Jak zrobić generator wodoru dla swojego domu własnymi rękami: praktyczne wskazówki dotyczące produkcji i instalacji

Przyzwyczailiśmy się uważać gaz ziemny za najtańszy rodzaj paliwa.Okazuje się jednak, że ma godną alternatywę - wodór otrzymywany przez rozszczepienie wody. Materiał wyjściowy do produkcji tego paliwa otrzymujemy całkowicie bezpłatnie. A jeśli sam wykonasz generator wodoru, oszczędności będą po prostu niesamowite. Prawidłowy?

Jesteśmy gotowi podzielić się z Państwem cennymi informacjami na temat możliwości i zasad montażu instalacji technicznej przeznaczonej do produkcji wodoru. Przestudiowanie przedstawionego artykułu zagwarantuje wyprodukowanie bezawaryjnego urządzenia.

Dla tych, którzy chcą własnoręcznie zbudować tani, ale bardzo wydajny generator paliwa, oferujemy szczegółowe instrukcje. Przedstawiamy zalecenia dotyczące prawidłowego użytkowania. Jako dodatki informacyjne wykorzystano aplikacje fotograficzne i filmy, które w przejrzysty sposób wyjaśniają zasadę działania.

Metody wytwarzania wodoru

Kiedyś na lekcjach chemii w szkole średniej wyjaśniano, jak otrzymać wodór ze zwykłej wody kranowej. W dziedzinie chemii istnieje taka koncepcja - elektroliza. To właśnie dzięki elektrolizie możliwa jest produkcja wodoru.

Najprostszą instalacją wodorową jest zbiornik wypełniony wodą. Pod warstwą wody umieszcza się dwie elektrody płytkowe. Doprowadzany jest do nich prąd elektryczny. Ponieważ woda jest doskonałym przewodnikiem prądu elektrycznego, pomiędzy płytami powstaje kontakt o niskim oporze.

Prąd przepływający przez niski opór wody sprzyja zajściu reakcji chemicznej, w wyniku której powstaje wodór.

Schemat eksperymentalnej instalacji wodorowej, którą dawniej badano na lekcjach chemii w szkole średniej. Jak się okazuje, lekcje te nie były zbyteczne dla praktyki współczesnych potrzeb dnia codziennego

Wydawać by się mogło, że wszystko jest proste i pozostało już bardzo niewiele do zrobienia – zebrać powstały wodór, aby wykorzystać go jako źródło energii. Ale chemia nigdy nie jest kompletna bez subtelnych szczegółów.

I tak jest tutaj: jeśli wodór łączy się z tlenem, przy pewnym stężeniu powstaje mieszanina wybuchowa. Punkt ten jest jednym z krytycznych zjawisk ograniczających możliwość budowy stacji domowych o wystarczającej mocy.

Projekt generatora wodoru

Aby zbudować generatory wodoru własnymi rękami, zwykle opierają się na klasycznym schemacie instalacji Browna. Ten elektrolizer średniej mocy składa się z grupy ogniw, z których każde zawiera grupę elektrod płytowych. Moc instalacji zależy od całkowitej powierzchni elektrod płytowych.

Komórki umieszcza się w pojemniku dobrze odizolowanym od środowiska zewnętrznego. Korpus zbiornika posiada rurki do podłączenia sieci wodociągowej, wylotu wodoru, a także panel stykowy do podłączenia prądu.

Aparatura do wytwarzania wodoru zaprojektowana według schematu Browna. Według wszelkich obliczeń instalacja ta powinna w pełni zapewnić gospodarstwu domowemu ciepło i światło. Kolejne pytanie jakie wymiary i moc pozwolą na to (+)

Obwód generatora Browna zapewnia między innymi obecność uszczelnienia wodnego i zaworu zwrotnego.Dzięki tym elementom instalacja jest zabezpieczona przed cofaniem się wodoru. Zgodnie z tym schematem teoretycznie możliwe jest zmontowanie instalacji wodorowej, na przykład w celu zorganizowania ogrzewania wiejskiego domu.

