Waterstof - bijna de perfecte brandstof voor onze planeet. Het enige probleem is dat het op de planeet alleen voorkomt in combinatie met andere stoffen. In zuivere vorm bevat waterstof op aarde slechts 0,00005%. In dit verband is de bouw van waterstofgeneratoren een hot topic. Laten we niet vergeten dat waterstof een eindeloze bron van energie is, praktisch onder onze voeten.
Inhoud
Ontwerp en werking van een waterstofgenerator
Hoe werkt het?
De klassieke waterstofgenerator bestaat uit een buis met een kleine diameter, vaak met een cirkelvormige doorsnede. Daaronder zitten speciale cellen met een elektrolyt. De aluminiumdeeltjes zelf bevinden zich in het onderste vat. De elektrolyt is in dit geval alleen van het alkalische type. Boven de voedingspomp bevindt zich een tank waarin het condensaat wordt opgevangen. In sommige modellen worden 2 pompen gebruikt. De temperatuur wordt rechtstreeks in de cellen geregeld.
De generator haalt gas uit het water. De kwaliteit ervan is rechtstreeks van invloed op de hoeveelheid onzuiverheden in het eindproduct. Als water met een hoge concentratie vreemde ionen in de generator terechtkomt, moet het eerst door een de-ionisatiefilter.
Dit is hoe het gasproductieproces werkt:
- Het distillaat wordt in een elektrolyseproces gesplitst in zuurstof (O) en waterstof (H).
- De O2 komt de voedingstank binnen en ontsnapt dan als bijproduct in de atmosfeer.
- Het H2 wordt naar de afscheider gevoerd, gescheiden van het water, dat vervolgens terugstroomt in de voedingstank.
- De waterstof wordt door een scheidingsmembraan gevoerd dat de resterende zuurstof verwijdert en gaat dan de chromatografieapparatuur in.
Elektrolysemethode
Zoals hierboven vermeld, zijn er bijna geen energiebronnen ter wereld zo onuitputtelijk als waterstof. Men mag niet vergeten dat de oceanen van de wereld voor 2/3 uit dit element bestaan en dat H2, samen met helium, het grootste volume in het heelal inneemt. Maar om zuivere waterstof te krijgen, moet je water in deeltjes splitsen, en dat is niet zo gemakkelijk.
Wetenschappers, na jaren van bedrog, hebben uitgevonden een methode van elektrolyse.. De methode is gebaseerd op het plaatsen van twee metalen platen in water op korte afstand van elkaar, die verbonden zijn met een bron van hoogspanning. Vervolgens wordt stroom toegevoerd - en een grote elektrische potentiaal breekt de watermolecule daadwerkelijk in onderdelen, waarbij 2 waterstofatomen (HH) en 1 zuurstofatoom (O) vrijkomen.
Dit gas (HHO) is genoemd naar de Australische wetenschapper Jull Brown, die in 1974 octrooi aanvroeg op de totstandkoming van de elektrolyse.
Stanley Meyer's brandstofcel
De Amerikaanse wetenschapper Stanley Meyer vond een machine uit die gebruik maakte van stromen met een bepaalde frequentie in plaats van een sterke elektrische potentiaal. De watermolecule schommelt in de tijd met de veranderende elektrische impulsen en gaat de resonantie binnen. Geleidelijk aan wint het aan kracht, wat genoeg is om de molecule in zijn bestanddelen te splitsen. Voor deze behandeling is een stroom nodig die tien keer lager is dan die welke vereist is voor de werking van een standaard elektrolyseapparaat.
BELANGRIJK! Meyer betaalde met zijn leven voor zijn uitvinding. Het gerucht gaat dat hij werd gedood in opdracht van de magnaten, omdat zijn uitvinding de oliehandel ter plaatse zou hebben gedood. Niettemin is een deel van de know-how van de wetenschapper bewaard gebleven, zodat zijn tijdgenoten de mogelijkheid hebben om te proberen dergelijke apparaten te maken.
