Hidrogénio - quase o combustível perfeito para o nosso planeta. O único problema é que ocorre no planeta apenas em combinação com outras substâncias. Na sua forma pura, o hidrogénio na Terra é apenas 0,00005%. Neste contexto, a construção de geradores de hidrogénio é um tema quente. Não esqueçamos que o hidrogénio é uma fonte infinita de energia, praticamente sob os nossos pés.
Conteúdos
- 1 A estrutura e o princípio de um gerador de hidrogénio
- 2 Quais são as utilizações de um gerador de hidrogénio
- 3 O que é necessário para fazer uma célula de combustível em casa
- 4 Gerador de hidrogénio com as suas próprias mãos: instruções
- 5 Hidrogénio em Casa: Há algum benefício?
- 6 Manutenção do gerador de hidrogénio
Concepção e funcionamento do gerador de hidrogénio
Como funciona
O gerador de hidrogénio clássico consiste num tubo com um diâmetro pequeno, muitas vezes com uma secção circular. Por baixo dele, existem células especiais com um electrólito. As próprias partículas de alumínio estão localizadas no recipiente inferior. O electrólito, neste caso, é apenas do tipo alcalino. Há um tanque por cima da bomba de alimentação onde o condensado é recolhido. Em alguns modelos são utilizadas 2 bombas. A temperatura é controlada directamente nas células.
O gerador obtém gás da água. A sua qualidade afecta directamente a quantidade de impurezas no produto acabado. Se a água com uma alta concentração de iões estrangeiros entrar no gerador, tem de passar primeiro por um filtro de desionização.
É assim que funciona o processo de produção de gás:
- O destilado é dividido em oxigénio (O) e hidrogénio (H) num processo de electrólise.
- O O2 entra no tanque de alimentação e depois foge para a atmosfera como subproduto.
- O H2 é entregue ao separador, separado da água, que depois flui de novo para o tanque de alimentação.
- O hidrogénio é novamente conduzido através de uma membrana separadora que remove o oxigénio residual e depois entra no equipamento de cromatografia.
Método de electrólise
Como mencionado acima, quase não existem fontes de energia no mundo tão inesgotáveis como o hidrogénio. Não se deve esquecer que os oceanos do mundo são compostos por 2/3 deste elemento, e H2, juntamente com o hélio, ocupa o maior volume do universo. Mas para obter hidrogénio puro, é preciso dividir a água em partículas, e não é muito fácil de fazer.
Os cientistas, após anos de truques, inventaram um método de electrólise.. O método baseia-se na colocação de duas placas metálicas em água a curtas distâncias uma da outra, que estão ligadas a uma fonte de alta tensão. Aplica-se então energia - e um grande potencial eléctrico quebra efectivamente a molécula da água em componentes, resultando na libertação de 2 átomos de hidrogénio (HH) e 1 átomo de oxigénio (O).
Este gás (HHO) foi baptizado em homenagem ao cientista australiano Yull Brown, que patenteou a criação do electrolisador em 1974.
A célula de combustível de Stanley Meyer
O cientista americano Stanley Meyer inventou uma máquina que utilizava correntes de uma certa frequência em vez de um forte potencial eléctrico. A molécula da água balança no tempo com os impulsos eléctricos em mudança e entra na ressonância. Gradualmente, ganha poder, que é suficiente para dividir a molécula nos seus componentes. Este tratamento requer uma corrente dez vezes inferior à necessária para o funcionamento de uma unidade de electrólise padrão.
IMPORTANTE! Meyer pagou com a sua vida pela sua invenção. Diz-se que ele foi morto a mando dos magnatas, pois a sua invenção teria matado o negócio do petróleo no local. No entanto, alguns dos conhecimentos do cientista sobreviveram, pelo que os seus contemporâneos têm a oportunidade de tentar fazer tal aparelho.
As vantagens do gás de Brown como fonte de energia
- A água, da qual HHO deriva, está presente no nosso planeta em grandes quantidades. Consequentemente, as fontes de hidrogénio são virtualmente inesgotáveis.
- Quando o gás Brown é queimado, produz-se vapor de água. Pode ser condensado de novo num líquido e utilizado novamente como matéria-prima.
- A combustão de HHO não emite quaisquer poluentes para a atmosfera e não produz quaisquer subprodutos para além da água. Pode-se dizer que o gás Brown é o combustível mais amigo do ambiente do mundo.
- Ao utilizar um gerador de hidrogénio, o vapor de água é libertado. A quantidade de vapor é suficiente para manter uma sala suficientemente húmida durante um longo período de tempo.
IMPORTANTE! O hidrogénio também pode ser obtido por meio de craqueamento - refinação de petróleo (o gás é libertado como um subproduto). Este método é mais barato do que o método de electrólise, mas pode ser difícil de transportar o gás. Além disso, o gás produzido por electrólise é muito mais limpo do que o gás produzido por fissuração.
Utilização do gerador de hidrogénio
O H2 é um transportador moderno de energia que é activamente utilizado em muitas aplicações industriais. Para citar apenas alguns:
- produção de cloreto de hidrogénio (HC)l;
- produção de propulsor para sistemas de foguetes;
- produção de amoníaco;
- processamento e corte de metais
- desenvolvimento de fertilizantes para parcelas de dacha;
- síntese de ácido nítrico;
- criação de álcool metílico;
- indústria alimentar;
- produção de ácido clorídrico;
- criação de sistemas de aquecimento por piso radiante.