Ogrzewanie wodorowe w domu

Montaż generatora wodoru w celu efektywnego ogrzewania domu to pomysł może nie fantastyczny, ale zdecydowanie wyjątkowo nieopłacalny. Aby uzyskać wymaganą ilość wodoru do kotłowni przydomowej, potrzebna będzie nie tylko wydajna instalacja do elektrolizy, ale także znaczna ilość energii elektrycznej.

Rekompensowanie zużytego prądu wodorem wytwarzanym w domu wydaje się procesem irracjonalnym.

Naprawdę działający generator wodoru do użytku domowego. Jedyne, co nas denerwuje, to to, że jest to tylko opcja eksperymentalna, która może jedynie pokazać, jak płomień powstaje z iskry

Jednak próby rozwiązania problemu samodzielnego wykonania generatora wodoru do domu nie kończą się. Z zasadą działania i konstrukcją jednego z modeli sprawdzonych w praktyce kocioł wodorowy zapoznamy Państwa z artykułem, z którym polecamy się zapoznać.

A oto przykład jednej z opcji tortur:

1. Przygotowany jest szczelny, niezawodny pojemnik.
2. Wykonuje się elektrody rurkowe lub płytkowe.
3. Zmontowany jest obwód sterujący napięciem i prądem roboczym.
4. Trwają prace nad dodatkowymi modułami stacji roboczej.
5. Wybrano akcesoria (węże, przewody, łączniki).

Oczywiście będziesz potrzebować zestawu narzędzi, w tym specjalnego sprzętu, takiego jak oscyloskop i licznik częstotliwości. Po wyposażeniu się we wszystko, czego potrzebujesz, możesz przystąpić bezpośrednio do produkcji wodorowego systemu grzewczego dla swojego domu.

Realizacja projektu „zrób to sam”.

Na początek będziesz musiał zbudować ogniwo wytwarzające wodór. Ogniwo paliwowe ma gabaryty nieco mniejsze od wewnętrznych wymiarów długości i szerokości obudowy generatora. Wysokość bloku z elektrodami wynosi 2/3 wysokości głównego korpusu.

Ogniwo może być wykonane z PCB lub plexi (grubość ścianki 5-7 mm). W tym celu przycina się pięć płytek tekstolitowych. Prostokąt jest sklejany (klejem epoksydowym), którego dolna część pozostaje otwarta.

W przybliżeniu takie płytki ze szkła organicznego tworzą korpus ogniwa paliwowego generatora wodoru. To prawda, że ​​​​pokazano tutaj nieco inną wersję inżynierii - do montażu i mocowania za pomocą śrub

W górnej części prostokąta wierci się wymaganą liczbę małych otworów na trzonki płytek elektrodowych, jeden mały otwór na czujnik poziomu oraz jeden otwór o średnicy 10-15 mm do uwalniania wodoru.

Wewnątrz prostokąta umieszczone są płytki elektrodowe, których trzonki stykowe wyprowadzone są przez otwory górnej płytki na zewnątrz ogniwa. Czujnik poziomu wody instaluje się przy napełnieniu ogniwa w 80%. Wszystkie przejścia w płycie tekstolitowej (z wyjątkiem wylotu wodoru) wypełnione są klejem epoksydowym.

Cechą konstrukcyjną modułów generatora pokazanych na zdjęciu jest ich cylindryczny kształt. Elektrody tego miniaturowego źródła energii są również zaprojektowane inaczej.

Otwór wylotowy wodoru musi być wyposażony w złączkę - zabezpieczyć mechanicznie uszczelką lub wkleić. Zmontowane ogniwo generujące wodór umieszcza się wewnątrz głównego korpusu urządzenia i dokładnie uszczelnia na górnym obwodzie (ponownie można zastosować żywicę epoksydową).

Taki właśnie został wybrany przypadek generatora wodoru do kolejnego projektu eksperymentalnego. Prosty pomysł jest atrakcyjny, ale ta opcja raczej nie będzie odpowiednia dla potężnej stacji przeznaczonej do ogrzewania pomieszczeń prywatnego domu

Zanim jednak włożysz ogniwo do środka, należy przygotować obudowę generatora:

• wykonać dopływ wody w dolnej części;
• wykonać górną pokrywę za pomocą elementów złącznych;
• wybierz niezawodny materiał uszczelniający;
• umieść listwę zaciskową elektryczną na pokrywie;
• umieść kolektor wodoru na pokrywie.

Rezultatem powinien być częściowo gotowy generator wodoru po:

1. Ogniwo paliwowe jest ładowane do obudowy.
2. Elektrody podłącza się do listwy zaciskowej pokrywy.
3. Złączka wylotu wodoru jest podłączona do kolektora wodoru.
4. Pokrywa zakładana jest na korpus poprzez uszczelkę i zabezpieczana.

Pozostaje tylko podłączyć wodę i dodatkowe moduły.

Suplementy do generatorów wodoru

Domowe urządzenie do produkcji wodoru należy uzupełnić o moduły pomocnicze. Na przykład moduł zaopatrzenia w wodę, który jest funkcjonalnie połączony z czujnikiem poziomu zainstalowanym wewnątrz generatora.

W najprostszej formie taki moduł jest reprezentowany przez pompę wodną i sterownik sterujący. Pompą steruje sterownik na podstawie sygnału z czujnika, w zależności od poziomu wody w ogniwie paliwowym.

Dodatkowe elementy konstrukcyjne, które muszą zostać uwzględnione w projekcie każdej stacji wodorowej, nawet eksperymentalnej. Generator wodoru nie może pracować bez urządzeń automatyki, sterowania i zabezpieczeń.

W związku z tym pożądane jest również posiadanie urządzenia regulującego częstotliwość prądu elektrycznego i poziom napięcia dostarczanego do zacisków elektrod roboczych ogniwa paliwowego.Moduł elektryczny musi być wyposażony co najmniej w stabilizator napięcia i zabezpieczenie nadprądowe.

Kolektor wodoru w najprostszej formie wygląda jak rurka zawierająca zawór, manometr, zawór zwrotny. Wodór pobierany jest z kolektora przez zawór zwrotny i może być faktycznie dostarczony do odbiorcy.

Rozdzielacz wodoru i manometr stanowią integralne części instalacji wodorowej, zapewniające dystrybucję gazu i kontrolę ciśnienia

Ale w praktyce wszystko jest nieco bardziej skomplikowane. Wodór jest gazem wybuchowym o wysokiej temperaturze spalania. Dlatego samo pompowanie wodoru do układu kotła grzewczego jako paliwa nie będzie działać.

Kryteria jakości instalacji

Złożenie wysokiej jakości, wydajnej i produktywnej instalacji w domu jest niezwykle trudne. Przykładowo, nawet jeśli weźmiemy pod uwagę takie kryterium jak metal, z którego wykonane są płytki elektrodowe lub rurki, istnieje już ryzyko napotkania problemów.

Trwałość elektrod zależy od rodzaju metalu i jego właściwości. Można oczywiście zastosować tę samą stal nierdzewną, ale żywotność takich elementów będzie krótka.

Rodzaj parodii płytek elektrodowych do generatora wodoru. Płytki pochodzą z konwencjonalnego kondensatora zmiennego, który jest wykonany z aluminium. Takie elektrody wystarczą na dokładnie pół godziny pracy nawet w ramach małego układu eksperymentalnego

Wymiary montażowe również odgrywają znaczącą rolę. Wymagane są obliczenia z dużą dokładnością w odniesieniu do wymaganej mocy, jakości wody i innych parametrów.