De voordelen van Browns gas als energiebron
- Water, waaruit HHO wordt gewonnen, is in grote hoeveelheden op onze planeet aanwezig. De waterstofbronnen zijn dus vrijwel onuitputtelijk.
- Bij verbranding van Browns gas ontstaat waterdamp. Het kan weer worden gecondenseerd tot een vloeistof en opnieuw als grondstof worden gebruikt.
- Bij de verbranding van HHO worden geen verontreinigende stoffen in de atmosfeer uitgestoten en er ontstaan geen andere bijprodukten dan water. Men kan stellen dat Browns gas de milieuvriendelijkste brandstof ter wereld is.
- Bij gebruik van een waterstofgenerator komt er waterdamp vrij. De hoeveelheid stoom is voldoende om een kamer lange tijd vochtig te houden.
BELANGRIJK! Waterstof kan ook worden verkregen door middel van kraken - olieraffinage (het gas komt vrij als bijproduct). Deze methode is goedkoper dan de elektrolysemethode, maar het kan moeilijk zijn het gas te vervoeren. Bovendien is het door elektrolyse geproduceerde gas veel schoner dan het door kraken geproduceerde gas.
Gebruik van een waterstofgenerator
H2 is een moderne energiedrager die actief wordt gebruikt in vele industriële toepassingen. Om er maar een paar te noemen:
- waterstofchloride (HC)l productie;
- productie van stuwstof voor raketsystemen;
- productie van ammoniak;
- bewerken en snijden van metalen
- ontwikkeling van meststoffen voor datsja-percelen;
- salpeterzuur synthese;
- het maken van methyl alcohol;
- voedingsindustrie;
- zoutzuur productie;
- het maken van vloerverwarmingssystemen.
Daarnaast is HHO ook zeer nuttig geworden in huis, zij het onder voorbehoud. In de eerste plaats wordt het gebruikt voor stand-alone verwarmingssystemen. Bovendien wordt Brown's gas aan benzine toegevoegd in een poging de motor te bedriegen en brandstof te besparen.
In beide gevallen zijn er eigenaardigheden. Bij voorbeeld moet er bij de verwarming van woningen rekening mee worden gehouden dat de verbrandingstemperatuur van HHO een orde van grootte hoger ligt dan die van methaan. Daarom is het noodzakelijk een speciale, dure ketel met een hittebestendig mondstuk aan te schaffen. Anders lopen de eigenaar en zijn huis groot gevaar.
Wat het gebruik van een generator in een auto betreft, soms kan het systeem werken - als het goed ontworpen is. Maar het is bijna onmogelijk om de ideale parameters of vermogensfactor te vinden. Bovendien is het niet duidelijk hoeveel de levensduur van de motor zal worden bekort, en de vervanging ervan zal een aardige duit kosten.
Wat is nodig om thuis een brandstofcel te maken
Thuis een waterstofeenheid bouwen is geen gemakkelijke taak. Je moet jezelf niet alleen uitrusten met een aantal gereedschappen, maar ook met de juiste kennis en schema's.
Het ontwerpen van een waterstofgenerator: schema's en tekeningen
Het toestel bestaat uit een reactor met geïnstalleerde elektroden, een PWM-generator voor de stroomvoorziening, een waterpoort, draden en slangen die de structuur verbinden. Er zijn thans verschillende elektrolyseapparaten bekend, waarbij platen of buizen als elektroden worden gebruikt.
Droge elektrolysers zijn ook populair. In tegenstelling tot de klassieke versie worden bij dit toestel niet de platen in een tank met vloeistof geplaatst, maar wordt het water zelf in een spleet tussen de platte elektroden geleid.
Keuze van materialen voor de bouw van een waterstofgenerator
Er is geen speciaal en ongewoon gereedschap nodig om thuis een generator te bouwen. Hier is wat je nodig hebt om voor te bereiden:
- een ijzerzaag voor het bewerken van metalen producten;
- een boormachine en boren;
- een set moersleutels;
- een platte schroevendraaier en een sleufschroevendraaier;
- haakse slijpmachine (grinder) met een metalen snijwiel;
- multimeter en debietmeter;
- heerser;
- marker.
