Wodór - niemal idealne paliwo dla naszej planety. Jedyny problem polega na tym, że występuje on na naszej planecie tylko w połączeniu z innymi substancjami. W czystej postaci wodór na Ziemi stanowi zaledwie 0,00005%. W tym kontekście budowa generatorów wodoru jest gorącym tematem. Nie zapominajmy, że wodór to niewyczerpane źródło energii, które znajduje się praktycznie pod naszymi stopami.
Spis treści
Budowa i działanie generatora wodoru
Jak to działa?
Klasyczny generator wodoru składa się z rurki o małej średnicy, często o przekroju kołowym. Pod nią znajdują się specjalne ogniwa z elektrolitem. Cząstki aluminium znajdują się w dolnym naczyniu. W tym przypadku elektrolit jest wyłącznie typu alkalicznego. Nad pompą zasilającą znajduje się zbiornik, w którym gromadzi się kondensat. W niektórych modelach stosowane są dwie pompy. Temperatura jest regulowana bezpośrednio w komorach.
Generator pozyskuje gaz z wody. Jego jakość ma bezpośredni wpływ na ilość zanieczyszczeń w produkcie końcowym. Jeśli do generatora dostaje się woda o wysokim stężeniu obcych jonów, musi ona najpierw przejść przez filtr dejonizacyjny.
Tak właśnie przebiega proces produkcji gazu:
- W procesie elektrolizy destylat jest rozszczepiany na tlen (O) i wodór (H).
- O2 dostaje się do zbiornika zasilającego, a następnie ulatnia się do atmosfery jako produkt uboczny.
- H2 jest dostarczany do separatora, gdzie jest oddzielany od wody, która następnie wraca do zbiornika zasilającego.
- Wodór jest ponownie przepuszczany przez membranę oddzielającą, która usuwa resztki tlenu, a następnie trafia do aparatury chromatograficznej.
Metoda elektrolizy
Jak wspomniano powyżej, prawie żadne źródło energii na świecie nie jest tak niewyczerpalne jak wodór. Nie należy zapominać, że oceany na świecie w 2/3 składają się z tego pierwiastka, a H2, wraz z helem, zajmuje największą objętość we wszechświecie. Aby jednak uzyskać czysty wodór, trzeba rozszczepić wodę na cząsteczki, a to nie jest łatwe do wykonania.
Naukowcy, po latach podstępów, wynaleźli metoda elektrolizy.. Metoda ta polega na umieszczeniu w wodzie w niewielkiej odległości od siebie dwóch metalowych płytek, które są podłączone do źródła wysokiego napięcia. Następnie przykłada się prąd - duży potencjał elektryczny rozbija cząsteczkę wody na składniki, co powoduje uwolnienie 2 atomów wodoru (HH) i 1 atomu tlenu (O).
Nazwa tego gazu (HHO) pochodzi od nazwiska australijskiego naukowca Yulla Browna, który w 1974 r. opatentował stworzenie elektrolizera.
Ogniwo paliwowe Stanleya Meyera
Amerykański naukowiec Stanley Meyer wynalazł maszynę, która zamiast silnego potencjału elektrycznego wykorzystywała prądy o określonej częstotliwości. Cząsteczka wody kołysze się w czasie wraz ze zmieniającymi się impulsami elektrycznymi i wchodzi w rezonans. Stopniowo zyskuje moc, która wystarcza do rozszczepienia cząsteczki na składniki. Zabieg ten wymaga prądu dziesięciokrotnie niższego niż prąd wymagany do funkcjonowania standardowego urządzenia do elektrolizy.
WAŻNE! Meyer zapłacił życiem za swój wynalazek. Plotka głosi, że został zabity na polecenie potentatów, ponieważ jego wynalazek mógłby od razu zniszczyć biznes naftowy. Mimo to zachowała się część wiedzy naukowca, dzięki czemu współcześni mieli okazję spróbować wykonać taką aparaturę.
Zalety gazu Browna jako źródła energii
- Woda, z której powstaje HHO, jest obecna na naszej planecie w ogromnych ilościach. W związku z tym źródła wodoru są praktycznie niewyczerpane.
- Podczas spalania gazu Browna wytwarza się para wodna. Można ją skroplić z powrotem do postaci cieczy i ponownie wykorzystać jako surowiec.
- Spalanie HHO nie powoduje emisji żadnych zanieczyszczeń do atmosfery i nie wytwarza żadnych produktów ubocznych poza wodą. Można powiedzieć, że gaz Browna jest najbardziej ekologicznym paliwem na świecie.
- Przy użyciu generatora wodoru uwalniana jest para wodna. Ilość pary jest wystarczająca, aby utrzymać odpowiednią wilgotność w pomieszczeniu przez długi czas.
WAŻNE! Wodór może być również otrzymywany w procesie krakingu - rafinacji ropy naftowej (gaz jest uwalniany jako produkt uboczny). Metoda ta jest tańsza od metody elektrolizy, ale transport gazu może być trudny. Ponadto gaz wytwarzany w procesie elektrolizy jest znacznie czystszy niż gaz wytwarzany w procesie krakingu.
Zastosowanie generatora wodoru
H2 to nowoczesny nośnik energii, który jest aktywnie wykorzystywany w wielu zastosowaniach przemysłowych. To tylko kilka przykładów:
- produkcja chlorowodoru (HC)l;
- produkcja materiałów pędnych do systemów rakietowych;
- produkcja amoniaku;
- obróbka i cięcie metali
- opracowanie nawozów dla działek dachowych;
- synteza kwasu azotowego;
- tworzenie alkoholu metylowego;
- przemysł spożywczy;
- produkcja kwasu solnego;
- tworzenie systemów ogrzewania podłogowego.
Ponadto HHO stało się również bardzo przydatne w domu, choć z zastrzeżeniami. Przede wszystkim jest on stosowany w samodzielnych systemach grzewczych. Ponadto do benzyny dodaje się gaz Browna, aby oszukać silnik i zaoszczędzić na paliwie.
W obu przypadkach mamy do czynienia z osobliwymi sytuacjami. Na przykład, organizując ogrzewanie domu, należy wziąć pod uwagę, że temperatura spalania HHO jest o rząd wielkości wyższa niż temperatura spalania metanu. Dlatego konieczne jest zakupienie specjalnego, drogiego kotła z dyszą odporną na wysoką temperaturę. W przeciwnym razie właściciel i jego dom znajdą się w poważnym niebezpieczeństwie.
Jeśli chodzi o zastosowanie generatora w samochodzie, to czasami taki system może działać - jeśli jest prawidłowo zaprojektowany. Jednak znalezienie idealnych parametrów lub współczynnika przyrostu mocy jest prawie niemożliwe. Ponadto nie wiadomo, jak bardzo skróci się żywotność silnika, a jego wymiana będzie kosztować niemało.
Co jest potrzebne do zbudowania ogniwa paliwowego w domu
Budowa jednostki wodorowej w domu nie jest łatwym zadaniem. Potrzebne są nie tylko liczne narzędzia, ale także odpowiednia wiedza i schematy.
Projektowanie generatora wodoru: schematy i rysunki
Urządzenie składa się z reaktora z zainstalowanymi elektrodami, generatora PWM do zasilania, bramki wodnej, przewodów i węży łączących konstrukcję. Istnieje kilka znanych elektrolizerów, w których jako elektrody stosuje się płyty lub rury.
Popularne są również suche elektrolizery. W odróżnieniu od wersji klasycznej, w tym urządzeniu to nie płyty są umieszczane w zbiorniku z cieczą, lecz sama woda jest kierowana do szczeliny między płaskimi elektrodami.
Wybór materiałów do budowy generatora wodoru
Do zbudowania generatora w domu nie są potrzebne żadne specjalne i nietypowe narzędzia. Oto, co należy przygotować:
- piłę do metalu do obróbki wyrobów metalowych;
- wiertarkę i wiertła;
- zestaw kluczy;
- śrubokręt płaski i śrubokręt z rowkiem;
- szlifierka kątowa (szlifierka) z tarczą tnącą do metalu;
- multimetr i przepływomierz;
- władca;
- marker.