Além disso, HHO também se tornou muito útil em casa, embora com reservas. Antes de mais, é utilizado para sistemas de aquecimento autónomos. Além disso, o gás Brown é adicionado à gasolina numa tentativa de enganar o motor e poupar no combustível.
Em ambos os casos, existem peculiaridades. Por exemplo, no aquecimento doméstico é necessário ter em conta que a temperatura de combustão do HHO é uma ordem de magnitude superior à do metano. É portanto necessário comprar uma caldeira especial e dispendiosa com um bocal resistente ao calor. Caso contrário, o proprietário e a sua casa estarão em perigo considerável.
Quanto à utilização de um gerador num automóvel, por vezes o sistema pode funcionar - se for concebido correctamente. Mas é quase impossível encontrar os parâmetros ideais ou o coeficiente de aumento de potência. Além disso, não é claro o quanto a vida do motor será encurtada, e a sua substituição custará um belo tostão.
O que é necessário para fazer uma célula de combustível em casa
A construção de uma unidade de hidrogénio em casa não é uma tarefa fácil. Necessita de se equipar não só com uma série de ferramentas, mas também com os conhecimentos e esquemas adequados.
Desenho de um gerador de hidrogénio: esquemas e desenhos
O dispositivo consiste de um reactor com eléctrodos instalados, um gerador PWM para energia, uma porta de água, fios e mangueiras que ligam a estrutura. Existem vários electrolisadores conhecidos que utilizam placas ou tubos como eléctrodos.
Os electrolisadores secos também são populares. Ao contrário da versão clássica, nesta unidade não são as placas que são colocadas num tanque com líquido, mas a própria água é direccionada para uma fenda entre os eléctrodos planos.
Escolha de materiais para a construção de um gerador de hidrogénio
Não são necessárias ferramentas especiais e invulgares para construir um gerador em casa. Aqui está o que precisa de preparar:
- uma serra de corte para trabalhar com produtos metálicos;
- uma broca e brocas de perfuração;
- um conjunto de chaves de fendas;
- uma chave de fendas de cabeça plana e uma chave de fendas ranhurada;
- afiadora angular (afiadora) com uma roda de corte de metal;
- multímetro e medidor de fluxo;
- governante;
- marcador.
Gerador de hidrogénio com as próprias mãos: instruções
O processo começa com a criação de uma célula de produção de hidrogénio. As dimensões da célula devem ser ligeiramente inferiores ao comprimento e largura internos do corpo do gerador. É 2/3 da altura da caixa principal. A célula é feita de textolite ou Plexiglas (espessura da parede 5-7 mm). Para tal, 5 placas são cortadas à medida, das quais um rectângulo é colado, e a sua parte inferior não é coberta de forma alguma.
Utilizar um triturador para cortar as placas do eléctrodo de uma chapa de aço inoxidável. O seu tamanho deve ser 10-20 mm mais pequeno do que as paredes laterais.
IMPORTANTE! A fim de obter uma quantidade suficiente de HHO, o aço inoxidável deve ser moído dos dois lados.
Devem ser feitos dois furos em cada placa, um para alimentar o espaço entre os eléctrodos com água e o outro para drenar o gás de Brown.
Os conectores de entrada de água e de saída de gás são inseridos nas paredes da organza. As juntas onde estão ligadas são cuidadosamente seladas com selante. Colocar os pinos numa das peças transparentes do invólucro e depois proceder à colocação dos eléctrodos.
IMPORTANTE! A planicidade dos eléctrodos de placa deve ser uniforme, caso contrário os elementos podem causar um curto-circuito.
As placas são descoladas dos lados do reactor utilizando anéis de vedação, que podem ser feitos de silicone, paronite ou outro material. Uma vez instalada a última placa, o anel de vedação é colocado e o gerador é coberto com a segunda parede organolítica. A construção resultante é fixada com arruelas e porcas.
O gerador é ligado ao reservatório de água e ao borbulhador utilizando mangueiras de polietileno. Os eléctrodos são ligados uns aos outros, após o que a fonte de alimentação é ligada. A célula é energizada por um gerador PWM.
Hidrogénio em casa: existe um benefício
Não é rentável utilizar um gerador de hidrogénio para aquecimento doméstico. Irá gastar mais electricidade para emitir H2 puro do que irá receber energia depois de o queimar. Assim, para 1 kW de calor, são consumidos 2 kW de electricidade, ou seja, não há benefício. É mais simples instalar em casa qualquer um dos caldeiras eléctricas.
Para substituir 1 litro de gasolina por um automóvel, seriam necessários 4766 litros de hidrogénio puro ou 7150 litros de gás de ruído, dos quais 1/3 é oxigénio. Até agora, nem mesmo as melhores mentes do mundo desenvolveram uma unidade capaz de produzir uma tal capacidade.
Manutenção de geradores de hidrogénio
O equipamento deve ser cuidadosamente mantido. Os especialistas aconselham a aderir às seguintes dicas:
- não melhorar ou modificar o gerador por si próprio, mesmo com um desenho de engenharia profissional;
- Recomenda-se que sejam instalados sensores de temperatura especiais no equipamento dentro do permutador de calor, o que permitirá monitorizar o sobreaquecimento da água;
- uma válvula de corte pode ser instalada no queimador e ligada a um sensor de temperatura. Isto permitirá que o aparelho arrefeça normalmente.
Um gerador artesanal pode produzir hidrogénio, mas é utilizado principalmente para experiências e soldadura a gás. Para aquecer um grande edifício, a eficiência da unidade simplesmente não será suficiente. E não deve esquecer a baixa eficiência do dispositivo, bem como o incómodo e a despesa da sua montagem.
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