Jeśli zatem odstęp między elektrodami roboczymi wykracza poza obliczoną wartość, generator wodoru może w ogóle nie działać. W najgorszym przypadku moc, dla której dokonano obliczeń, okaże się kilkakrotnie mniejsza.

Nawet przekrój drutu łączącego elektrody ze źródłem prądu ma znaczenie przy projektowaniu generatora wodoru. To prawda, że ​​\u200b\u200bdotyczy to bezpiecznej obsługi urządzenia. Jednak ten szczegół konstrukcyjny należy wziąć pod uwagę również w instalacjach domowych.

Wracając do bezpiecznej pracy układu nie można również zapomnieć o wprowadzeniu do konstrukcji tzw. uszczelnienia wodnego, które zapobiega cofaniu się gazu.

Pomimo dość imponującej liczby opracowań domowych generatorów wodoru, nie ma jeszcze naprawdę skutecznej opcji. Wszystkie modele są gorsze od wyposażenia fabrycznego

Generator przemysłowy

Na poziomie produkcji przemysłowej sukcesywnie doskonalone i rozwijane są technologie wytwarzania generatorów wodoru do użytku domowego. Z reguły produkowane są stacje energetyczne do użytku domowego, których moc nie przekracza 1 kW.

Urządzenie takie przeznaczone jest do wytwarzania paliwa wodorowego w trybie ciągłej pracy nie dłużej niż 8 godzin. Ich głównym celem jest zaopatrzenie w energię systemów grzewczych.

Projektowane i produkowane są także instalacje przeznaczone do użytku we wspólnotach mieszkaniowych. Są to już mocniejsze konstrukcje (5-7 kW), których celem jest nie tylko energia systemów grzewczych, ale także wytwarzanie energii elektrycznej. Ta opcja kombinacji szybko zyskuje popularność w krajach zachodnich i Japonii.

Kombinowane generatory wodoru charakteryzują się wysoką wydajnością i niską emisją dwutlenku węgla.

Przykład rzeczywistej, przemysłowej stacji o mocy do 5 kW. W przyszłości planowane są podobne instalacje do wyposażenia domków letniskowych i apartamentowców

Ten obiecujący rodzaj produkcji paliwa zaczął także zajmować się rosyjski przemysł. W szczególności Norilsk Nickel opanowuje technologie produkcji instalacji wodorowych, w tym domowych.

Podczas opracowywania i produkcji planuje się wykorzystanie różnych typów ogniw paliwowych:

• membrana do wymiany protonów;
• kwas ortofosforowy;
• metanol do wymiany protonów;
• alkaliczny;
• stały tlenek.

Tymczasem proces elektrolizy jest odwracalny. Fakt ten sugeruje, że możliwe jest uzyskanie już podgrzanej wody bez spalania wodoru.

Wydaje się, że to tylko kolejny pomysł, który jeśli się chwycisz, to możesz rozpocząć nową falę pasji związanych z darmową produkcją paliwa do domowego kotła.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Eksperymentując w domu z domowymi modelami, musisz przygotować się na najbardziej nieoczekiwane rezultaty, ale negatywne doświadczenia to także doświadczenie:

Generatory wodoru DIY do domu to wciąż projekt, który istnieje na poziomie jednego pomysłu. Nie ma praktycznie zrealizowanych projektów generatorów wodoru typu „zrób to sam”, a te, które pozycjonowane są w Internecie, to wyobraźnia ich autorów lub opcje czysto teoretyczne.

Możemy więc polegać tylko na drogim produkcie przemysłowym, który zapowiada się w najbliższej przyszłości.

Czy znasz oryginalny model generatora wodoru, który nie jest opisany w artykule? Może chcesz podzielić się cennymi informacjami, które przydadzą się domowym majsterkowiczom? Proszę o wpisywanie komentarzy w bloku poniżej, zamieszczanie zdjęć na dany temat, wyrażanie swojej opinii.