Водородното отопление на дома и H2 генераторите са добър избор или път към Страната на глупаците. Как да направите генератор на водород със собствените си ръце? Водородна инсталация

Принципът на работа на водородните генератори за автомобили "направи си сам" се основава на процеса на електролиза. Системата се активира само по време на шофиране и използва електричество от батерията, за да произвежда водород от вода. В този случай водородът не се натрупва, тоест произведеният HHO газ бързо навлиза в двигателя, смесвайки се с традиционното гориво:

бензин;
дизелово гориво;

Сместа от гориво и водород гори по-ефективно, което води до намален разход на гориво и обема на замърсителите, изхвърлени във въздуха.

Тази модерна водородна технология прави възможно намаляването на разхода на гориво с 20-60 процента, осигурявайки значително намаляване на емисиите на следните вещества:

Можете да направите водороден генератор със собствените си ръце според нашите инструкции.

Избор на електроди

Обикновено електродите са направени от метал или графит, така че те провеждат електрическа енергия във водата. Важно е да изберете материал, който няма да реагира с кислород или разтворено вещество, в противен случай реакцията ще протече на повърхността на катода (отрицателния електрод) и водата ще бъде замърсена.

Използването на неподходящи електроди намалява обема на произведения газ и води до твърде бързото износване на електрода.

Проект за генератор на водород

Има много прости системи, използвани за производство на водород и кислород чрез електролиза на вода. Въпросът е, че за получаване на достатъчен обем газ се използва технология без допълнителни химически веществаи електродна ерозия. Можете да опитате да направите електроди от мед, но този материал реагира с вода и отделя много замърсители, така че тази опция не е подходяща.

Количеството произведен газ е пропорционално на заряда, който преминава през водата. Следователно, колкото по-висок е токът, толкова повече газ. За тази цел разстоянието между електродите трябва да е възможно най-малко, но газовите мехурчета да се движат лесно между тях.

Материал на плочата

За плочи също препоръчваме да използвате добра неръждаема стомана, която има минимален риск от корозия. Неръждаемата стомана не провежда електричество толкова добре, колкото медта, така че електродните плочи са направени от листове с дебелина около 2 мм. Това ще намали съпротивлението. Колкото по-високо е качеството на метала, толкова по-трудно ще ви бъде да направите електроди (материалът се реже по-трудно).

Препоръчваме наслояване на електродните плочи, като разстоянието между тях може да се регулира с помощта на найлонови шайби или шайби, направени от друг диелектричен материал. Плочите трябва да се поставят в променливо положение, така че положителните да се редуват с отрицателните.

Крепежни елементи

Крепежните елементи също трябва да бъдат изработени от неръждаема стомана, така че материалите да съвпадат един с друг. Важно е да се осигури плътно прилягане на всички елементи, което ще предотврати искри. Не забравяйте, че имате работа със запалим газ.

В нашия конкретен случай сглобяваме система от 16 плочи с разстояние между тях около 1 мм. По-голямата повърхност, дебелината на плочата и болтовете позволяват по-високи токове да преминават през системата без резистивно нагряване на метала. Общият капацитет на електродите е -1nF, измерен във въздух. Този комплект електроди може да се използва в обикновена чешмяна вода до 25A.

Електродите за събиране на газ трябва да се поставят вътре в контейнер с херметически затворени конектори, капак и други връзки. Първоначално контейнерът трябва да е подходящ за хранителни продукти и да е устойчив на високи температури.

Ако контейнерът е метален, електродите трябва да бъдат закрепени към пластмасова основа, за да се предотврати късо съединение. Два конектора могат да бъдат монтирани от двете страни на медни и месингови фитинги, които се използват за извличане на газ. Фитингите и съединителите са здраво закрепени с помощта на силиконов уплътнителтака че затвореният контейнер да е напълно запечатан.

Бъди внимателен

Произведеният газ е експлозивна смес от водород и кислород, така че трябва да се използва с изключително внимание. Контейнерът съдържа много газ, има опасност да се запали и ако излишно наляганеможе дори да има експлозия. За да се избегне детонация на газа във водородния генератор, тръбите от контейнера трябва да бъдат свързани към друг контейнер, напълнен наполовина с вода. Ако има пожар на изхода, пламъкът не прониква обратно в устройството. Това предпазно устройство е абсолютно необходимо и трябва да бъде инсталирано.