Waterstofgenerator met eigen handen: instructies
Het proces begint met de bouw van een waterstofproductiecel. De afmetingen van de cel moeten iets kleiner zijn dan de interne lengte en breedte van het generatorlichaam. Het is 2/3 van de hoogte van de hoofdbehuizing. De cel is gemaakt van textoliet of plexiglas (wanddikte 5-7 mm). Daartoe worden 5 platen op maat gesneden, waaruit een rechthoek wordt gelijmd, waarvan het onderste gedeelte op geen enkele manier wordt afgedekt.
Gebruik een slijpmachine om de elektrodeplaten uit een plaat roestvrij staal te snijden. Hun afmetingen moeten 10-20 mm kleiner zijn dan de zijwanden.
BELANGRIJK! Om een voldoende hoeveelheid HHO te krijgen, moet het roestvast staal aan beide zijden worden geslepen.
In elke plaat moeten twee gaten worden geboord, één voor de toevoer van water naar de ruimte tussen de elektroden en één voor de afvoer van Browns gas.
De watertoevoer- en gasafvoerverbindingen worden in de wanden van de organza gestoken. De verbindingen worden zorgvuldig afgedicht met kit. Plaats de noppen in een van de doorzichtige omhulsels en ga dan verder met het leggen van de elektroden.
BELANGRIJK! De vlakheid van de plaatelektroden moet gelijkmatig zijn, anders kunnen de elementen een kortsluiting veroorzaken.
De platen worden van de reactorzijden losgemaakt met afdichtringen, die kunnen zijn vervaardigd van siliconen, paroniet of een ander materiaal. Nadat de laatste plaat is aangebracht, wordt de afdichtingsring aangebracht en wordt de generator bedekt met de tweede organolithische wand. De resulterende constructie wordt vastgezet met sluitringen en moeren.
De generator is met polyethyleen slangen verbonden met de watertank en de bubbler. De elektrodepads worden met elkaar verbonden, waarna de stroomvoorziening wordt aangesloten. De cel wordt van energie voorzien door een PWM-generator.
Waterstof voor thuis: is er een voordeel
Het is niet rendabel om een waterstofgenerator voor huisverwarming te gebruiken. U zult meer elektriciteit verbruiken om zuiver H2 uit te stoten dan u energie zult krijgen na verbranding ervan. Dus, voor 1 kW warmte wordt 2 kW elektriciteit verbruikt, d.w.z. er is geen voordeel. Het is eenvoudiger om thuis een van de elektrische boilers.
Om 1 liter benzine voor een auto te vervangen zou men 4766 liter zuivere waterstof nodig hebben of 7150 liter rammelgas, waarvan 1/3 zuurstof is. Tot nu toe hebben zelfs de knapste koppen in de wereld nog geen eenheid ontwikkeld die een dergelijke capaciteit kan produceren.
Onderhoud van waterstofgeneratoren
De apparatuur moet zorgvuldig worden onderhouden. Specialisten adviseren de volgende tips in acht te nemen:
- mag u de generator niet zelf verbeteren of wijzigen, zelfs niet met een professionele technische tekening;
- Het verdient aanbeveling speciale temperatuursensoren te installeren op de apparatuur in de warmtewisselaar, waarmee de oververhitting van het water kan worden gecontroleerd;
- een afsluitklep kan in de brander worden geïnstalleerd en worden aangesloten op een temperatuursensor. Hierdoor zal het toestel normaal kunnen afkoelen.
Een zelfgemaakte generator kan waterstof produceren, maar deze wordt hoofdzakelijk gebruikt voor experimenten en gaslassen. Om een groot gebouw te verwarmen, zal het rendement van de eenheid gewoon niet voldoende zijn. En u mag het geringe rendement van het toestel niet vergeten, evenmin als de moeite en de kosten om het te monteren.
Verwante artikelen:
