A hidrogénes lakásfűtés és a H2 generátor jó választás, vagy út a Bolondok Országába. Hogyan készítsünk hidrogéngenerátort saját kezűleg? Hidrogén telepítés

A barkácsolt autók hidrogéngenerátorainak működési elve az elektrolízis folyamatán alapul. A rendszer csak vezetés közben aktiválódik, és az akkumulátorból származó villamos energiát használja fel, hogy vízből hidrogént állítson elő. A hidrogén ebben az esetben nem halmozódik fel, vagyis a termelt HHO gáz gyorsan bejut a motorba, keveredve a hagyományos üzemanyaggal:

• benzin;
• gázolaj;

Az üzemanyag és a hidrogén keveréke hatékonyabban ég, így csökken az üzemanyag-fogyasztás és a levegőbe kibocsátott szennyező anyagok mennyisége.

Ez a modern hidrogéntechnológia lehetővé teszi az üzemanyag-fogyasztás 20-60 százalékos csökkentését, jelentős csökkenést biztosítva a következő anyagok kibocsátása terén:

Saját kezűleg készíthet hidrogéngenerátort az utasításaink szerint.

Elektródák kiválasztása

Az elektródák jellemzően fémből vagy grafitból készülnek, így elektromos energiát vezetnek a vízbe. Fontos, hogy olyan anyagot válasszunk, amely nem lép reakcióba sem oxigénnel, sem oldott anyaggal, ellenkező esetben a reakció a katód (negatív elektróda) ​​felületén megy végbe, és a víz szennyeződik.

A nem megfelelő elektródák használata csökkenti a keletkező gáz mennyiségét, és az elektróda túl gyorsan elhasználódik.

Hidrogéngenerátor projekt

Vannak nagyon egyszerű rendszerek hidrogén és oxigén előállítására használják a víz elektrolízisével. A lényeg az, hogy elegendő mennyiségű gáz előállításához további technológiát alkalmaznak vegyi anyagokés elektróda erózió. Megpróbálhat rézből elektródákat készíteni, de ez az anyag vízzel reagál, és sok szennyeződést bocsát ki, ezért ez a lehetőség nem megfelelő.

A keletkező gáz mennyisége arányos a vízen áthaladó töltettel. Így minél nagyobb az áramerősség, annál több a gáz. Ebből a célból az elektródák közötti távolság a lehető legkisebb legyen, de a gázbuborékoknak könnyen kell mozogniuk közöttük.

Lemez anyaga

A lemezekhez jó rozsdamentes acél használatát is javasoljuk, amelynek minimális a korrózióveszélye. A rozsdamentes acél nem vezet olyan jól elektromos áramot, mint a réz, ezért az elektródalemezek körülbelül 2 mm vastag lemezekből készülnek. Ez csökkenti az ellenállást. Minél jobb a fém minősége, annál nehezebb lesz az elektródák elkészítése (az anyag nehezebben vágható).

Javasoljuk, hogy az elektródalapokat rétegesen készítse el, és a köztük lévő távolság nejlon alátétekkel vagy más dielektromos anyagból készült alátétekkel állítható. A tányérokat változtatható pozícióba kell helyezni, hogy a pozitívak váltakoznak a negatívakkal.

Rögzítőelemek

A rögzítőknek is rozsdamentes acélból kell készülniük, hogy az anyagok illeszkedjenek egymáshoz. Fontos, hogy minden elem szorosan illeszkedjen, ami megakadályozza a szikrázást. Ne feledje, hogy gyúlékony gázokkal van dolgunk.

A mi konkrét esetünkben 16 lemezből álló rendszert szerelünk össze, amelyek közötti távolság körülbelül 1 mm. A nagyobb felület, a lemezvastagság és a csavarok nagyobb áramerősséget engednek át a rendszeren anélkül, hogy a fém rezisztens felmelegedne. Az elektródák teljes kapacitása levegőben mérve -1nF. Ez az elektródakészlet egyszerű csapvízben 25 A-ig használható.

A gázgyűjtő elektródákat hermetikusan lezárt csatlakozókkal, fedéllel és egyéb csatlakozásokkal ellátott tartályba kell helyezni. A tartálynak kezdetben élelmiszer-minőségűnek és magas hőmérsékletnek ellenállónak kell lennie.

Ha a tartály fém, az elektródákat műanyag alapra kell rögzíteni a rövidzárlat elkerülése érdekében. A gázelszívásra használt réz és sárgaréz szerelvények mindkét oldalára két csatlakozó szerelhető. A szerelvények és csatlakozók szilárdan rögzítve vannak szilikon tömítő hogy a zárt edény teljesen le legyen zárva.

Légy óvatos

A keletkező gáz hidrogén és oxigén robbanásveszélyes keveréke, ezért rendkívül óvatosan kell használni. A tartályban sok gáz van, fennáll annak a veszélye, hogy meggyullad, és ha túlnyomás akár robbanás is történhet. A hidrogéngenerátor belsejében lévő gáz felrobbanásának elkerülése érdekében a tartályból kivezető csöveket egy másik, félig vízzel töltött tartályhoz kell csatlakoztatni. Ha tűz van a kimenetnél, a láng nem hatol vissza a készülékbe. Ez a biztonsági berendezés feltétlenül szükséges, és fel kell szerelni.

A tudomány csak egy teljesen tiszta üzemanyagot ismer - a hidrogént, amelyet felhasználnak űripar. A hidrogén égése során oxigénnel rendelkező vegyületek képződnek, azaz víz. Ennek az üzemanyagnak a tartalékai kimeríthetetlenek, mivel a héliummal együtt ez a fő „építőanyag” az Univerzumban.

Ma azokról a hidrogéngenerátorokról fogunk beszélni, amelyek nyernek Utóbbi időben megfizethető költsége és környezetbarátsága miatt egyre népszerűbb.

A hidrogénfűtés megkülönböztető jellemzői

Ez a fajta fűtés az oxigén és a hidrogén molekulák érintkezésének eredményeként hatalmas mennyiségű hőenergia előállításán alapul. Általában ebben az esetben az egyetlen melléktermék a desztillált víz. Ennek az elvnek a gyakorlati megvalósítása érdekében számos fejlesztést hajtottak végre egy hidrogénfűtésű kazán létrehozására ( arról beszélünk ipari modellekről).

Az ilyen eszközök mérete különbözött, ezért sok helyet igényeltek a telepítéshez. És az ilyen kazánok hatékonysága nem volt a legmagasabb - körülbelül 80 százalék. De azóta a készüléket sokszor továbbfejlesztették, és ennek eredményeként van egy ilyen elven működő kazánunk otthon fűtésére. Normál működéséhez csak néhány fontos feltételnek kell teljesülnie.

• Állandó áramellátás elérhetősége. A generátorok az elektrolízis reakción alapulnak, ami, mint tudjuk, elektromosság nélkül lehetetlen.
• Állandó csatlakozás a vízforráshoz. Gyakran vízellátást használnak erre, bár a készülék fajlagos fogyasztása természetesen a teljesítményétől függ.
• A katalizátort rendszeresen cserélni kell. A csere gyakorisága az előző mutatóhoz hasonlóan a teljesítménytől, valamint egy adott modell jellemzőitől függ.

És ha összehasonlítjuk például a hidrogén berendezéseket a gázberendezésekkel, akkor az kevésbé igényes a biztonság szempontjából. De a lényeg az, hogy a reakciók kizárólag a generátoron belül jönnek létre és mennek végbe. Egy személytől, mint felhasználótól mindössze a fő indikátorok vizuális ellenőrzésére van szükség.

Hidrogéngenerátor készülék

Most nézzük meg közelebbről a hidrogén lehetőségét a ház fűtésére. És a lényege, mint már említettük, a H2O előállítása, amely megérdemli, hogy a földgáz alternatívájaként tekintsenek rá. Általában az átlagos égési hőmérséklet ebben az esetben elérheti a 3 ezer fokot, ezért a fűtési rendszerben speciális hidrogénégőt kell használni. Ez azzal magyarázható, hogy csak egy ilyen égő képes ellenállni ilyen jelentős hőnek.

A hidrogénfűtést több összetevő alkotja, ismerkedjünk meg velük.

• A fent említett égő. Egy egyszerű cél érdekében szükséges - nyílt láng létrehozásához.
• Hidrogén generátor– a vizet molekuláris komponensekre bontva dolgozza fel a keveréket. A kémiai reakció optimalizálása érdekében pedig katalizátorokat lehet használni a folyamatában.
• Tulajdonképpen egy kazán. Itt egyfajta hőcserélőként szolgál. Maga az égő az égéstérbe van szerelve, aminek következtében a rendszer hűtőfolyadéka felmelegszik a kívánt hőmérsékletre.

Jegyzet! Emlékeztetjük azokat, akik hidrogéngenerátorok gyártását tervezik, hogy ehhez fejleszteniük kell a meglévő berendezéseket a korábban jelzett séma szerint. De ez házi készítésű berendezések gazdaságosabb, mint a sok pénzért vásárolt „bolti analógjai”.

A hidrogénfűtés erősségei

A hidrogénnel történő fűtésnek számos pozitív tulajdonsága van. Pontosan ezért olyan népszerű ez a rendszer.

• A kiváló hatásfok, amellyel jellemezhető, elérheti a 96 százalékot.
• Környezetbarátság. Ez azzal magyarázható, hogy az egyetlen melléktermék, a hulladék úgymond az tiszta víz gáz halmazállapotban keletkezik. És a vízgőznek, mint ismeretes, nincs negatív befolyást a környezetre.
• A hidrogénrendszerben nincs szükség lángra a működéshez. Hőenergia katalitikus kémiai reakciók következtében jelenik meg. Amikor a hidrogén a levegővel egyesül, vizet képez, ami nagy mennyiségű energia felszabadulásával jár. A hőáram (és hőmérséklete eléri a 40 fokot) a hőcserélőbe kerül. Teljesen nyilvánvaló, hogy ez a legtöbb legjobb lehetőség"meleg padló" rendszerhez.

Gyenge oldalak

Miután megismerkedtünk az előnyökkel, áttérünk a hidrogénfűtés hátrányaira.

• Annak ellenére, hogy a fejlettebb országokban rendkívül népszerű ez a fűtési mód, nálunk még nem kapott kellő figyelmet. Ez az oka annak, hogy ennek a berendezésnek a beszerzése és telepítése olyan problémás, és számos nehézséggel jár.
• Az átlagos szobahőmérséklet hatására a hidrogén gázzá válik. Ezenkívül ez az anyag robbanásveszélyes, ezért nagyon nehéz szállítani, különösen nagy távolságokra.
• A hidrogéntartalmú palackokat megfelelő szakemberekkel kell hitelesíteni, akiknek a képzése meglehetősen sok időt vesz igénybe.