Науката познава само едно абсолютно чисто гориво - водород, което се използва в космическа индустрия. При изгарянето на водорода се образуват съединения с кислород, тоест вода. Запасите от това гориво са неизчерпаеми, тъй като то заедно с хелия е основният „строителен материал” във Вселената.

Днес ще говорим за водородни генератори, които печелят напоследъквсе по-популярен поради достъпната си цена и екологичност.

Отличителни черти на водородното отопление

Този тип отопление се основава на производството на огромни количества топлинна енергия в резултат на контакта на молекулите на кислорода и водорода. Обикновено единственият страничен продукт в този случай е дестилирана вода. И за да се приложи този принцип на практика, бяха извършени много разработки за създаване на водороден котел за отопление ( ние говорим заза индустриални модели).

Такива устройства се различават по размер и следователно изискват много място за инсталиране. И ефективността на такива котли не беше най-високата - около 80 процента. Но оттогава устройството е подобрено многократно и в резултат имаме котел за отопление на дома, който работи на този принцип. За нормалното му функциониране трябва да бъдат изпълнени само няколко важни условия.

Наличие на постоянно захранване. Генераторите се основават на реакцията на електролиза, която, както знаем, е невъзможна без електричество.
Постоянна връзка с водоизточник. Често за това се използва водоснабдяване, въпреки че специфичната консумация на устройството зависи, разбира се, от неговата мощност.
Катализаторът трябва да се сменя редовно. Честотата на тази подмяна зависи, подобно на предишния индикатор, от мощността, както и от характеристиките на конкретен модел.

И ако сравним водородното оборудване, например, с газовото оборудване, тогава то е по-малко взискателно по отношение на безопасността. Но целият въпрос е, че реакциите се образуват и се случват изключително вътре в генератора. От човек, като потребител, е необходим само визуален контрол върху основните показатели.

Устройство за генериране на водород

Сега нека разгледаме по-подробно варианта с водород за отопление на къща. И неговата същност, както вече беше отбелязано, е да произвежда H2O; тази опция заслужава да се счита за алтернатива на природния газ. Обикновено средната температура на горене в този случай може да достигне 3 хиляди градуса, така че ще трябва да използвате специална водородна горелка в отоплителната система. Това се обяснява с факта, че само такава горелка може да издържи толкова значителна топлина.

Има няколко компонента, които съставят водородното отопление, нека се запознаем с тях.

Горелката, спомената по-горе. Необходимо е за една проста цел - да се създаде открит пламък.
Генератор на водород– ще обработи сместа, като разгради водата на нейните молекулярни компоненти. И за да се оптимизира химическа реакция, в нейния процес могат да се използват катализатори.
Всъщност котел. Тук той служи като вид топлообменник. Самата горелка е монтирана в горивната камера, поради което охлаждащата течност в системата се загрява до необходимата температура.

Забележка! Напомняме на тези, които планират да произвеждат водородни генератори, че за да направят това, те ще трябва да подобрят съществуващото оборудване съгласно схемата, посочена по-рано. Но това домашно оборудванепо-икономичен от неговите „аналози от магазина“, закупени за много пари.

Силни страни на водородното отопление

Положителните качества на отоплението с водород са многобройни. Точно затова системата е толкова популярна.

Отличната ефективност, с която се характеризира, може да достигне 96 процента.
Екологичност. Това се обяснява с факта, че единственият страничен продукт, така да се каже, е отпадъкът чиста водапроизведени в газообразно състояние. А водната пара, както е известно, няма отрицателно влияниевърху околната среда.
Не е необходим пламък, за да функционира във водородна система. Термална енергиясе появява поради каталитични химични реакции. Когато водородът се свързва с въздуха, той образува вода, което е придружено от освобождаване на голямо количество енергия. Топлинният поток (и неговата температура достига 40 градуса) се подава към топлообменника. Съвсем очевидно е, че това е най най-добър вариантза система "топъл под".

Слаби страни

След като се запознахме с предимствата, преминаваме към недостатъците на водородното отопление.

Въпреки факта, че в по-напредналите страни този метод на отопление е изключително популярен, у нас все още не му се обръща нужното внимание. Ето защо придобиването и инсталирането на това оборудване е толкова проблематично и свързано с редица трудности.
Средната стайна температура кара водорода да се превърне в газ. Освен това това вещество е експлозивно и затова е много трудно да се транспортира, особено на дълги разстояния.
Цилиндрите, съдържащи водород, трябва да бъдат сертифицирани от подходящи специалисти, чието обучение изисква доста време.

Как да инсталирате водороден котел?

