Vodik je gotovo savršeno gorivo za naš planet. Jedini problem je što se na planeti nalazi samo u kombinaciji s drugim tvarima. U svom čistom obliku, vodika na Zemlji ima samo 0,00005%. U tom smislu, pitanje projektiranja generatora vodika vrlo je relevantno. Ne zaboravite da je vodik beskrajan izvor energije, praktički pod našim nogama.
Sadržaj
Uređaj i princip rada generatora vodika
Kako radi
Klasični aparat za generiranje vodika uključuje cijev malog promjera, često kružnog presjeka.Ispod njega su posebne ćelije s elektrolitom. Same aluminijske čestice nalaze se u donjoj posudi. Elektrolit je u ovom slučaju prikladan samo za alkalni tip. Iznad napojne pumpe instaliran je spremnik, gdje se skuplja kondenzat. Neki modeli koriste 2 pumpe. Temperatura se kontrolira izravno u stanicama.
Generator dobiva plin iz vode. Njegova kvaliteta izravno utječe na količinu nečistoća u gotovom proizvodu. Dakle, ako voda s visokom koncentracijom stranih iona uđe u generator, tada će prvo morati proći kroz deionizacijski filter.
Evo kako se odvija proces dobivanja plina:
- Destilat se tijekom procesa elektrolize dijeli na kisik (O) i vodik (H).
- O2 ulazi u spremnik za napajanje, a zatim izlazi u atmosferu kao nusproizvod.
- H2 se dovodi u separator, odvojen od vode, koji se zatim vraća u dovodni spremnik.
- Vodik se ponovno prolazi kroz membranu za odvajanje, koja iz nje izvlači preostali kisik, a zatim ulazi u kromatografsku opremu.
metoda elektrolize
Kao što je gore spomenuto, na svijetu praktički ne postoje takvi neiscrpni izvori energije kao što je vodik. Ne treba zaboraviti da se 2/3 Svjetskog oceana sastoji od ovog elementa, a u cijelom Svemiru H2, zajedno s helijem, zauzima najveći volumen. Ali da biste dobili čisti vodik, trebate podijeliti vodu na čestice, a to nije baš lako učiniti.
Znanstvenici su nakon mnogo godina izmislili trikove metoda elektrolize. Ova metoda temelji se na postavljanju dvije metalne ploče jedna uz drugu u vodu, koje su spojene na izvor visokog napona.Zatim se primjenjuje snaga - i veliki električni potencijal zapravo razbija molekulu vode na komponente, uslijed čega se oslobađaju 2 atoma vodika (HH) i 1 kisik (O).
Ovaj plin (HHO) dobio je ime po australskom znanstveniku Yullu Brownu, koji je 1974. patentirao stvaranje elektrolizera.
Gorivna ćelija Stanley Meyer
Znanstvenik iz SAD-a Stanley Meyer izumio je takvu instalaciju koja nije koristila jak električni potencijal, već struje određene frekvencije. Molekula vode oscilira u vremenu s promjenjivim električnim impulsima i ulazi u rezonanciju. Postupno dobiva snagu, što je dovoljno da se molekula odvoji na komponente. Za takav udar, struje su deset puta manje nego za rad standardne jedinice za elektrolizu.
VAŽNO! Meyer je platio životom svoj izum. Ubijen je, prema glasinama, po nalogu magnata, budući da je njegov izum mogao ubiti naftni biznis u korijenu. Ipak, neka od znanstvenih dostignuća su sačuvana, pa njegovi suvremenici imaju priliku pokušati izraditi takve uređaje.
Prednosti Brownovog plina kao izvora energije
- Voda iz koje se dobiva HHO prisutna je na našem planetu u ogromnim količinama. Sukladno tome, izvori vodika su praktički neiscrpni.
- Izgaranjem Brownovog plina nastaje vodena para. Može se ponovno kondenzirati u tekućinu i ponovno koristiti kao sirovina.
- Izgaranje HHO ne oslobađa nikakve štetne tvari u atmosferu i ne stvara nusproizvode osim vode. Možemo reći da je Brownov plin ekološki najprihvatljivije gorivo na svijetu.
