水素 - 私たちの惑星にとってほぼ完璧な燃料です。唯一の問題は、それが地球上で他の物質との組み合わせでのみ発生することです。地球上の純粋な水素はわずか 0.00005% です。これに関連して、水素発生器の構築の問題は非常に重要です。水素は無限のエネルギー源であり、事実上私たちの足元にあることを忘れてはなりません。
コンテンツ
水素発生器の設計と操作
使い方
水素を生成するための古典的な装置には、多くの場合、円形の断面を持つ、小径のチューブが含まれます。その下には、電解質を備えた特別なセルがあります。アルミニウム粒子自体は下部容器にあります。この場合の電解液はアルカリタイプのみです。フィードポンプの上には、凝縮液が集められるタンクがあります。一部のモデルでは、2 つのポンプが使用されます。温度はセル内で直接制御されます。
発電機は水からガスを受け取ります。その品質は、最終製品の不純物の量に直接影響します。そのため、高濃度の外来イオンを含む水が発生器に入ると、最初に脱イオン フィルターを通過する必要があります。
これは、ガス生産のプロセスがどのように行われるかです。
- 留出物は、電気分解プロセスで酸素 (O) と水素 (H) に分割されます。
- O2 はフィード タンクに入り、副産物として大気中に放出されます。
- H2 は分離器に送られ、水から分離されてから、フィード タンクに戻されます。
- 水素は分離膜を再度通過し、残りの酸素が抽出されてからクロマトグラフィー装置に入ります。
電解法
前述のように、水素ほど無尽蔵のエネルギー源は世界にほとんどありません。世界の海洋の 3 分の 2 がこの元素で構成されており、H2 はヘリウムと合わせて宇宙全体で最大の体積を占めていることを忘れてはなりません。しかし、純粋な水素を得るには、水を粒子に分割する必要があり、これを行うのは簡単ではありません。
科学者たちは、何年にもわたるトリックの後に発明しました 電気分解の方法。.この方法は、大きな電圧源に接続された 2 枚の金属板を互いに近い距離で水中に配置することに基づいています。次に電力が印加され、大きな電位が実際に水分子を構成要素に分解し、2 つの水素原子 (HH) と 1 つの酸素原子 (O) が放出されます。
このガス (HHO) は、1974 年に電解槽の作成で特許を取得したオーストラリアの科学者ユル ブラウンにちなんで名付けられました。
スタンレー・マイヤーの燃料電池
米国の科学者スタンリー・マイヤーは、強い電位ではなく特定の周波数の電流を使用する施設を発明しました。水分子は変化する電気インパルスに合わせて揺れ、共鳴に入ります。徐々に力が増し、分子を成分に分割するのに十分です。この効果には、標準的な電解ユニットの機能よりも数十倍少ない電流が必要です。
重要! Meyer は彼の発明のために彼の命を支払った。噂によると、彼の発明は石油ビジネスを根底から殺してしまう可能性があったため、彼は大物実業家の命令で殺害されたという。それにもかかわらず、科学者の仕事のいくつかは生き残ったので、彼の同時代の人々はそのような装置を作ろうとする機会を得ました.
エネルギー源としてのブラウンガスの利点
- HHO の元となった水は、地球上に膨大な量で存在します。したがって、水素源はほとんど無尽蔵です。
- ブラウンガスが燃焼すると水蒸気が発生します。凝縮して液体に戻し、原料として再利用することができます。
- HHO の燃焼は、有害物質を大気中に放出せず、水以外の副産物も生成しません。ブラウンズガスは、世界で最も環境に優しい燃料と言えます。
- 水素発生器を使用すると、水蒸気が放出されます。その量は、室内の快適な湿度を長時間維持するのに十分です。
重要!水素は石油精製所を分解することによっても得ることができます（ガスは副産物として放出されます）。電解法より安価ですが、ガスの運搬が難しい場合があります。さらに、電気分解によって生成されるガスは、クラッキングによって生成されるガスよりもはるかにクリーンです。
水素発生器の使用
H2 は、多くの産業用途で積極的に使用されている最新のエネルギー キャリアです。ほんの少し例を挙げれば：
- 塩化水素 (HC)l 生成;
- ロケットランチャーの推進剤の製造;
- アンモニアの生産;
- 金属加工と切断;
- コテージ区画用の肥料の開発;
- 硝酸の合成;
- メチルアルコールの生成;
- 食品業界;
- 塩酸生産;
- 床暖房システムの作成。
さらに、HHO は、予約はありますが、日常生活で非常に役立つようになりました。まず第一に、自律暖房システムに使用されます。さらに、エンジンをごまかして燃料を節約するために、ブラウンのガスがガソリンに追加されます。
どちらの場合も、特徴があります。したがって、家庭用暖房を整理するときは、HHOの燃焼温度がメタンの燃焼温度よりも1桁高いことを考慮する必要があります.このため、耐熱ノズルを備えた特別な、安価ではないボイラーを購入する必要があります。さもなければ、所有者と彼の家はかなりの危険にさらされます。
車で発電機を使用する場合、システムが正しく設計されていれば、システムが機能することがあります。しかし、理想的なパラメータやパワー ゲイン係数を見つけることはほとんど不可能です。さらに、エンジンの寿命がどれだけ短くなるかは明確ではなく、交換にはかなりの費用がかかることは間違いありません。
家庭で燃料電池を作るために必要なこと
自宅で水素ユニットを作成するのは簡単なことではありません。多数のツールだけでなく、適切な知識と回路図も備えておく必要があります。
水素発生器の設計: 回路図と図面
この装置は、電極が取り付けられたリアクター、電力用のPWMジェネレーター、ウォーターゲート、構造を接続するワイヤーとホースで構成されています。今日まで、プレートまたはチューブが電極として使用される電解槽回路がいくつか知られている。
乾式電解ユニットも人気があります。古典的なバージョンとは異なり、このユニットではプレートは液体の入ったタンクに置かれず、水自体は平らな電極の間のスロットに向けられます。
水素発生器を構築するための材料の選択
自宅で発電機を作るのに、特別で変わった道具は必要ありません。準備する必要があるものは次のとおりです。
- 金属製品を扱うための弓のこ。
- ドリルとそのためのドリル。
- レンチのセット;
- マイナスドライバーとマイナスドライバー。
- 金属を切断するためのホイールを備えたアングルグラインダー（「グラインダー」）。
- マルチメーターとフローメーター;
- ルーラー;
- マーカー。
自分の手で水素発生器：説明書
このプロセスは、水素製造セルの作成から始まります。寸法に関しては、ジェネレーター本体の長さと幅の内部パラメーターよりもわずかに小さくする必要があります。本体の2/3の高さです。セルは、textolite またはプレキシガラス (壁の厚さ 5-7 mm) でできています。この目的のために、5つのプレートがサイズに合わせてカットされ、そのうちの長方形が接着され、その下部は何も覆われていません。
グラインダーを使用して、電極板はステンレス鋼のシートから切り出されます。それらのサイズは、10〜20 mmの側壁よりも小さくする必要があります。
重要!十分な量の HHO を得るには、ステンレス鋼の両面をエメリーで処理する必要があります。
各プレートに 2 つの穴をあける必要があります。電極間のスペースへの給水と、ブラウンガスの排出のためです。
水入口とガス出口の接続は、オルガナイトの壁に挿入されています。接合部はシーラントで丁寧に処理されています。透明なケーシング片の 1 つにスタッドが取り付けられ、電極の配置に進みます。
重要!プレート電極の平面度は平らでなければなりません。 そうしないと、エレメントがショートする可能性があります。
プレートは、シリコン、パロナイト、またはその他の材料で作ることができるシーリング リングを使用して、反応器の側面から取り外されます。最後のプレートを配置した後、シーリング リングを取り付け、2 番目のオルガナイト壁でジェネレーターを閉じます。得られた構造は、ワッシャーとナットを使用して固定されます。
発電機は、ポリエチレンホースを使用して水タンクとバブラーに接続されています。電極の接触パッドが互いに接続され、電源がそれらに接続されます。セルには、PWM ジェネレーターから電圧が供給されます。
家庭環境での水素: メリットはありますか
すぐに注意しましょう：家庭の暖房に水素発生器を使用することは有益ではありません。燃焼後に得られるよりも、純粋な H2 を放出するために多くの電力を費やすことになります。つまり、1 kW の熱に対して 2 kW の電力が必要です。つまり、何のメリットもありません。自宅でのインストールが簡単です 電気ボイラー。.
車のガソリン 1 リットルを置き換えるには、4766 リットルの純粋な水素または 7150 リットルのガラガラヘビ ガス (その 1/3 は酸素) が必要です。これまでのところ、世界の最高の頭脳でさえ、そのような能力を生み出すことができるユニットを開発していません.
水素発生器のメンテナンス
機器は入念なメンテナンスが必要です。専門家は、次のヒントに従うことをお勧めします。
- プロの技術図面を使用しても、発電機を自分で改良または変更しないでください。
- 熱交換器内の機器に特別な温度センサーを取り付けることをお勧めします。これにより、水の過熱プロセスを監視できます。
- 遮断弁をバーナーに取り付け、温度センサーに接続することができます。これにより、デバイスが正常に冷却されます。
自作の発電機で水素を得ることができますが、主に実験やガス溶接に使用されます。かなりの構造を加熱するには、デバイスの効率だけでは十分ではありません。また、デバイスの効率が低いこと、および組み立ての手間と費用を忘れてはなりません。
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