На този моментмного хора предпочитат самостоятелно да произвеждат водородни генератори за своите отоплителни системи. И това не е изненадващо, защото „закупените от магазина“ аналози са не само много скъпи, но и имат малко висока ефективност. Но ако направите това устройство сами, тогава неговата ефективност ще бъде много по-висока.

Има няколко варианта за това как да сглобите генератор, захранван с водород. Но във всеки случай, за да го направите у дома, ще ви трябва следното: Консумативи.

Източник на захранване 12 волта.
Няколко тръби от неръждаема стомана с различни диаметри.
Резервоарът, в който ще бъде разположена конструкцията.
PWM контролер. Важно е мощността му да е поне 30 ампера.

Това са основните компоненти, които обикновено изграждат домашни генератори на водород. Освен това не забравяйте за резервоар за дестилирана вода - наличието му също е задължително. Водата трябва да се подава към запечатана конструкция с диалектика вътре. В същата структура ще има комплект, изработен от плочи от неръждаема стомана, съседни една на друга изолационен материал. Важно е към тези пластини да се подава 12-волтово напрежение. Ако всичко е направено правилно, тогава при подаване на напрежение водата ще се раздели на 2 газообразни елемента.

Забележка! По-ефективно в това отношение е използването постоянен ток(трябва да има определена честота), произведен от генератор тип PWM. В този случай импулсният ток (или променливият ток) ще бъде заменен с постоянен. В резултат на това ефективността на оборудването ще се увеличи значително.

Каква вода да използвам – дестилирана или чешмяна?

Тук няма нищо сложно. Може да се използва чешмяна течност, но само ако не съдържа примеси от тежки метали. Но за да може оборудването да работи по-ефективно, по-добре е да използвате дестилирана вода, като към нея добавите малко количество натриев хидроксид. Съотношението в този случай трябва да бъде следното: супена лъжица хидроксид на всеки десет литра вода.

Какъв вид метал трябва да използвам?

Този въпрос е спорен. По този начин много - включително много авторитетни - източници казват, че само редки метали трябва да се използват за отопление с водород. В действителност това не е съвсем вярно, тъй като е напълно възможно да се използва неръждаема стомана, както вече обсъдихме по-горе. Въпреки че в идеалния случай трябва да е феримагнитна стомана. Тя се различава по това, че не привлича частици от ненужни отпадъци. Също така отбелязваме, че при избора на метал е по-добре да се съсредоточите върху „неръждаема стомана“, която не е подложена на процеса на окисляване.

Както можете да видите, изграждането на водороден котел не е толкова трудно, колкото изглежда. Просто трябва да изберете правилните консумативи и внимателно да проучите схемата на отоплителна система от този тип. След като инсталирате цялото необходимо оборудване, проверете го, за да се уверите, че наистина е качествено и достатъчно ефективно.

Видео - Изработка на водороден генератор

За закона за запазване на енергията

Този закон гласи, че всичко в света е взаимосвързано: тръгне ли отнякъде, определено ще пристигне някъде. И за да се получи газ чрез електролиза, все пак ще трябва да се изразходва определено количество електрическа енергия. А енергията, както знаем, се получава предимно в резултат на създаването на топлина по време на изгарянето на други видове гориво. И дори да вземем чистата енергия, необходима за генериране на електричество и енергията, която водородът произвежда след изгаряне, загубите ще бъдат удвоени (поне!) дори и на най-модерното оборудване. Оказва се, че 1/2 от средствата просто се изхвърлят. Освен това това са само разходи, свързани с експлоатацията, а цената на оборудването, която, както беше отбелязано, не е евтина, не се взема предвид. Да си припомним водородните генератори.

Ако вярвате на изследване, проведено в Америка, цената на един килограм водород (или по-скоро цената на създаването му) е равна на:

6,5 долара при използване на промишлена електрическа мрежа;
$9 при работа с вятърни генератори;
20 долара в случай на използване на соларни устройства;
2,2 долара при използване на твърдо гориво;
5,5 долара, ако веществото е произведено от биомаса;
2,3 долара, ако говорим за електролиза при висока температураизвършвани в атомна електроцентрала (най-много евтин начин, но най-далече от нормалната домашна употреба).

Забележка! Дори и най-модерният домакински генератор ще бъде значително по-нисък във всички отношения от подобно индустриално устройство. Следователно, с оглед на описаните цени, не може да се каже, че водородът може да се конкурира сериозно с природния газ. Същото важи и за електричество, дизел и дори термопомпи.

Енергийни перспективи с използване на водород

Сега нека се опитаме да разберем дали наистина има шанс да се намали цената на чистия водород. Нека веднага кажем, че има всички шансове за това. На първо място, това включва технологията за производство на евтина електроенергия от възобновяеми източници. Освен това в катализния процес могат да се използват по-евтини химически катализатори. Между другото, такива съществуват отдавна и се използват във водородни клетки за гориво (става дума за автомобили). Въпреки че тук отново се натъкнахме на твърде високата им цена.

Но технологията се подобрява през цялото време, науката не стои неподвижна. В един момент петролът ще свърши и хората ще трябва да преминат към друг, алтернативен източник на енергия. Но в момента и може би през следващите десетилетия можем да кажем с увереност: самата енергия, използваща водород, все още е нерентабилна. Единствените изключения са случаите, когато водородът е страничен продукт от друг технически процес. Разбира се, възможни са различни програми за подпомагане и развитие на водородната енергетика, но за това е необходима помощта на големи корпорации и, разбира се, на държавата.

Като заключение

Трудно е да се каже какъв вид енергия ще стане основен в бъдеще - водород, ядрен синтез, използване на гравитацията и т.н. Но експертите уверяват, че първите електролизни реактори, способни да се конкурират със съвременните ядрени реактори, ще се появят най-малко след двадесет до тридесет години. Някои като цяло са скептични по този въпрос. Но истинските професионалисти вярват, че водородните генератори скоро ще станат тема висока технология, а не домашно приготвени от импровизирани средства, които описахме по-горе. Това е всичко, топла зима!

Водородните генератори, които понастоящем се използват в автомобили за пестене на енергия, се предлагат в два вида: „мокър“ електролизатор и „сух“ електролизатор. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци, но сухият електролизер е развитието на второто поколение устройства, които произвеждат водород за автомобили, тъй като елиминира значителните недостатъци на своя мокър предшественик.

Когато сами експериментирате с генериране на водород, трябва да сте изключително внимателни относно предпазните мерки! Необходимо е първо да се проучи опитът на други изследователи и практици. Връзки към ресурси по тази тема с практически примери в края на статията.

Всички видове генератори и устройства в този китайски магазин.

Видеото показва схема на сух генератор. Повече подробности как да го направите има във второто видео.

Подробно описание

За да направите батерии със сухи клетки, ще ви е необходима перфорирана неръждаема стомана 316L или 316T. Дебелината на листа е 0,4 mm или 0,5 mm, не по-дебела, с диаметър на отвора 2 mm или 3 mm. Стъпката на дупките е разместена, както е показано на снимката. Леко шлайфайте всеки лист с едра шкурка, така че повърхността да се покрие с драскотини. Това ще увеличи площта на контакт между стомана и вода.

При производството на "сухи батерии" за автомобил ще ви трябват 20 листа перфорирана стомана 10X10 cm, с изпъкналост 3X3 cm, за електрически контакт; 19 дистанционера с дебелина 2 мм и 2 дистанционера с дебелина 10 мм. Те могат да бъдат изрязани от автомобилни вътрешни гуми или гумени листове. Необходими са и два пластмасови листа 16X16 см. Най-добре е да ги направите от стените на контейнер за батерии, който е изчерпал живота си. Останалите подробности ще видите във видео демонстрацията на многополюсния модел “суха батерия”. Първото и последното уплътнение са с дебелина 10 мм, те са необходими, за да може пластмасовите части за входа и изхода на водата в акумулаторната система да не опират плътно до първия и последния стоманен лист. В стоманените плочи, в издатините за електрически контакти, пробийте дупка с такъв диаметър, че болтът да влезе в тях като с резба, тоест плътно! Плочите трябва да редуват контактите. Една планка с контакти на десния болт; другата - с контакт на левия болт. И така нататък.

Електролизна система

Системата за електролиза се състои от следните части: Батерия. "Суха батерия". Първият контейнер е за дестилирана вода, смесена с калиев хидроксид. Калиевият хидроксид трябва да има 95% насищане! Вторият контейнер с обикновен, чиста водаза пречистване на газ. Устройство за налягане. Клапан, който предотвратява връщането на газ обратно в системата.

Свързване на положителния и отрицателния кабел от акумулатора към „сухия акумулатор“. Потокът от вода, смесена с калиев хидроксид в батерията. Полученият газ с остатъчна вода напуска батерията и влиза в контейнера. След това през филтър, който предотвратява изтичането на вода, газът от първия контейнер влиза във втория контейнер за пречистване чрез вода. За това се използва дълга тръба, която стига почти до дъното на втория контейнер. В първия и втория контейнер киселиноустойчив, непотъващ и порест материал може да се постави върху водата, за да се предотвратят пръски вода, когато колата се търкаля, разклаща и накланя по време на шофиране. След това през филтър, който предотвратява изтичането на вода, пречистеният газ от втория контейнер преминава през устройство, показващо налягането на газа.

От устройството за налягане газът преминава през клапан, който предотвратява връщането на газ обратно през системата. Вентилът се състои от медна тръба с плътно завинтени капачки в двата края. Капаците са оборудвани с нипели, които позволяват на въздуха да преминава в една посока, тоест от системата за електролиза навън. И в медна тръба"стоманена вата" клас 0000 е плътно опакована. Без този клапан системата за електролиза ще бъде експлозивна!

Сухи батерии” са лесни за сглобяване и разглобяване. Предложените параметри на стоманената плоча ще ви спестят от главоболието на изчисленията. Ако „сухият акумулатор“, предвид мощността на акумулатора на вашия автомобил, не е много ефективен, тогава намалете броя на табелите еднакво с плюс и минус. Ако батерията стане много гореща, тогава добавете броя на пластините по равно, една за плюс, друга за минус и т.н. Направете първия и втория контейнер в системата за електролиза с еднаква площ и форма, така че да могат да бъдат по-удобно поставени под капака. За надеждност направете стоманени корпуси за тях и за „сухата батерия“. Газът се подава към двигателя през системата за всмукване на въздух. В този случай е необходимо да се намали впръскването на гориво. Има много марки автомобили, така че тук е необходим индивидуален подход. Като цяло, мислете, експериментирайте.

На този сайт ще намерите видеоклипове и чертежи на водния инжектор и високоволтовото реле за запалване. И на този рускоезичен уебсайт vodorod-na-avto.com има много полезна информацияс детайли и тестове на водородни генератори за автомобили.

Автомобилната промишленост е една от най-обещаващите области на промишлеността. Глобалните концерни се стремят да инвестират много пари в развитието на нови технологии, които в бъдеще трябва да се подобрят производителностПревозно средство. Най-малката промяна в принципите на работа на автомобила може радикално да промени неговата динамика, характеристики на шофиране и ниво на безопасност. В същото време най-значителните промени се обещават от алтернативни източници на гориво и по-специално автомобили, задвижвани с водород, които вече могат да се видят днес в линиите на водещи производители. Въпреки появата на серийни модели от този тип, дизайнерите все още търсят най-добра употребаводород. Но фактът, че въвеждането на това гориво в алгоритъма на работа на двигателя носи редица предимства, е безспорен.

Специфика на водородните автомобили

Преходът от традиционни технологии към нови решения не винаги дава възможност за постигане на подобрени показатели за качество на транспортната дейност. Това се случва с електрическите превозни средства, които, въпреки че се считат за екологични и относително икономичен вид технически средства, но имат много недостатъци, включително незадоволителна динамика. От своя страна, при условие че устройството е балансирано, то може да запази предимствата на автомобилите с класически двигатели и да предостави няколко нови предимства. Интересът към този вид гориво от страна на производителите се дължи на възможността за повишаване на екологичността на транспорта, както и спестяване на енергия. В сравнение с конвенционалните двигатели с вътрешно горене, водородните агрегати не отделят практически никакви емисии. вредни вещества. Този резултат може да бъде постигнат само ако традиционните двигатели бъдат напълно елиминирани и в този случай намаленията на мощността също ще бъдат забележими.

Комбинация от водород и двигател с вътрешно горене

Днес производителите на автомобили използват няколко концепции за използване на водород. Един от най-често срещаните е хибридният вариант, който съчетава двигател с вътрешно горене и водородни елементи. Първоначално водородните концептуални автомобили, направени с този подход, се характеризираха с ниска мощност. Последните разработки обаче показват обратната ситуация, когато потенциалът на мощността се увеличава с 10-15%. Но, отново, увеличаването на мощността елиминира предимството под формата на екологичност и разходите за поддръжка на машината. Има и друг отрицателен фактор от използването на водород в системата на двигателя с вътрешно горене. По време на работа горивото реагира със структурни елементи, което значително намалява експлоатационния живот на материалите на силовия блок.

Технически характеристики на водородни автомобили

Първият сериен модел, оборудван с водородна електроцентрала, беше седанът Mirai с четири врати от концерна Toyota. Разработчиците са използвали нестандартна конфигурация, в която сърцевината на пълнежа е електрически мотор, свързан към водороден преобразувател. В резултат на това хибридният автомобил осигурява 151 к.с. с., максимална скоростпри 180 км/ч и ускорение до "стотици" за 9 секунди. В същото време едно зареждане ви позволява да изминете почти 500 км, което е много добре за първата кола, използваща водород. Спецификацииводородните кросоувъри също са впечатляващи - например Hyundai Intrado получи 36 kWh батерия, която осигурява пробег до 600 км. Но най-важното е, че вредните емисии в този случай са сведени до нула. Компаниите вече предлагат автомобили с водород с атрактивни характеристики. Сред факторите, спиращи този прогрес, може да се отбележи само липсата на инфраструктура, която позволява използването на нови технологии от широка маса потребители.

Генератори на водород

Чао големи производителиТе усвояват високотехнологични двигатели, които използват водород като източник на енергия; в средното ниво има разпространение на спомагателни генератори, които позволяват обработката на горивни клетки от този тип. Тъй като основната цел на използването на нови видове гориво е да се подобри екологичността на процеса и да се намалят разходите за енергия, в някои случаи е достатъчно да се въведе само подходящ реактор в дизайна. Тази функция, по-специално, се изпълнява на автомобил, който също се нарича газов конвертор. В същото време има два вида такива инсталации - с течни и сухи компоненти. От гледна точка на ефективността вторият вариант е по-изгоден, тъй като течните елементи изискват големи обемиток, увеличавайки размера на батерията.

Принцип на действие на водородните реактори

Положителни отзиви за водородни коли

От гледна точка на екологичните организации и самите производители, предимствата от използването на водород са очевидни. Що се отнася до крайния потребител, ползите от използването на нови горивни клетки все още не са толкова изразени. Въпреки това най-успешните примери за автомобили от този тип демонстрират спестявания в експлоатация, което в бъдеще може да се превърне в един от основните фактори за популярността на тази технология. По отношение на динамичните качества и мощността, водородният генератор за автомобил предизвиква противоречиви мнения, но и тук има положителни развития. Рационалният разход на гориво осигурява не само спестявания, но и повишена производителност електроцентрала- съответно в някои случаи се увеличава и мощността.

Отрицателни отзиви

Дори когато става въпрос за напреднали разработки в тази област, потребителите трябва да се сблъскат с проблемите на лошата инфраструктура. Както при другите версии на хибридите, водородните автомобили изискват обслужване в специални станции. Разбира се, има и модели, които работят с разтвори, доставяни в цилиндри. Но в този случай има строги условия за съхранение, които изискват водород в кола. Прегледите с критика специално отбелязват модернизирани автомобили, които се движат с традиционни двигатели. Факт е, че интегрирането на водородни инсталации често води до бързо износване на близките компоненти и части.

Сравнение с алтернативни технологии

Както отбелязват експертите, рано или късно в световната автомобилна индустрия ще преобладават технологии, които отговарят на високите стандарти за безопасност на околната среда. Заедно с водородните концепции, кандидати за тази роля са електрически автомобили, различни хибриди, модели, работещи с течен азот и т. н. Но за разлика от изброените концепции, същият водороден генератор HHO в автомобил е най-простият в техническото изпълнение. Ако за електромотор разработчиците често трябва да създават нов дизайн в пространството с двигателя, тогава внедряването на водороден реактор е по силите на всеки съвременен автосервиз. Друго нещо е, че генераторът не може да се счита за най-много най-добър примеризползване на алтернативни горива за транспорт.

Заключение

Водородът се използва като източник за захранване на електроцентралата на превозните средства от зората на първите автомобили. Високата производителност на класическите двигатели с вътрешно горене обаче засенчи разработките от този вид. Всъщност дори и днес, по редица параметри, водородните автомобили не могат да се конкурират с конвенционалните модели. Уместността на тази посока се дължи на липсата на замърсители на въздуха. Има някои предимства в други нюанси на работа, но те не са основни за производителите. Ако говорим за жертвите, които ще трябва да направят създателите на водородни автомобили, те най-вероятно ще бъдат ограничени до скромна мощност и въвеждане на структурни елементи, които могат да повлияят на ергономичността.

Водородът е почти идеален вид гориво, но проблемът е, че той се намира на нашата планета само под формата на съединения с други химически елементи. Делът на "чистото" вещество в атмосферата е не повече от 0,00005%. Предвид тези реалности въпросът за водородния генератор става актуален. Нека разгледаме принципа на работа на такова устройство, неговите конструктивни характеристики, обхвата на приложение и възможността за самостоятелно производство.

Описание и принцип на действие на водороден генератор

Има няколко метода за извличане на водород от други вещества; ние изброяваме най-често срещаните:

Електролиза, тази техника е най-простата и може да се приложи у дома. Постоянният разтвор преминава през воден разтвор, съдържащ сол. електричество, под негово влияние протича реакция, която може да се опише със следното уравнение: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 . В случая примерът е даден за разтвор на обикновена кухненска сол, който не е такъв най-добрият вариант, тъй като отделеният хлор е токсично вещество. Имайте предвид, че водородът, получен по този метод, е най-чистият (около 99,9%).
Чрез преминаване на водна пара върху въглищен кокс, нагрят до температура от 1000 ° C, при такива условия възниква следната реакция: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
Извличане от метан чрез парна конверсия ( необходимо условиеза реакцията - температура 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. Вторият вариант е окисление на метан: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
По време на процеса на крекинг (рафиниране на петрол) водородът се отделя като страничен продукт. Имайте предвид, че в нашата страна все още се практикува изгарянето на това вещество в някои петролни рафинерии поради липсата на необходимо оборудванеили достатъчно търсене.

От изброените опции последният е най-евтиният, а първият е най-достъпният, той е в основата на повечето водородни генератори, включително битови. Принципът им на действие е, че в процеса на преминаване на ток през разтвор положителният електрод привлича отрицателни йони, а електродът с противоположен заряд привлича положителни, което води до разцепване на веществото.

Конструктивни характеристики и дизайн на водородния генератор

Въпреки че сега практически няма проблеми с производството на водород, транспортирането и съхранението му остават неотложна задача. Молекулите на това вещество са толкова малки, че могат да проникнат дори в метал, което крие известен риск за безопасността. Абсорбираното съхранение все още не е много печелившо. Следователно най-добрият вариант е водородът да се генерира непосредствено преди използването му в производствения цикъл.

За тази цел се произвеждат промишлени инсталации за производство на водород. Като правило това са мембранни електролизатори. Опростеният дизайн на такова устройство и принципът на работа са дадени по-долу.

Обозначения:

А – тръба за отстраняване на хлор (Cl 2).
B – отстраняване на водород (H 2).
C е анодът, на който протича следната реакция: 2CL – →CL 2 + 2e – .
D е катодът, реакцията върху него може да се опише със следното уравнение: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
E – разтвор на вода и натриев хлорид (H 2 O & NaCl).
F – мембрана;
G – наситен разтвор на натриев хлорид и образуване сода каустик(NaOH).
H – отстраняване на саламура и разредена сода каустик.
I – вход на наситена саламура.
J – капак.

Дизайнът на домакинските генератори е много по-опростен, тъй като повечето от тях не произвеждат чист водород, а произвеждат газ на Браун. Това е името, дадено на смес от кислород и водород. Тази опция е най-практична, не изисква отделяне на водород и кислород, дизайнът може да бъде значително опростен и следователно по-евтин. В допълнение, полученият газ се изгаря, докато се произвежда. Съхраняването и натрупването му у дома е не само проблематично, но и опасно.

Обозначения:

а – тръба за изпускане на газ Браун;
б – входящ колектор за подаване на вода;
c – запечатан корпус;
d – блок от електродни пластини (аноди и катоди), между които са монтирани изолатори;
д – вода;
f – датчик за нивото на водата (свързан към блока за управление);
g – водоотделящ филтър;
h – захранване на електродите;
i – сензор за налягане (изпраща сигнал към контролния блок при достигане на праговото ниво);
j – предпазен клапан;
k – изход за газ от предпазния клапан.

Характерна особеност на такива устройства е използването на електродни блокове, тъй като не се изисква разделяне на водород и кислород. Това позволява генераторите да бъдат доста компактни.

Приложения на водороден генератор

Поради проблемите, свързани с транспортирането и съхранението на водород, такива устройства са търсени в отрасли, където наличието на този газ се изисква от технологичния цикъл. Нека изброим основните направления:

Производство, свързано със синтеза на хлороводород.
Производство на гориво за ракетни двигатели.
Създаване на торове.
Производство на водороден нитрид (амоняк).
Синтез на азотна киселина.
IN Хранително-вкусовата промишленост(за получаване на твърди мазнини от растителни масла).
Металообработка (заваряване и рязане).
Възстановяване на метал.
Синтез на метилов алкохол
Производство на солна киселина.

Въпреки факта, че производството на водород по време на рафинирането на нефт е по-евтино от производството му чрез електролиза, както беше споменато по-горе, възникват трудности при транспортирането на газ. Екологичната ситуация не винаги позволява изграждането на опасни химически производствени съоръжения непосредствено до петролните рафинерии. В допълнение, водородът, получен чрез електролиза, е много по-чист от този, получен чрез крекинг на масло. В това отношение индустриалните генератори на водород винаги са в голямо търсене.

Използване в домакинството

Водородът има и приложения в ежедневието. На първо място, това са автономни отоплителни системи. Но тук има някои особености. Инсталациите за производство на чист водород са много по-скъпи от генераторите на Браун газ; последните дори могат да бъдат сглобени сами. Но когато организирате отоплението на дома, трябва да вземете предвид, че температурата на горене на Браун газ е много по-висока от тази на метана, така че ще ви е необходим специален котел, който е малко по-скъп от обикновения.

В интернет можете да намерите много статии, в които пише, че обикновените котли могат да се използват за детониране на газ, но това е строго забранено. IN най-добрият сценарийте бързо ще се провалят и в най-лошия случай могат да причинят тъжни или дори трагични последици. За сместа на Браун има специални дизайнис по-топлоустойчива дюза.

Трябва да се отбележи, че рентабилността на отоплителните системи, базирани на водородни генератори, е силно съмнителна поради ниската ефективност. В такива системи има двойни загуби, първо, по време на процеса на генериране на газ, и второ, при нагряване на вода в котела. По-евтино е веднага да загреете вода в електрически бойлер за отопление.

Също толкова противоречиво изпълнение за домашна употреба, при което газът на Браун се използва за обогатяване на бензина в горивната система на автомобилен двигател, за да се спестят пари.

Обозначения:

a – NHO генератор (прието обозначение за Браунов газ);
б – изход за газ към сушилната камера;
c – отделение за отстраняване на водни пари;
d – връщане на кондензат към генератора;
e – подаване на изсушен газ към въздушния филтър на горивната система;
f – автомобилен двигател;
g – връзка към батерията и електрическия генератор.

Трябва да се отбележи, че в някои случаи такава система дори работи (ако е сглобена правилно). Но няма да намерите точни параметри, коефициент на усилване на мощността или процент на спестяване. Тези данни са силно размити и надеждността им е съмнителна. Отново не е ясен въпросът колко ще намалее животът на двигателя.

Но търсенето създава предлагане, в интернет можете да намерите подробни чертежи на такива устройства и инструкции за свързването им. Има и готови модели произведени в Страната на изгряващото слънце.

Направете прост генератор на водород със собствените си ръце стъпка по стъпка

Ние ще ви кажем как да го направите домашен генераторза получаване на смес от водород и кислород (HHO). Мощността му не е достатъчна за отопление на къща, а за газов котлонза рязане на метал количеството произведен газ ще бъде достатъчно.

Ориз. 8. Схема на газовата горелка

Обозначения:

а – дюза на горелката;
b – тръби;
в – водни уплътнения;
d – вода;
д – електроди;
f – запечатан корпус.

Първо, правим електролизатор, за това се нуждаем от запечатан контейнер и електроди. Като последно използваме стоманени плочи (размерът им се избира произволно, в зависимост от желаната производителност), прикрепени към диелектрична основа. Свързваме всички плочи на всеки електрод един към друг.

Когато електродите са готови, те трябва да бъдат фиксирани в контейнера, така че точките на свързване на захранващите проводници да са над очакваното ниво на водата. Проводниците от електродите отиват към 12-волтово захранване или автомобилен акумулатор.

Правим дупка в капака на контейнера за изходната тръба за газ. Като водни затвори могат да се използват обикновени 1-литрови стъклени буркани. Напълваме ги 2/3 с вода и ги свързваме към електролизера и горелката, както е показано на фигура 8.

По-добре е да вземете готова горелка, тъй като не всеки материал може да издържи температурата на горене на Браун газ. Свързваме го към изхода на последния воден клапан.

Напълваме електролизера с вода, към която е добавена обикновена кухненска сол.

Приложете напрежение към електродите и проверете работата на устройството.