Hogyan telepítsünk hidrogén kazánt?

Tovább Ebben a pillanatban sokan inkább önállóan gyártanak hidrogéngenerátorokat maguknak fűtési rendszerek. És ez nem meglepő, mert a „boltban vásárolt” analógok nemcsak nagyon drágák, de kevés is. magas hatásfok. De ha ezt az eszközt saját maga készíti, akkor a hatékonysága sokkal magasabb lesz.

Számos lehetőség van a hidrogénüzemű generátor összeállítására. De mindenesetre az otthoni elkészítéshez szüksége lesz a következőkre: Fogyóeszközök.

• 12 voltos áramforrás.
• Több rozsdamentes acélból készült, különböző átmérőjű cső.
• A tározó, amelyben a szerkezet található.
• PWM vezérlő. Fontos, hogy teljesítménye legalább 30 amper legyen.

Ezek a fő alkatrészek, amelyek általában a házi hidrogéngenerátorokat alkotják. Ezenkívül ne feledkezzen meg a desztillált víz tartályáról - annak megléte szintén kötelező. A vizet egy zárt szerkezetbe kell juttatni, amelynek belsejében dialektika van. Ugyanebben a szerkezetben lesz egy rozsdamentes acéllemezekből álló készlet egymás mellett szigetelő anyag. Fontos, hogy ezek a lemezek 12 voltos feszültséget kapjanak. Ha minden helyesen történik, akkor feszültség esetén a víz 2 gáznemű elemre oszlik.

Jegyzet! Ebből a szempontból hatékonyabb a használata egyenáram(meghatározott frekvenciával kell rendelkeznie) PWM típusú generátor állítja elő. Ebben az esetben az impulzusáramot (vagy váltakozó áramot) egy állandóra cseréljük. Ennek eredményeként a berendezés hatékonysága jelentősen megnő.

Milyen vizet használjak – desztillált vagy csapvizet?

Nincs itt semmi bonyolult. Csapfolyadék használható, de csak akkor, ha nem tartalmaz nehézfém-szennyeződéseket. De annak érdekében, hogy a berendezés hatékonyabban működjön, jobb desztillált vizet használni, kis mennyiségű nátrium-hidroxidot adva hozzá. Az arány ebben az esetben a következő legyen: egy evőkanál hidroxid minden tíz liter vízhez.

Milyen fémet használjak?

Ez a kérdés ellentmondásos. Így sok - köztük nagyon hiteles - forrás szerint csak ritka fémeket szabad hidrogénnel melegíteni. A valóságban ez nem teljesen igaz, mivel teljesen lehetséges rozsdamentes acél használata, amint azt fentebb már tárgyaltuk. Bár ideális esetben ferrimágneses acélból kell lennie. Abban különbözik, hogy nem vonzza magához a felesleges törmelék részecskéit. Azt is megjegyezzük, hogy a fém kiválasztásakor jobb a „rozsdamentes acélra” összpontosítani, amely nem esik ki az oxidációs folyamatnak.

Mint látható, egy hidrogénkazán építése nem olyan nehéz, mint amilyennek látszik. Csak ki kell választania a megfelelő fogyóeszközöket, és alaposan tanulmányoznia kell az ilyen típusú fűtési rendszer diagramját. Az összes szükséges felszerelés felszerelése után ellenőrizze, hogy valóban jó minőségű és kellően hatékony-e.

Videó - Hidrogéngenerátor készítése

Az energiamegmaradás törvényéről

Ez a törvény kimondja, hogy a világon minden összefügg: ha valahonnan elmegy, akkor valahova biztosan megérkezik. És ahhoz, hogy elektrolízissel gázt nyerjünk, bizonyos mennyiségű elektromos energiát még el kell költeni. Az energiát pedig, mint tudjuk, elsősorban a más típusú tüzelőanyagok elégetése során keletkező hő eredményeként nyerik. És hiába vesszük a villamos energia előállításához szükséges tiszta energiát és azt az energiát, amit a hidrogén az égés után termel, a veszteségek a legmodernebb berendezéseken is megduplázódnak (legalább!). Kiderült, hogy az alapok 1/2-ét egyszerűen kidobják. Sőt, ezek csak működési költségek, és nem veszik figyelembe a felszerelés költségét, amely, mint már említettük, nem olcsó. Emlékezzünk a hidrogéngenerátorokra.

Ha hisz az Amerikában végzett kutatásokban, akkor egy kilogramm hidrogén ára (vagy inkább előállítási költsége) egyenlő:

• 6,5 dollár ipari elektromos hálózat használata esetén;
• 9 USD szélgenerátorok működtetésekor;
• 20 dollár napelemes eszközök használata esetén;
• 2,2 dollár szilárd tüzelőanyag használata esetén;
• 5,5 dollár, ha az anyagot biomasszából állítják elő;
• 2,3 dollár, ha az elektrolízisről beszélünk magas hőmérsékletű atomerőműben végezték (legtöbbször olcsó módon, de a legtávolabb van a normál háztartási használattól).

Jegyzet! Még a legfejlettebb háztartási generátor is minden tekintetben lényegesen rosszabb lesz egy hasonló ipari eszköznél. Ezért a leírt árak ismeretében nem lehet azt mondani, hogy a hidrogén komolyan versenyezhet a földgázzal. Ugyanez vonatkozik a villanyra, a dízelre, sőt a hőszivattyúkra is.

Energetikai kilátások hidrogén felhasználásával

Most próbáljuk meg kideríteni, hogy valóban van-e esély a tiszta hidrogén költségének csökkentésére. Mondjuk azonnal, hogy erre minden esély megvan. Mindenekelőtt ide tartozik az olcsó villamos energia megújuló forrásokból történő előállításának technológiája. Ezenkívül olcsóbb kémiai katalizátorok is használhatók a katalízis folyamatában. Ezek egyébként már régóta léteznek és hidrogéncellákban használják üzemanyagként (autókról beszélünk). Bár itt ismét túl magas költségükkel találkoztunk.

De a technológia folyamatosan fejlődik, a tudomány nem áll meg. Egy ponton az olaj elfogy, és az embereknek más, alternatív energiaforrásra kell váltaniuk. De jelenleg, és talán az elkövetkező évtizedekben is bátran kijelenthetjük: maga a hidrogént használó energia még mindig veszteséges. Az egyetlen kivételt azok az esetek jelentik, amikor a hidrogén valamilyen más műszaki folyamat mellékterméke. Természetesen lehetségesek különféle programok a hidrogénenergia támogatására, fejlesztésére, de ehhez a nagyvállalatok és természetesen az állam segítségére van szükség.

Következtetésként

Nehéz megmondani, hogy a jövőben milyen energia lesz a fő energia - hidrogén, magfúzió, gravitáció stb. A szakértők azonban biztosítják, hogy legalább húsz-harminc év múlva megjelennek az első olyan elektrolizáló reaktorok, amelyek képesek felvenni a versenyt a modern atomreaktorokkal. Néhányan általában szkeptikusak ezzel kapcsolatban. De az igazi szakemberek úgy vélik, hogy a hidrogéngenerátorok hamarosan téma lesz magas technológia, és nem rögtönzött eszközökből házilag, amit fentebb leírtunk. Ennyi, meleg telet!

A hidrogéngenerátorok, amelyeket jelenleg az autókban energiatakarékosság céljából használnak, kétféle típusú: „nedves” elektrolizátor és „száraz” elektrolizátor. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai, de a száraz elektrolizátor az autók számára hidrogént előállító készülékek második generációjának fejlesztése, mivel kiküszöböli a nedves előd jelentős hátrányait.

Ha saját maga kísérletezik a hidrogén előállításával, rendkívül óvatosnak kell lennie a biztonsági óvintézkedésekre vonatkozóan! Először más kutatók és gyakorlati szakemberek tapasztalatait kell tanulmányozni. A cikk végén található hivatkozások a témával kapcsolatos forrásokhoz, gyakorlati példákkal.

Mindenféle generátor és készülék ebben a kínai boltban.

A videó egy száraz generátor diagramját mutatja be. További részletek az elkészítési módról a második videóban.

Részletes leírás

Szárazcellás akkumulátorok készítéséhez 316L vagy 316T perforált rozsdamentes acélra lesz szüksége. A lemez vastagsága 0,4 mm vagy 0,5 mm, nem vastagabb, 2 mm vagy 3 mm furatátmérővel. A furatok osztása a képen látható módon lépcsőzetes. Finoman csiszoljon minden lapot durva csiszolópapírral, hogy a felületet karcolások borítják. Ez növeli az acél és a víz érintkezési területét.

Az autók "száraz akkumulátorainak" gyártásához 20 db 10x10 cm-es perforált acéllapra lesz szüksége, 3x3 cm-es kiemelkedéssel az elektromos érintkezéshez; 19 távtartó, 2 mm vastag és 2 távtartó, 10 mm vastag. Autók belső tömlőiből vagy gumilapokból vághatók. Két darab 16X16 cm-es műanyag lap is kell a legjobb, ha lejárt akkumulátortartó falából készíted. A többi részletet a többpólusú „száraz elem” modell bemutató videójában láthatja. Az első és az utolsó tömítés 10 mm vastag, ezekre azért van szükség, hogy az akkumulátorrendszerben lévő víz be- és kivezetésére szolgáló műanyag részek ne illeszkedjenek szorosan az első és az utolsó acéllemezhez. Az acéllemezekbe, az elektromos érintkezők kiemelkedéseibe fúrjon olyan átmérőjű lyukat, hogy a csavar menetesen, azaz szorosan illeszkedjen bele! A lemezeknek váltakozó érintkezőkkel kell rendelkezniük. Egy lemez érintkezőkkel a jobb oldali csavaron; a másik - érintkezővel a bal oldali csavaron. Stb.

Elektrolízis rendszer

Az elektrolizáló rendszer a következő részekből áll: Akkumulátor. "Száraz akkumulátor". Az első tartály kálium-hidroxiddal kevert desztillált víz tárolására szolgál. A kálium-hidroxidnak 95%-os telítettségűnek kell lennie!. A második tartály normál, tiszta víz gáztisztításhoz. Nyomástartó készülék. Egy szelep, amely megakadályozza a gáz visszajutását a rendszerbe.

Az akkumulátor pozitív és negatív kábeleinek csatlakoztatása a „száraz akkumulátorhoz”. A kálium-hidroxiddal kevert víz áramlása az akkumulátorba. A keletkező gáz a maradék vízzel elhagyja az akkumulátort és belép a tartályba. Ezután egy szűrőn keresztül, amely megakadályozza a víz kiszivárgását, az első tartályból származó gáz belép a második tartályba, hogy vízzel megtisztuljon. Ehhez egy hosszú csövet használnak, amely majdnem a második tartály aljáig megy. Az első és a második tartályban saválló, nem süllyedő és porózus anyag helyezhető a víz tetejére, hogy elkerülhető legyen a víz fröccsenése, amikor az autó gurul, ráz, billen menet közben. Ezután egy szűrőn keresztül, amely megakadályozza a víz kiszivárgását, a második tartályból származó tisztított gáz áthalad a gáznyomást jelző készüléken.

A nyomóberendezésből a gáz egy szelepen halad át, ami megakadályozza, hogy a gáz visszajusson a rendszeren keresztül. A szelep egy rézcsőből áll, mindkét végén szorosan csavarozott kupakkal. A fedelek olyan mellbimbókkal vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a levegő egyirányú áthaladását, vagyis az elektrolizáló rendszerből kifelé. És be réz cső Az "acélgyapot" 0000-es fokozata szorosan be van csomagolva E szelep nélkül az elektrolizáló rendszer robbanásveszélyes!

A szárazelemek könnyen össze- és szétszerelhetők. A javasolt acéllemez paraméterek megkímélik Önt a számítással járó fejfájástól. Ha a „száraz akkumulátor”, tekintettel az autó akkumulátorának teljesítményére, nem túl hatékony, akkor csökkentse a lemezek számát egyformán plusz és mínusz értékkel. Ha az akkumulátor nagyon felforrósodik, adja hozzá a lemezek számát egyenlő arányban, az egyiket a pluszért, a másikat a mínuszért, és így tovább. Az elektrolizáló rendszerben az első és a második tartály azonos területű és alakú legyen, hogy kényelmesebben lehessen őket elhelyezni a motorháztető alatt. A megbízhatóság érdekében készítsen acél burkolatot nekik és a „száraz akkumulátornak”. A gáz a levegőbeszívó rendszeren keresztül jut a motorhoz. Ebben az esetben csökkenteni kell az üzemanyag-befecskendezést. Számos autómárka létezik, ezért itt egyéni megközelítésre van szükség. Általában gondolkodjon, kísérletezzen.

Ezen az oldalon videókat és rajzokat talál a vízbefecskendezőről és a nagyfeszültségű gyújtásreléről. Ezen az orosz nyelvű vodorod-na-avto.com webhelyen pedig sok minden található hasznos információ autókhoz készült hidrogéngenerátorok részleteivel és tesztjeivel.

Az autóipar az ipar egyik legígéretesebb területe. A globális aggodalmak arra törekednek, hogy sok pénzt fektessenek be új technológiák fejlesztésébe, amelyeknek a jövőben javulniuk kell teljesítmény Jármű. Egy autó működési elvének legkisebb változtatása is gyökeresen megváltoztathatja dinamikáját, menetteljesítményét és biztonsági szintjét. A legjelentősebb változásokat ugyanakkor az alternatív üzemanyagforrások és azon belül is a hidrogénüzemű autók ígérik, amelyek már ma is láthatóak a vezető gyártók sorain. Az ilyen típusú sorozatmodellek megjelenése ellenére a tervezők még mindig keresik legjobb felhasználás hidrogén. De az a tény, hogy ennek az üzemanyagnak a motor működési algoritmusába való bevezetése számos előnnyel jár, vitathatatlan.

Hidrogén autók sajátosságai

A hagyományos technológiákról az új megoldásokra való átállás nem mindig teszi lehetővé a szállítási működés minőségi mutatóinak javítását. Ez történik az elektromos járművekkel, amelyek bár környezetbarátnak és viszonylagosnak tekinthetők gazdaságos megjelenés technikai eszközöket, de számos hátránya van, beleértve a nem kielégítő dinamikát. Viszont, feltéve, hogy az eszköz kiegyensúlyozott, megőrizheti a klasszikus motorral szerelt autók előnyeit, és számos új előnnyel rendelkezik. A gyártók érdeklődése az ilyen típusú üzemanyagok iránt a közlekedés környezetbarátabbá tételének, valamint az energiamegtakarításnak köszönhető. A hagyományos belső égésű motorokhoz képest a hidrogénes egységek gyakorlatilag nem bocsátanak ki károsanyag-kibocsátást. káros anyagok. Ez az eredmény csak akkor érhető el, ha a hagyományos motorokat teljesen kiiktatják, és ebben az esetben a teljesítménycsökkenés is észrevehető lesz.

Hidrogén és belső égésű motor kombinációja

Manapság az autógyártók többféle koncepciót alkalmaznak a hidrogén használatára. Az egyik legelterjedtebb a hibrid opció, amely egyesíti a belső égésű motort és hidrogén elemek. Kezdetben az ezzel a megközelítéssel készült hidrogén koncepcióautókat alacsony teljesítmény jellemezte. A legújabb fejlemények azonban az ellenkező helyzetet mutatják, amikor a teljesítménypotenciál 10-15%-kal nő. De ismételten a teljesítmény növelése kiküszöböli a környezetbarátság és a gép karbantartási költségeinek előnyeit. Van egy másik negatív tényező a hidrogénnek a belső égésű motorrendszerben történő felhasználása miatt. Működés közben a tüzelőanyag reakcióba lép a szerkezeti elemekkel, ami jelentősen csökkenti a tápegység anyagainak élettartamát.

Hidrogén autók műszaki jellemzői

Az első sorozatgyártású modell, amelyet hidrogénerőművel szereltek fel, a Toyota konszern négyajtós Mirai szedánja volt. A fejlesztők nem szabványos konfigurációt használtak, amelyben a töltet magja egy hidrogén-átalakítóhoz csatlakoztatott villanymotor. Ennek eredményeként a hibrid autó 151 lóerőt biztosít. Val vel., maximális sebesség 180 km/h-nál, és 9 másodperc alatt gyorsul „százra”. Ugyanakkor egy tankolás közel 500 km megtételét teszi lehetővé, ami nagyon jó az első hidrogént használó autónak. Műszaki adatok A hidrogén-crossoverek is lenyűgözőek - például a Hyundai Intrado 36 kWh-s akkumulátort kapott, amely akár 600 km-es hatótávolságot is biztosít. De a legfontosabb dolog az, hogy a káros kibocsátás ebben az esetben nullára csökken. A cégek már kínálnak vonzó teljesítményadatokkal rendelkező hidrogénautókat. A fejlődést megállító tényezők között csak az infrastruktúra hiánya említhető meg, amely lehetővé teszi az új technológiák használatát a fogyasztók széles tömege számára.

Hidrogén generátorok

Viszlát nagy gyártók Olyan csúcstechnológiás motorokat sajátítanak el, amelyek energiaforrásként hidrogént használnak, a középső szinten elterjedtek a segédgenerátorok, amelyek lehetővé teszik az ilyen típusú üzemanyagcellák feldolgozását. Mivel az új típusú üzemanyagok használatának fő célja az eljárás környezetbarátságának javítása és az energiaköltség csökkentése, egyes esetekben elegendő csak a megfelelő reaktort beépíteni a tervezésbe. Ezt a funkciót különösen egy autón hajtják végre, amelyet gázátalakítónak is neveznek. Ugyanakkor kétféle ilyen telepítés létezik - folyékony és száraz alkatrészekkel. Hatékonyság szempontjából a második lehetőség jövedelmezőbb, mivel a folyékony elemek megkövetelik nagy kötetekáram, növelve az akkumulátor méretét.

A hidrogénreaktorok működési elve

Pozitív vélemények a hidrogénautókról

A környezetvédelmi szervezetek és maguk a gyártók szempontjából a hidrogén használatának előnyei nyilvánvalóak. Ami a végfelhasználót illeti, az új üzemanyagcellák használatából származó előnyök még nem olyan hangsúlyosak. Mindazonáltal az ilyen típusú autók legsikeresebb példái megtakarításokat mutatnak az üzemeltetés során, ami a jövőben e technológia népszerűségének egyik fő tényezőjévé válhat. Dinamikus tulajdonságokat és teljesítményt tekintve az autókba szánt hidrogéngenerátor ellentmondásos véleményeket vált ki, de itt is vannak pozitív fejlemények. A racionális üzemanyag-fogyasztás nemcsak megtakarítást, hanem nagyobb termelékenységet is biztosít erőmű- ennek megfelelően bizonyos esetekben a teljesítmény is nő.

Negatív vélemények

Még ha ezen a területen haladó fejlesztésekről van szó, a felhasználóknak szembe kell nézniük a rossz infrastruktúra problémáival. A hibridek más változataihoz hasonlóan a hidrogénüzemű autókat is speciális állomásokon kell szervizelni. Természetesen vannak olyan modellek is, amelyek hengerben szállított megoldásokkal működnek. De ebben az esetben szigorú tárolási feltételek vannak, amelyek megkövetelik a hidrogént az autóban. A kritikával teli vélemények kifejezetten felhívják a figyelmet a modernizált autókra, amelyek hagyományos motorokkal működtek. A helyzet az, hogy a hidrogénberendezések integrálása gyakran a közeli alkatrészek és alkatrészek gyors kopásához vezet.

Összehasonlítás alternatív technológiákkal

Amint azt a szakértők megjegyzik, a globális autóiparban előbb-utóbb a magas környezetvédelmi biztonsági előírásoknak megfelelő technológiák fognak érvényesülni. A hidrogén-koncepciók mellett elektromos autók, különféle hibridek, folyékony nitrogénnel üzemelő modellek stb. pályázhatnak erre a szerepre, de a felsorolt ​​koncepciókkal ellentétben az autóban lévő HHO hidrogéngenerátor a legegyszerűbb a műszaki megvalósításban. Ha egy villanymotor esetében a fejlesztőknek gyakran új dizájnt kell kialakítaniuk a térben a motorral, akkor a hidrogénreaktor megvalósítása minden modern autószerelő műhelyében megvan. A másik dolog az, hogy a generátor nem tekinthető a legtöbbnek legjobb példa alternatív üzemanyagok használata a közlekedésben.

Következtetés

A hidrogént az első autók megjelenése óta használják forrásként a járművek erőművének ellátására. A klasszikus belső égésű motorok nagy teljesítménye azonban háttérbe szorította az ilyen jellegű fejlesztéseket. Valójában még ma is számos paraméter tekintetében a hidrogénautók nem képesek felvenni a versenyt a hagyományos modellekkel. Ennek az iránynak a jelentőségét a légszennyező anyagok hiánya okozza. Vannak bizonyos előnyök a működés más árnyalataiban, de ezek nem alapvetőek a gyártók számára. Ha már arról beszélünk, hogy a hidrogénautók megalkotóinak milyen áldozatokat kell hozniuk, akkor ezek nagy valószínűséggel a szerény teljesítményre és az ergonómiát befolyásoló szerkezeti elemek bevezetésére korlátozódnak.

A hidrogén szinte ideális üzemanyagfajta, de a probléma az, hogy bolygónkon csak más anyagokkal vegyület formájában található meg. kémiai elemek. A „tiszta” anyag aránya a légkörben legfeljebb 0,00005%. Tekintettel ezekre a tényekre, a hidrogéngenerátor kérdése aktuálissá válik. Tekintsük egy ilyen eszköz működési elvét, tervezési jellemzőit, alkalmazási körét és az önálló gyártás lehetőségét.

A hidrogéngenerátor leírása és működési elve

Számos módszer létezik a hidrogén kinyerésére más anyagokból, felsoroljuk a leggyakoribbakat:

1. Az elektrolízis, ez a technika a legegyszerűbb, és otthon is megvalósítható. Állandó oldatot engedünk át sót tartalmazó vizes oldaton. elektromosság, hatására a következő egyenlettel leírható reakció játszódik le: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 . Ebben az esetben a példa egy közönséges konyhai só oldatára vonatkozik, ami nem a legjobb lehetőség, mivel a felszabaduló klór mérgező anyag. Megjegyezzük, hogy az ezzel a módszerrel nyert hidrogén a legtisztább (körülbelül 99,9%).
2. 1000 °C-ra felmelegített szénkokszon vízgőzt vezetve ilyen körülmények között a következő reakció megy végbe: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Kivonás metánból gőzátalakítással ( szükséges feltétel a reakcióhoz - hőmérséklet 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. A második lehetőség a metán oxidációja: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. A krakkolási (kőolaj-finomítási) folyamat során hidrogén szabadul fel melléktermékként. Vegyük figyelembe, hogy hazánkban még mindig alkalmazzák ezt az anyagot egyes olajfinomítókban annak hiánya miatt szükséges felszerelést vagy elegendő kereslet.

A felsorolt ​​lehetőségek közül az utolsó a legolcsóbb, és az első a leginkább hozzáférhető, ez képezi a legtöbb hidrogéngenerátor alapját, beleértve a háztartásiakat is. Működési elvük az, hogy az oldaton való áram átvezetése során a pozitív elektróda vonzza a negatív ionokat, az ellentétes töltésű elektród pedig a pozitívakat, ami az anyag felhasadását eredményezi.

A hidrogéngenerátor tervezési jellemzői és kialakítása

Bár a hidrogén előállításával ma már gyakorlatilag nincs probléma, szállítása és tárolása továbbra is sürgető feladat. Ennek az anyagnak a molekulái olyan kicsik, hogy még a fémen is áthatolnak, ami bizonyos biztonsági kockázatot jelent. A felszívott formában történő tárolás még nem túl jövedelmező. Ezért a legjobb megoldás a hidrogén előállítása közvetlenül a termelési ciklusban való felhasználás előtt.

Ebből a célból ipari üzemeket gyártanak hidrogén előállítására. Általában ezek membrán típusú elektrolizátorok. Az alábbiakban bemutatjuk egy ilyen eszköz egyszerűsített kialakítását és működési elvét.

Megnevezések:

• A – cső a klór eltávolítására (Cl 2).
• B – hidrogén eltávolítása (H 2).
• C az az anód, amelyen a következő reakció játszódik le: 2CL – →CL 2 + 2e – .
• D a katód, a rajta zajló reakció a következő egyenlettel írható le: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
• E – víz és nátrium-klorid (H 2 O és NaCl) oldata.
• F – membrán;
• G – telített nátrium-klorid oldat és képződés marószóda(NaOH).
• H – sóoldat és hígított nátronlúg eltávolítása.
• I – telített sóoldat bemenete.
• J – borító.

A háztartási generátorok kialakítása sokkal egyszerűbb, mivel legtöbbjük nem tiszta hidrogént, hanem barna gázt termel. Ez a név az oxigén és hidrogén keverékének. Ez a lehetőség a legpraktikusabb, nem igényli a hidrogén és az oxigén szétválasztását, a tervezés jelentősen leegyszerűsíthető, így olcsóbb is. Ezenkívül a keletkező gázt az előállítás során elégetik. Otthoni tárolása és felhalmozása nemcsak problémás, de nem is biztonságos.

Megnevezések:

• a – cső a Brown-gáz légtelenítésére;
• b – vízellátó szívócső;
• c – zárt ház;
• d – elektródalemezek blokkja (anódok és katódok), köztük szigetelőkkel;
• e – víz;
• f – vízszint-érzékelő (a vezérlőegységhez csatlakoztatva);
• g – vízleválasztó szűrő;
• h – az elektródák tápellátása;
• i – nyomásérzékelő (a küszöbérték elérésekor jelet küld a vezérlőegységnek);
• j – biztonsági szelep;
• k – gázkivezetés a biztonsági szelepből.

Az ilyen eszközök jellemzője az elektródablokkok használata, mivel nincs szükség a hidrogén és az oxigén szétválasztására. Ez lehetővé teszi, hogy a generátorok meglehetősen kompaktak legyenek.

A hidrogéngenerátor alkalmazásai

A hidrogén szállításával és tárolásával kapcsolatos problémák miatt az ilyen eszközök igényesek azokban az iparágakban, ahol a technológiai ciklus megköveteli ennek a gáznak a jelenlétét. Soroljuk fel a főbb irányokat:

1. A hidrogén-klorid szintéziséhez kapcsolódó gyártás.
2. Üzemanyag gyártása rakétahajtóművekhez.
3. Műtrágyák előállítása.
4. Hidrogén-nitrid (ammónia) előállítása.
5. Salétromsav szintézise.
6. BAN BEN Élelmiszeripar(növényi olajokból szilárd zsírok előállítására).
7. Fémfeldolgozás (hegesztés és vágás).
8. Fémvisszanyerés.
9. Metil-alkohol szintézise
10. Sósav előállítása.

Annak ellenére, hogy a hidrogén előállítása az olajfinomítás során olcsóbb, mint az elektrolízissel történő előállítása, amint azt fentebb említettük, a gázszállítás nehézségekbe ütközik. A környezeti helyzet nem mindig teszi lehetővé veszélyes vegyszergyártó létesítmények építését közvetlenül az olajfinomítók mellett. Ráadásul az elektrolízissel előállított hidrogén sokkal tisztább, mint az olaj krakkolása során keletkező hidrogén. Ebben a tekintetben az ipari hidrogéngenerátorok mindig nagy keresletet mutatnak.

Háztartási használat

A hidrogént a mindennapi életben is használják. Először is, ezek autonóm fűtési rendszerek. De itt van néhány sajátosság. A tiszta hidrogént gyártó üzemek sokkal drágábbak, mint a Brown gázgenerátorok, amelyek akár saját kezűleg is összeszerelhetők. De az otthoni fűtés megszervezésénél figyelembe kell venni, hogy a Brown gáz égési hőmérséklete sokkal magasabb, mint a metáné, ezért speciális kazánra lesz szüksége, amely valamivel drágább, mint egy hagyományos.

Az interneten sok olyan cikket találhat, amelyben azt írják, hogy a közönséges kazánok használhatók gáz robbantására, de ez teljesen tilos. BAN BEN legjobb forgatókönyv gyorsan kudarcot vallanak, és legrosszabb esetben szomorú vagy akár tragikus következményeket is okozhatnak. A Brown-féle keverékhez vannak speciális kialakítások hőállóbb fúvókával.

Megjegyzendő, hogy a hidrogéngenerátorokon alapuló fűtési rendszerek jövedelmezősége az alacsony hatásfok miatt erősen megkérdőjelezhető. Az ilyen rendszerekben kétszeres veszteség keletkezik, egyrészt a gáztermelési folyamat során, másrészt a kazánban lévő víz melegítésekor. Olcsóbb a vizet azonnal elektromos bojlerben melegíteni fűtésre.

Ugyanilyen ellentmondásos megoldás háztartási használatra, amelyben a Brown-gázt használják fel benzin dúsítására az autómotorok üzemanyagrendszerében, hogy pénzt takarítsanak meg.

Megnevezések:

• a – NHO generátor (elfogadott jelölés a Brown-gázra);
• b – gázkivezetés a szárítókamrába;
• c – rekesz a vízgőz eltávolítására;
• d – a kondenzátum visszavezetése a generátorba;
• e – szárított gáz ellátása az üzemanyagrendszer légszűrőjébe;
• f – autómotor;
• g – csatlakozás az akkumulátorhoz és az elektromos generátorhoz.

Meg kell jegyezni, hogy bizonyos esetekben egy ilyen rendszer még működik (ha megfelelően van összeszerelve). De nem talál pontos paramétereket, teljesítménynövelési együtthatót vagy megtakarítási százalékot. Ezek az adatok nagyon homályosak, megbízhatóságuk megkérdőjelezhető. A kérdés ismét nem világos, hogy mennyivel csökken a motor élettartama.

De a kereslet megteremti a kínálatot az interneten, részletes rajzokat találhat az ilyen eszközökről és a csatlakoztatásukra vonatkozó utasításokat. Vannak kész modellek is, amelyek a Felkelő Nap országában készültek.

Egyszerű hidrogéngenerátor készítése saját kezűleg lépésről lépésre

Megmondjuk, hogyan kell csinálni házi készítésű generátor hogy hidrogén és oxigén keverékét (HHO) kapjuk. Az ereje nem elég egy ház fűtésére, hanem gázégő fém vágásához elegendő lesz a termelt gáz mennyisége.

Megnevezések:

• a – égőfúvóka;
• b – csövek;
• c – vízzárak;
• d – víz;
• e – elektródák;
• f – tömített ház.

Először is készítünk egy elektrolizátort, ehhez szükségünk van egy lezárt tartályra és elektródákra. Utóbbiként acéllemezeket használunk (méretüket a kívánt teljesítmény függvényében tetszőlegesen választjuk meg), dielektromos alapra rögzítve. Az egyes elektródák összes lemezét összekötjük egymással.

Amikor az elektródák készen állnak, rögzíteni kell őket a tartályban úgy, hogy a tápvezetékek csatlakozási pontjai a várható vízszint felett legyenek. Az elektródák vezetékei egy 12 voltos tápegységhez vagy autó akkumulátorhoz mennek.

A tartály fedelén lyukat készítünk a gázkivezető cső számára. A közönséges 1 literes üvegedények vízzárként használhatók. 2/3-ig megtöltjük vízzel, és csatlakoztatjuk az elektrolizátorhoz és az égőhöz, ahogy a 8. ábra mutatja.

Jobb, ha kész égőt veszünk, mivel nem minden anyag képes ellenállni a barna gáz égési hőmérsékletének. Csatlakoztatjuk az utolsó vízszelep kimenetéhez.

Megtöltjük az elektrolizátort vízzel, amelyhez hagyományos konyhasót adtunk.

Csatlakoztasson feszültséget az elektródákra, és ellenőrizze a készülék működését.