Vodík - takmer dokonalé palivo pre našu planétu. Jediným problémom je, že sa na našej planéte vyskytuje len v kombinácii s inými látkami. V čistej forme je vodíka na Zemi len 0,00005 %. V tejto súvislosti je konštrukcia vodíkových generátorov horúcou témou. Nezabúdajme, že vodík je nevyčerpateľný zdroj energie, ktorý máme prakticky pod nohami.
Obsah
Návrh a prevádzka vodíkového generátora
Ako to funguje
Klasický vodíkový generátor pozostáva z trubice s malým priemerom, často s kruhovým prierezom. Pod ním sa nachádzajú špeciálne články s elektrolytom. Samotné hliníkové častice sa nachádzajú v spodnej nádobe. Elektrolyt je v tomto prípade iba alkalického typu. Nad napájacím čerpadlom sa nachádza nádrž, v ktorej sa zhromažďuje kondenzát. V niektorých modeloch sa používajú 2 čerpadlá. Teplota sa reguluje priamo v bunkách.
Generátor získava plyn z vody. Jeho kvalita priamo ovplyvňuje množstvo nečistôt v konečnom výrobku. Ak sa do generátora dostane voda s vysokou koncentráciou cudzích iónov, musí najprv prejsť cez deionizačný filter.
Takto funguje proces výroby plynu:
- Destilát sa v procese elektrolýzy štiepi na kyslík (O) a vodík (H).
- O2 vstupuje do napájacej nádrže a potom uniká do atmosféry ako vedľajší produkt.
- H2 sa privádza do separátora, kde sa oddelí od vody, ktorá potom prúdi späť do napájacej nádrže.
- Vodík sa znovu preženie cez separačnú membránu, ktorá odstráni zvyškový kyslík, a potom sa dostane do chromatografického zariadenia.
Metóda elektrolýzy
Ako už bolo spomenuté, na svete takmer neexistujú tak nevyčerpateľné zdroje energie ako vodík. Netreba zabúdať, že svetové oceány sú z 2/3 zložené z tohto prvku a H2 spolu s héliom zaberá najväčší objem vo vesmíre. Na získanie čistého vodíka je však potrebné rozdeliť vodu na častice, čo nie je veľmi jednoduché.
Vedci po rokoch podvodov vynašli metóda elektrolýzy.. Metóda je založená na umiestnení dvoch kovových dosiek vo vode v tesnej vzdialenosti od seba, ktoré sú pripojené k zdroju vysokého napätia. Potom sa použije energia - a veľký elektrický potenciál skutočne rozbije molekulu vody na zložky, čím sa uvoľnia 2 atómy vodíka (HH) a 1 atóm kyslíka (O).
Tento plyn (HHO) bol pomenovaný podľa austrálskeho vedca Yulla Browna, ktorý si v roku 1974 dal patentovať vytvorenie elektrolyzéra.
Palivový článok Stanleyho Meyera
Americký vedec Stanley Meyer vynašiel stroj, ktorý namiesto silného elektrického potenciálu využíval prúdy určitej frekvencie. Molekula vody sa pohybuje v čase meniacich sa elektrických impulzov a vstupuje do rezonancie. Postupne získava silu, ktorá stačí na rozdelenie molekuly na zložky. Toto ošetrenie si vyžaduje desaťkrát nižší prúd, než je potrebný na fungovanie štandardnej elektrolýzy.
DÔLEŽITÉ! Meyer za svoj vynález zaplatil životom. Povráva sa, že ho zabili na príkaz magnátov, pretože jeho vynález by na mieste zničil ropný biznis. Napriek tomu sa zachovali niektoré vedcove poznatky, takže jeho súčasníci majú možnosť pokúsiť sa takéto prístroje vyrobiť.
Výhody Brownovho plynu ako zdroja energie
- Voda, z ktorej sa HHO získava, sa na našej planéte nachádza v obrovskom množstve. Zdroje vodíka sú preto prakticky nevyčerpateľné.
- Pri spaľovaní Brownovho plynu vzniká vodná para. Môže sa skondenzovať späť na kvapalinu a opäť použiť ako surovina.
- Pri spaľovaní HHO sa do ovzdušia neuvoľňujú žiadne znečisťujúce látky a okrem vody nevznikajú žiadne vedľajšie produkty. Dá sa povedať, že Brownov plyn je najekologickejším palivom na svete.
- Pomocou vodíkového generátora sa uvoľňuje vodná para. Množstvo pary je dostatočné na to, aby udržalo v miestnosti dostatočnú vlhkosť po dlhú dobu.
DÔLEŽITÉ! Vodík možno získať aj krakovaním - rafináciou ropy (plyn sa uvoľňuje ako vedľajší produkt). Táto metóda je lacnejšia ako metóda elektrolýzy, ale môže byť náročná na prepravu plynu. Okrem toho je plyn vyrobený elektrolýzou oveľa čistejší ako plyn vyrobený krakovaním.
Používanie vodíkového generátora
H2 je moderný nosič energie, ktorý sa aktívne využíva v mnohých priemyselných aplikáciách. Spomeňme len niektoré z nich:
- výroba chlorovodíka (HC)l;
- výroba pohonných látok pre raketové systémy;
- výroba amoniaku;
- spracovanie a rezanie kovov
- vývoj hnojív pre pozemky dacha;
- syntéza kyseliny dusičnej;
- vytvorenie metylalkoholu;
- potravinársky priemysel;
- produkcia kyseliny chlorovodíkovej;
- vytváranie systémov podlahového vykurovania.
Okrem toho sa HHO stalo veľmi užitočným aj v domácnosti, hoci s výhradami. Predovšetkým sa používa pre samostatné vykurovacie systémy. Okrem toho sa do benzínu pridáva Brownov plyn v snahe ošidiť motor a ušetriť palivo.
V oboch prípadoch existujú zvláštnosti. Napríklad pri vykurovaní domácností je potrebné vziať do úvahy, že teplota spaľovania HHO je rádovo vyššia ako teplota metánu. Preto je potrebné zakúpiť špeciálny, drahý kotol so žiaruvzdornou tryskou. V opačnom prípade sa majiteľ a jeho dom ocitnú v značnom nebezpečenstve.
Pokiaľ ide o použitie generátora v aute, niekedy môže systém fungovať - ak je správne navrhnutý. Je však takmer nemožné nájsť ideálne parametre alebo faktor zvýšenia výkonu. Okrem toho nie je jasné, o koľko sa skráti životnosť motora, a jeho výmena bude stáť pekný peniaz.
Čo je potrebné na výrobu palivového článku doma
Vybudovať vodíkovú jednotku doma nie je jednoduchá úloha. Potrebujete nielen množstvo nástrojov, ale aj správne znalosti a schémy.
Návrh vodíkového generátora: schémy a výkresy
Zariadenie pozostáva z reaktora s nainštalovanými elektródami, generátora PWM na napájanie, vodnej brány, káblov a hadíc spájajúcich konštrukciu. Existuje niekoľko známych elektrolyzérov, ktoré ako elektródy používajú dosky alebo trubice.
Obľúbené sú aj suché elektrolyzéry. Na rozdiel od klasickej verzie sa v tomto zariadení do nádrže s kvapalinou neumiestňujú dosky, ale samotná voda sa vedie do medzery medzi plochými elektródami.
Výber materiálov na stavbu vodíkového generátora
Na výrobu generátora doma nie sú potrebné žiadne špeciálne a neobvyklé nástroje. Tu je návod, čo si musíte pripraviť:
- pílku na kovové výrobky;
- vŕtačku a vrtáky;
- sadu kľúčov;
- plochý skrutkovač a skrutkovač s drážkou;
- uhlovú brúsku (brúsku) s kotúčom na rezanie kovov;
- multimeter a prietokomer;
- pravítko;
- značka.
Vodíkový generátor s vlastnými rukami: pokyny
Proces sa začína vytvorením článku na výrobu vodíka. Rozmery bunky by mali byť o niečo menšie ako vnútorná dĺžka a šírka telesa generátora. Má 2/3 výšky hlavného krytu. Bunka je vyrobená z textolitu alebo plexiskla (hrúbka steny 5-7 mm). Na tento účel sa vyreže 5 dosiek, z ktorých sa zlepí obdĺžnik a jeho spodná časť sa nijako nezakryje.
Pomocou brúsky vyrežte elektródové dosky z plechu z nehrdzavejúcej ocele. Ich veľkosť by mala byť o 10-20 mm menšia ako bočné steny.
DÔLEŽITÉ! Aby ste získali dostatočné množstvo HHO, mala by byť nehrdzavejúca oceľ z oboch strán brúsená.
Do každej dosky sa musia vyvŕtať dva otvory, jeden na prívod vody do priestoru medzi elektródami a druhý na odvádzanie Brownovho plynu.
Konektory prívodu vody a odvodu plynu sa zasúvajú do organelitových stien. Spoje, v ktorých sú spojené, sú starostlivo utesnené tmelom. Umiestnite kolíky do jedného z priehľadných krytov a potom pokračujte v ukladaní elektród.
DÔLEŽITÉ! Plochosť elektród dosky musí byť rovnomerná, inak môžu prvky spôsobiť skrat.
Dosky sa oddeľujú od bokov reaktora pomocou tesniacich krúžkov, ktoré môžu byť vyrobené zo silikónu, paronitu alebo iného materiálu. Po inštalácii poslednej dosky sa nasadí tesniaci krúžok a generátor sa zakryje druhou organolitovou stenou. Výsledná konštrukcia sa upevňuje pomocou podložiek a matíc.
Generátor je pripojený k nádrži na vodu a bublinkovaču pomocou polyetylénových hadíc. Elektródové podložky sa navzájom spoja a potom sa pripojí napájanie. Článok je napájaný generátorom PWM.
Vodík v domácnosti: je to prínos
Používanie vodíkového generátora na vykurovanie domácností nie je výhodné. Na vypustenie čistého H2 spotrebujete viac elektrickej energie, ako získate po jeho spálení. Na 1 kW tepla sa teda spotrebujú 2 kW elektrickej energie, t. j. nie je to žiadny prínos. Je jednoduchšie nainštalovať doma niektorý z elektrické kotly.
Na nahradenie 1 litra benzínu pre auto by ste potrebovali 4766 litrov čistého vodíka alebo 7150 litrov chrastiaceho plynu, z ktorého 1/3 tvorí kyslík. Ani najlepšie mozgy na svete doteraz nevyvinuli jednotku, ktorá by bola schopná produkovať takúto kapacitu.
Údržba vodíkových generátorov
Zariadenie sa musí starostlivo udržiavať. Odborníci odporúčajú dodržiavať nasledujúce tipy:
- nevylepšujte ani neupravujte generátor sami, a to ani pomocou profesionálneho technického výkresu;
- Odporúča sa, aby sa na zariadenie vo vnútri výmenníka tepla nainštalovali špeciálne snímače teploty, ktoré umožnia monitorovať prehriatie vody;
- do horáka možno nainštalovať uzatvárací ventil a pripojiť ho k snímaču teploty. To umožní normálne ochladenie spotrebiča.
Domáci generátor môže vyrábať vodík, ale používa sa najmä na experimenty a zváranie plynom. Na vykurovanie veľkej budovy účinnosť jednotky jednoducho nestačí. Nemali by ste zabúdať ani na nízku účinnosť zariadenia, ako aj na problémy a náklady spojené s jeho montážou.
Súvisiace články:
