- Metody výroby vodíku
- Konstrukce vodíkového generátoru
- Vytápění vodíku v domě
- Kritéria pro instalaci
- Průmyslový generátor
- Závěry a užitečné video na toto téma
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Zemní plyn jsme považovali za nejdostupnější druh paliva. Ukázalo se však, že má hodnou alternativu - vodík, který vzniká štěpením vody. Výchozím materiálem pro výrobu tohoto paliva je vše zdarma. A pokud si také vyrobíte generátor vodíku vlastníma rukama, úspory budou prostě úžasné. Správně?
Jsme připraveni se s vámi podělit o cenné informace o možnostech a pravidlech pro montáž technického zařízení pro výrobu vodíku. Studie článku předloženého vaší pozornosti bude zárukou výroby bezporuchového zařízení.
Ti, kteří chtějí osobně postavit generátor levného, ale velmi produktivního paliva, nabízíme podrobný průvodce. Dáváme doporučení pro správnou činnost. Jako informativní doplněk, jasně vysvětlující princip akce, byly použity fotografie a videozáznamy.
Metody výroby vodíku
Výuka chemie na střední škole jednou vysvětlila, jak dostat vodík z běžné vody tekoucí z kohoutku. Taková koncepce existuje v chemické oblasti - elektrolýza. Elektrolýzou je možné produkovat vodík.
Nejjednodušší vodíkovou elektrárnou je druh nádrže naplněné vodou. Pod vodní vrstvou jsou umístěny dvě deskové elektrody. Dodává se jim elektrický proud. Protože voda je vynikajícím vodičem elektrického proudu, je mezi deskami vytvořen kontakt s nízkým odporem.
Proud procházející malou vodotěsností přispívá k tvorbě chemické reakce, v důsledku čehož vzniká vodík.
Schéma experimentální vodíkové elektrárny, která byla dříve studována v programu střední školy v hodinách chemie. Jak se ukazuje, pro praxi moderních každodenních potřeb nebyly lekce zbytečné.
Zdálo by se, že všechno je jednoduché a je to docela dost - sbírat vytvořený vodík, aby ho aplikoval jako energii. Ale chemie nikdy nejde bez jemných detailů.
Tak je to tady: pokud se vodík spojí s kyslíkem, vytvoří se při určité koncentraci výbušná směs. Tento okamžik je jedním z kritických jevů, které omezují schopnost budovat poměrně silné domácí stanice.
Konstrukce vodíkového generátoru
Pro konstrukci vodíkových generátorů vlastními rukama se obvykle vychází z klasického Brownova instalačního schématu. Takový elektrolyzér průměrného výkonu sestává ze skupiny článků, z nichž každá obsahuje skupinu deskových elektrod. Výkon zařízení je dán celkovou plochou povrchu deskových elektrod.
Buňky jsou umístěny uvnitř nádrže, dobře izolovány od vnějšího prostředí. Trysky pro připojení vodovodu, vývod vodíku, jakož i kontaktní panel pro připojení elektřiny jsou přiváděny do tělesa nádrže.
Přístroj pro výrobu vodíku navržený podle Brownova schématu. Tato instalace by měla všem domácnostem poskytovat teplo a světlo. Další otázka - jakou velikost a sílu to umožní (+)
Okruh hnědého generátoru mimo jiné zajišťuje vodní uzávěr a zpětný ventil. Díky těmto prvkům je zajištěna ochrana instalace proti reverzi vodíku. Podle tohoto schématu není instalace vodíkové instalace vyloučena, například pro organizaci vytápění venkovského domu.
Vytápění vodíku v domě
Sestavení generátoru vodíku pro efektivní vytápění domácností - myšlenka nemusí být fantastická, ale zřejmě velmi nerentabilní. Aby se dosáhlo požadovaného objemu vodíku pro domácí kotelnu, bude vyžadováno nejen výkonné elektrolytické zařízení, ale také značné množství elektrické energie.
Kompenzace vynaložené elektřiny získané v domácnosti vodíkem se jeví jako iracionální proces.
Real-life domácí generátor vodíku. Jediná věc, která je smutkem, je pouze experimentální varianta, která může ukázat, jak plamen vzniká z jiskry.
Nicméně, pokusy o vyřešení problému, jak si vyrobit generátor vodíku pro dům vlastními rukama, se nezastaví. Princip činnosti a zařízení jednoho z osvědčených modelů vodíkového kotle bude zaveden článkem, který doporučujeme přečíst.
Zde je příklad jedné z možností mučení:
- Připravuje se vzduchotěsný, spolehlivý kontejner.
- Jsou vyrobeny trubkové nebo deskové elektrody.
- Provozní napětí a proud řídicího obvodu.
- Pro pracovní stanici jsou vytvořeny další moduly.
- Je vybráno příslušenství (hadice, dráty, upevňovací prvky).
Samozřejmě budete potřebovat přístrojovou sadu, včetně speciálního vybavení, jako je osciloskop a čítač frekvencí. Kompletní se vším, co potřebujete, můžete pokračovat přímo k výrobě vodíkové topné instalace pro dům.
Realizace projektu do-it-yourself
Zpočátku musíte vytvořit buňku generace vodíku. Palivový článek má rozměry o něco menší než vnitřní rozměry délky a šířky skříně generátoru. Výška bloku s elektrodami je 2/3 výšky hlavního tělesa.
Buňka může být vyrobena z PCB nebo Plexiglasu (tloušťka stěny 5-7 mm). Za tímto účelem se nařezá pět textolitových desek. Z nich je obdélník slepen (epoxidovým lepidlem), jehož spodní část zůstává otevřená.
Přibližně takové desky z organického skla tvoří skříň palivového článku generátoru vodíku. Je zde však uvedena mírně odlišná verze - pro montáž a upevnění pomocí šroubů
Na horní straně obdélníku je vyvrtán požadovaný počet malých otvorů pod dříky elektrodových desek, jedním malým otvorem pro snímač hladiny a jedním otvorem o průměru 10-15 mm pro uvolnění vodíku.
Platinové elektrody jsou umístěny uvnitř obdélníku, jehož kontaktní dříky jsou vyvedeny ven z buňky přes otvory horní desky. Čidlo hladiny vody je instalováno na úrovni 80% naplnění článku. Všechny přechody v desce textolitu (s výjimkou vodíku) se nalijí epoxidovým lepidlem.
Konstrukční znak modulů zobrazených na fotografii generátoru je válcová forma provedení. Také elektrody tohoto miniaturního zdroje energie jsou prováděny různě.
Vývod vodíku musí být vybaven armaturou - mechanicky ji upevnit pomocí těsnění nebo vložit. Sestavená buňka generování vodíku je umístěna uvnitř hlavního tělesa zařízení a je pečlivě utěsněna podél horního obvodu (opět může být použita epoxidová pryskyřice).
To byl výběr případu vodíkového generátoru pro další pilotní projekt. Přitahuje jednoduchou myšlenku, ale je nepravděpodobné, že tato možnost je vhodná pro výkonnou stanici určenou k vytápění prostor soukromého domu
Před položením článku uvnitř musí být skříň generátoru připravena:
- provádět zásobování vodou v oblasti dna;
- vrchní kryt s upevňovacími prvky;
- vyzvednout spolehlivý těsnící materiál;
- umístěte na kryt elektrickou svorku;
- Umístěte na víko kolektor vodíku.
Výsledkem by měl být částečně připravený generátor vodíku po:
- Palivový článek je vložen do skříně.
- Elektrody jsou připojeny ke svorkovnici.
- Armatura pro vývod vodíku je připojena ke sběrači vodíku.
- Kryt je namontován na tělese přes těsnění a zajištěn.
Zbývá pouze připojit vodu a další moduly.
Doplnění generátoru vodíku
Vlastní zařízení pro výrobu vodíku musí být doplněno pomocnými moduly. Například modul přívodu vody, který je funkčně integrován s hladinovým snímačem instalovaným uvnitř generátoru.
V jednoduché formě je takový modul reprezentován vodním čerpadlem a řídícím regulátorem. Čerpadlo je řízeno regulátorem podle signálu snímače, v závislosti na hladině vody uvnitř palivového článku.
Další konstrukční prvky, které musí být zahrnuty do návrhu jakékoli vodíkové stanice, a dokonce i experimentální. Generátor vodíku nelze provozovat bez automatických, řídicích a ochranných zařízení.
Ve skutečnosti je také žádoucí mít zařízení, které reguluje frekvenci elektrického proudu a úroveň napětí aplikovanou na svorky pracovních elektrod palivového článku. Elektrický modul musí být minimálně vybaven regulátorem napětí a nadproudovou ochranou.
Sběrač vodíku, v jeho nejjednodušší formě, vypadá jako trubka, kde je umístěn ventil, tlakoměr, zpětný ventil. Vodík je odebírán z kolektoru zpětným ventilem a ve skutečnosti může být již dodáván spotřebiteli.
Zařízení pro sběr vodíku a měřidlo - integrální části vodíkové elektrárny, které zajišťují distribuci plynu a regulaci tlaku
Ale v praxi je všechno poněkud složitější. Vodík je výbušný plyn, který má vysokou teplotu spalování. Proto jednoduše vezměte a načerpejte vodík do systému topného kotle jako palivo - to nebude fungovat.
Kritéria pro instalaci
Sestavení vysoce kvalitní, efektivní a produktivní instalace doma je nesmírně obtížné. Například, i když vezmeme v úvahu takové kritérium, jako je kov, ze kterého jsou vyrobeny elektrodové desky nebo trubky, již existuje nebezpečí, že se dostanou do problémů.
Trvanlivost elektrod závisí na typu kovu a jeho vlastnostech. Samozřejmě můžete použít stejnou nerezovou ocel, ale dlouhá životnost takových prvků bude krátká.
Některé parodie elektrodových desek pro generátor vodíku. Desky jsou odebírány z běžného variabilního kondenzátoru, který je vyroben z hliníku. Takové elektrody budou stačit přesně na půl hodiny práce, a to i jako součást malého experimentálního systému.
Důležitou roli hrají také montážní rozměry. Výpočty jsou potřebné s vysokou přesností vzhledem k požadovanému výkonu, kvalitě vody a dalším parametrům.
Pokud je tedy velikost mezery mezi pracovními elektrodami mimo vypočítanou hodnotu, nemusí generátor vodíku vůbec fungovat. V nejhorším případě bude výkon, na který byl výpočet proveden, několikrát menší.
Dokonce i průřez vodiče spojujícího elektrody se zdrojem energie je důležitý v zařízení generátoru vodíku. Je pravda, že jde o bezpečný provoz zařízení. Je však nutné vzít v úvahu tento detail stavby v domácí verzi.
Vrátíme-li se k bezpečnému provozu systému, nesmíme zapomenout ani na zavedení takzvaného vodního těsnění, které zabraňuje zpětnému pohybu plynu.
Navzdory poněkud působivému vývoji vývoje samočinných vodíkových generátorů zatím neexistuje opravdu účinná možnost. Všechny modely jsou horší než tovární vybavení
Průmyslový generátor
Na úrovni průmyslové výroby se postupně vyvíjejí a vyvíjejí technologie pro výrobu vodíkových generátorů pro domácnost. Zpravidla se vyrábějí domácí elektrárny, jejichž výkon nepřesahuje 1 kW.
Takové zařízení je určeno pro výrobu vodíku v konstantním režimu provozu po dobu maximálně 8 hodin. Jejich hlavním účelem - napájení topných systémů.
Také vyvinuté a vyrobené instalace pod provozem kondominia. Jedná se již o výkonnější stavby (5-7 kW), jejichž účelem je nejen energie topných systémů, ale i výroba elektřiny. Taková kombinovaná verze se rychle získává na popularitě v západních zemích av Japonsku.
Kombinované vodíkové generátory jsou charakterizovány jako systémy s vysokou účinností a nízkými emisemi oxidu uhličitého.
Příkladem skutečně provozované průmyslově vyráběné stanice s výkonem do 5 kW. Podobná zařízení se plánují v budoucnu v rámci vybavení chat a bytů.
Tento slibný druh výroby pohonných hmot začal také ruský průmysl. Zejména Norilsk Nickel vyvíjí výrobní technologie pro vodíkové elektrárny, včetně domácích.
V procesu vývoje a výroby se plánuje využití různých typů palivových článků:
- membrána pro výměnu protonů;
- kyselina fosforečná;
- methanolu pro výměnu protonů;
- alkalické;
- pevný oxid.
Mezitím je elektrolytický proces reverzibilní. Tato skutečnost naznačuje, že již ohřátou vodu je možné dostat bez spalování vodíku.
Vypadá to, že je to další nápad, uchopení, které můžete spustit nové kolo vášní spojených s volným těžbou paliva pro domácí kotel.
Závěry a užitečné video na toto téma
Experimentujte doma s domácími modely, musíte se připravit na nečekané výsledky, ale negativní zkušenost je také zážitkem:
Samostatné vodíkové generátory pro domácnost jsou zatím projektem, který existuje na úrovni jedné myšlenky. Prakticky realizované projekty vodíkových generátorů vlastními silami nejsou a ty, které jsou umístěny na síti, jsou představami jejich autorů nebo čistě teoretickými možnostmi.
Zbývá tedy spoléhat se pouze na drahý průmyslový výrobek, který slibuje, že se objeví v blízké budoucnosti.
Znáte originální model generátoru vodíku, který není v článku popsán? Možná chcete sdílet cenné informace, které budou užitečné pro domácí mistry? Napište komentář do níže uvedeného bloku, napište fotografii na toto téma, uveďte svůj názor.