Własnoręczne wytwarzanie wodoru: instrukcja
Proces ten rozpoczyna się od stworzenia ogniwa do produkcji wodoru. Wymiary ogniwa powinny być nieco mniejsze niż wewnętrzna długość i szerokość korpusu generatora. Jest o 2/3 wyższa od głównej obudowy. Cela jest wykonana z tekstolitu lub pleksiglasu (grubość ścianki 5-7 mm). W tym celu należy przyciąć na wymiar 5 płyt, z których skleja się prostokąt, którego dolna część nie jest w żaden sposób zakryta.
Za pomocą szlifierki wyciąć płyty elektrodowe z arkusza stali nierdzewnej. Ich wielkość powinna być o 10-20 mm mniejsza od ścian bocznych.
WAŻNE! Aby uzyskać odpowiednią ilość HHO, stal nierdzewna powinna być szlifowana z obu stron.
W każdej płytce należy wywiercić dwa otwory - jeden do doprowadzania wody do przestrzeni między elektrodami, a drugi do odprowadzania gazu Browna.
Złącza wlotu wody i wylotu gazu umieszcza się w ściankach organelitowych. Złącza w miejscach ich połączenia są starannie uszczelniane szczeliwem. Umieść kołki w jednej z przezroczystych osłonek, a następnie przystąp do układania elektrod.
WAŻNE! Płaskość elektrod płytowych musi być równa, w przeciwnym razie elementy mogą spowodować zwarcie.
Płyty są odłączane od boków reaktora za pomocą pierścieni uszczelniających, które mogą być wykonane z silikonu, paronitu lub innego materiału. Po zamontowaniu ostatniej płyty zakłada się pierścień uszczelniający i przykrywa generator drugą ścianą organolityczną. Powstałą w ten sposób konstrukcję mocuje się za pomocą podkładek i nakrętek.
Generator jest połączony ze zbiornikiem wody i bańką za pomocą węży polietylenowych. Podkładki elektrod są ze sobą połączone, po czym podłącza się zasilanie. Ogniwo jest zasilane przez generator PWM.
Wodór w domu: czy jest to korzystne?
Wykorzystanie generatora wodoru do ogrzewania domu nie jest opłacalne. Wydasz więcej energii elektrycznej na emisję czystego H2 niż uzyskasz energii po jego spaleniu. Zatem do wytworzenia 1 kW ciepła zużywa się 2 kW energii elektrycznej, co oznacza, że nie ma żadnych korzyści. Łatwiej jest zainstalować w domu dowolną z nich. kotły elektryczne.
Aby zastąpić 1 litr benzyny w samochodzie, potrzeba 4766 litrów czystego wodoru lub 7150 litrów gazu ziemnego, z czego 1/3 stanowi tlen. Jak dotąd nawet największe umysły na świecie nie opracowały urządzenia zdolnego do wytworzenia takiej mocy.
Konserwacja generatorów wodoru
Sprzęt musi być starannie konserwowany. Specjaliści zalecają stosowanie się do następujących wskazówek:
- nie należy samodzielnie ulepszać ani modyfikować generatora, nawet na podstawie profesjonalnego rysunku technicznego;
- Zaleca się zainstalowanie specjalnych czujników temperatury na urządzeniach wewnątrz wymiennika ciepła, co umożliwi monitorowanie przegrzewania się wody;
- W palniku można zainstalować zawór odcinający i podłączyć go do czujnika temperatury. Dzięki temu urządzenie będzie mogło się normalnie schłodzić.
Domowej roboty generator może wytwarzać wodór, ale jest on wykorzystywany głównie do eksperymentów i spawania gazowego. Aby ogrzać duży budynek, wydajność urządzenia po prostu nie będzie wystarczająca. Nie należy też zapominać o niskiej sprawności urządzenia, a także o kłopotach i kosztach związanych z jego montażem.
Powiązane artykuły:
