo caso è solo di tipo alcalino. C'è un serbatoio sopra la pompa di alimentazione dove si raccoglie la condensa. In alcuni modelli vengono utilizzate 2 pompe. La temperatura è controllata direttamente nelle celle.
Il generatore ottiene il gas dall'acqua. La sua qualità influenza direttamente la quantità di impurità nel prodotto finito. Se l'acqua con un'alta concentrazione di ioni estranei entra nel generatore, deve passare prima attraverso un filtro di deionizzazione.
Ecco come funziona il processo di produzione del gas:
- Il distillato viene scisso in ossigeno (O) e idrogeno (H) in un processo di elettrolisi.
- L'O2 entra nel serbatoio di alimentazione e poi fuoriesce nell'atmosfera come sottoprodotto.
- L'H2 viene consegnato al separatore, separato dall'acqua, che poi entra di nuovo nel serbatoio di alimentazione.
- L'idrogeno viene fatto passare attraverso una membrana di separazione che rimuove l'ossigeno residuo e poi entra nell'attrezzatura di cromatografia.
Metodo dell'elettrolisi
Come già detto, non ci sono quasi fonti di energia al mondo così inesauribili come l'idrogeno. Non bisogna dimenticare che gli oceani del mondo sono composti per 2/3 da questo elemento, e l'H2, insieme all'elio, occupa il più grande volume dell'universo. Ma per ottenere idrogeno puro, bisogna dividere l'acqua in particelle, e non è molto facile da fare.
Gli scienziati, dopo anni di inganni, hanno inventato un metodo di elettrolisi.. Il metodo si basa sul posizionamento di due piastre metalliche in acqua a distanze ravvicinate l'una dall'altra, che sono collegate a una fonte di alta tensione. Viene poi applicata la corrente - e un grande potenziale elettrico rompe effettivamente la molecola d'acqua in componenti, con il risultato di rilasciare 2 atomi di idrogeno (HH) e 1 di ossigeno (O).
Questo gas (HHO) prende il nome dallo scienziato australiano Yull Brown, che ha brevettato la creazione dell'elettrolizzatore nel 1974.
La cella a combustibile di Stanley Meyer
Lo scienziato statunitense Stanley Meyer inventò una macchina che utilizzava correnti di una certa frequenza invece di un forte potenziale elettrico. La molecola d'acqua oscilla a tempo con il cambiamento degli impulsi elettrici ed entra nella risonanza. Gradualmente, guadagna potenza, che è sufficiente per dividere la molecola nei suoi componenti. Questo trattamento richiede una corrente dieci volte inferiore a quella necessaria per il funzionamento di un'unità di elettrolisi standard.
IMPORTANTE! Meyer ha pagato con la vita la sua invenzione. Si dice che sia stato ucciso per volere dei magnati, perché la sua invenzione avrebbe ucciso il business del petrolio sul posto. Ciononostante, parte del know-how dello scienziato è sopravvissuto, così i suoi contemporanei hanno l'opportunità di provare a realizzare tali apparati.
I vantaggi del gas di Brown come fonte di energia
- L'acqua, da cui deriva l'HHO, è presente sul nostro pianeta in grandi quantità. Di conseguenza, le fonti di idrogeno sono praticamente inesauribili.
- Quando il gas di Brown viene bruciato, si produce vapore acqueo. Può essere condensato di nuovo in un liquido e utilizzato di nuovo come materia prima.
- La combustione di HHO non emette alcun inquinante nell'atmosfera e non produce altri sottoprodotti oltre all'acqua. Si può dire che il gas di Brown è il carburante più ecologico del mondo.
- Utilizzando un generatore di idrogeno, viene rilasciato vapore acqueo. La quantità di vapore è sufficiente a mantenere una stanza abbastanza umida per molto tempo.
IMPORTANTE! L'idrogeno può anche essere ottenuto per mezzo del cracking - raffinazione del petrolio (il gas viene rilasciato come sottoprodotto). Questo metodo è più economico di quello dell'elettrolisi, ma può essere difficile trasportare il gas. Inoltre, il gas prodotto dall'elettrolisi è molto più pulito di quello prodotto dal cracking.
Uso del generatore di idrogeno
L'H2 è un vettore energetico moderno che viene utilizzato attivamente in molte applicazioni industriali. Per citarne solo alcuni:
- produzione di cloruro di idrogeno (HC)l;
- produzione di propellente per sistemi a razzo;
- produzione di ammoniaca;
- lavorazione e taglio dei metalli
- sviluppo di fertilizzanti per gli appezzamenti di dacia;
- sintesi dell'acido nitrico;
- creazione di alcool metilico;
- industria alimentare;
- produzione di acido cloridrico;
- creazione di sistemi di riscaldamento a pavimento.
Inoltre, l'HHO è diventato anche molto utile in casa, anche se con delle riserve. Prima di tutto, è usato per sistemi di riscaldamento autonomi. Inoltre, il gas di Brown viene aggiunto alla benzina nel tentativo di ingannare il motore e risparmiare sul carburante.
In entrambi i casi, ci sono delle particolarità. Per esempio, quando si organizza il riscaldamento domestico si deve tener conto che la temperatura di combustione dell'HHO è un ordine di grandezza superiore a quella del metano. È quindi necessario acquistare una caldaia speciale e costosa con un ugello resistente al calore. Altrimenti, il proprietario e la sua casa saranno in notevole pericolo.
Per quanto riguarda l'uso di un generatore in una macchina, a volte il sistema può funzionare - se è progettato correttamente. Ma è quasi impossibile trovare i parametri ideali o il fattore di aumento della potenza. Inoltre, non è chiaro quanto la vita del motore sarà ridotta, e la sua sostituzione costerà un bel po' di soldi.
Cosa è necessario per fare una cella a combustibile in casa
Costruire un'unità a idrogeno in casa non è un compito facile. È necessario dotarsi non solo di un certo numero di strumenti, ma anche delle conoscenze e degli schemi appropriati.
Progettazione di un generatore di idrogeno: schemi e disegni
Il dispositivo consiste in un reattore con elettrodi installati, un generatore PWM per la potenza, una porta d'acqua, fili e tubi che collegano la struttura. Ci sono diversi elettrolizzatori conosciuti che usano piastre o tubi come elettrodi.
Anche gli elettrolizzatori a secco sono popolari. A differenza della versione classica, in questa unità non sono le piastre ad essere messe in un serbatoio con del liquido, ma l'acqua stessa è diretta in uno spazio tra gli elettrodi piatti.
Scelta dei materiali per costruire un generatore di idrogeno
Non sono necessari strumenti speciali e insoliti per costruire un generatore a casa. Ecco cosa dovete preparare:
- un seghetto per lavorare con prodotti metallici;
- un trapano e delle punte da trapano;
- un set di chiavi inglesi;
- un cacciavite a testa piatta e un cacciavite a taglio;
- smerigliatrice angolare con una ruota da taglio in metallo;
- multimetro e flussometro;
- righello;
- marcatore.
Generatore di idrogeno con le proprie mani: istruzioni
Il processo inizia con la creazione di una cella di produzione di idrogeno. Le dimensioni della cella dovrebbero essere leggermente inferiori alla lunghezza e alla larghezza interne del corpo del generatore. È 2/3 dell'altezza dell'alloggiamento principale. La cella è fatta di textolite o plexiglas (spessore della parete 5-7 mm). Per fare questo, si tagliano 5 piastre a misura, dalle quali si incolla un rettangolo, la cui parte inferiore non è coperta in alcun modo.
Usare una smerigliatrice per tagliare le piastre dell'elettrodo da un foglio di acciaio inossidabile. La loro dimensione dovrebbe essere 10-20 mm più piccola delle pareti laterali.
IMPORTANTE! Per ottenere una quantità sufficiente di HHO, l'acciaio inossidabile dovrebbe essere macinato su entrambi i lati.
Due fori devono essere praticati in ogni piastra, uno per alimentare l'acqua nello spazio tra gli elettrodi e l'altro per scaricare il gas di Brown.
I connettori di entrata dell'acqua e di uscita del gas sono inseriti nelle pareti dell'organza. I giunti dove sono collegati sono accuratamente sigillati con del sigillante. Posizionare i perni in uno dei pezzi di involucro trasparente e poi procedere alla posa degli elettrodi.
IMPORTANTE! La planarità degli elettrodi della piastra deve essere uniforme, altrimenti gli elementi possono causare un corto circuito.
Le piastre sono staccate dai lati del reattore con anelli di tenuta, che possono essere fatti di silicone, paronite o altro materiale. Una volta installata l'ultima piastra, si monta l'anello di tenuta e si copre il generatore con la seconda parete organolitica. La costruzione risultante viene fissata con rondelle e dadi.
Il generatore è collegato al serbatoio dell'acqua e al gorgogliatore tramite tubi di polietilene. Gli elettrodi adesivi sono collegati tra loro, dopodiché viene collegata l'alimentazione. La cella è alimentata da un generatore PWM.
L'idrogeno in casa: c'è un beneficio
Non è redditizio usare un generatore di idrogeno per il riscaldamento domestico. Spenderete più elettricità per emettere H2 puro di quanta ne otterrete in energia dopo averlo bruciato. Quindi, per 1 kW di calore, si consumano 2 kW di elettricità, cioè non c'è nessun beneficio. È più semplice installare a casa qualsiasi caldaie elettriche.
Per sostituire 1 litro di benzina per un'automobile ci vorrebbero 4766 litri di idrogeno puro o 7150 litri di gas sferzante, di cui 1/3 è ossigeno. Finora, nemmeno le migliori menti del mondo hanno sviluppato un'unità in grado di produrre una tale capacità.
Manutenzione dei generatori di idrogeno
L'attrezzatura deve essere mantenuta con cura. Gli specialisti consigliano di attenersi ai seguenti consigli:
- non migliorate o modificate il generatore da soli, nemmeno con un disegno tecnico professionale;
- Si raccomanda l'installazione di speciali sensori di temperatura sulle apparecchiature all'interno dello scambiatore di calore, che permetteranno di monitorare il surriscaldamento dell'acqua;
- una valvola di chiusura può essere installata nel bruciatore e collegata a un sensore di temperatura. Questo permetterà all'apparecchio di raffreddarsi normalmente.
Un generatore fatto in casa può produrre idrogeno, ma è usato principalmente per esperimenti e per la saldatura a gas. Per riscaldare un grande edificio, l'efficienza dell'unità semplicemente non sarà sufficiente. E non bisogna dimenticare la bassa efficienza del dispositivo, così come il fastidio e la spesa per assemblarlo.
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