- Kada se koristi generator vodika, oslobađa se vodena para.Njegova količina je dovoljna za dugotrajno održavanje ugodne vlažnosti u prostoriji.
VAŽNO! Vodik se može dobiti i krekiranjem - rafiniranjem nafte (oslobađa plin kao nusproizvod). Ova metoda je jeftinija od dobivanja elektrolizom, ali mogu postojati poteškoće u transportu plina. Osim toga, plin koji nastaje elektrolizom mnogo je čišći od plina dobivenog krekiranjem.
Opseg generatora vodika
H2 je moderan nositelj energije koji se aktivno koristi u mnogim industrijskim područjima. Evo samo nekoliko:
- proizvodnja klorovodika (HC)l;
- proizvodnja goriva za raketne bacače;
- proizvodnja amonijaka;
- obrada metala i rezanje na njemu;
- razvoj gnojiva za prigradska područja;
- sinteza dušične kiseline;
- stvaranje metilnog alkohola;
- industrija hrane;
- proizvodnja klorovodične kiseline;
- stvaranje sustava "toplog poda".
Osim toga, HHO je postao vrlo koristan u svakodnevnom životu, ali s rezervom. Prije svega, koristi se za autonomne sustave grijanja. Osim toga, Brownov plin se dodaje u benzin u pokušaju da se prevari motor i uštedi na gorivu.
Oba slučaja imaju svoje karakteristike. Dakle, kada organizirate grijanje doma, morate uzeti u obzir da je temperatura izgaranja HHO za red veličine viša od one metana. S tim u vezi, potrebno je kupiti poseban skupi kotao s mlaznicom otpornom na toplinu. Inače će vlasnik i njegova kuća biti u znatnoj opasnosti.
Što se tiče korištenja generatora u automobilu, ponekad sustav može raditi - ako je ispravno dizajniran. Ali gotovo je nemoguće pronaći idealne parametre ili faktor pojačanja snage.Osim toga, nije sasvim jasno koliko će se život motora smanjiti, a njegova zamjena koštat će prilično novčić.
Što je potrebno za izradu gorive ćelije kod kuće
Izrada jedinice za vodik kod kuće nije lak zadatak. Morate se naoružati ne samo brojnim alatima, već i relevantnim znanjem, kao i dijagramima.
Projektiranje generatora vodika: dijagrami i crteži
Uređaj se sastoji od reaktora s ugrađenim elektrodama, PWM generatora za napajanje, vodene brtve, žica i crijeva koja povezuju konstrukciju. Do danas je poznato nekoliko shema elektrolizera, gdje se ploče ili cijevi koriste kao elektrode.
Popularni su i uređaji za suhu elektrolizu. Za razliku od klasične verzije, u ovoj jedinici ploče se ne stavljaju u posudu s tekućinom, već se sama voda usmjerava u razmak između ravnih elektroda.
Izbor materijala za izradu generatora vodika
Za izradu generatora kod kuće nisu potrebni posebni i neobični alati. Evo što trebate pripremiti:
- nožna pila za rad s metalnim proizvodima;
- bušilica i bušilice za to;
- set ključeva;
- ravni i utorni odvijači;
- kutna brusilica ("brusilica") s krugom za rezanje metala;
- multimetar i mjerač protoka;
- vladar;
- marker.
DIY generator vodika: upute
Proces počinje stvaranjem ćelije za proizvodnju vodika. Što se tiče dimenzija, trebao bi biti nešto manji od unutarnjih parametara duljine i širine kućišta generatora. Po visini iznosi 2/3 visine glavne zgrade. Ćelija je izrađena od tekstolita ili pleksiglasa (debljina stijenke 5-7 mm).Da biste to učinili, 5 ploča je izrezano na veličinu, iz kojih je zalijepljen pravokutnik, a njegov donji dio nije zatvoren ničim.
Pomoću brusilice iz lima od nehrđajućeg čelika izrezuju se ploče elektroda. Po veličini, trebali bi biti 10-20 mm manji od bočnih zidova.
VAŽNO! Da biste dobili dovoljno HHO, nehrđajući čelik treba brušiti s obje strane.
U svakoj ploči potrebno je izbušiti 2 rupe: za dovod vode u prostor između elektroda i za uklanjanje Brownovog plina.
U zidove od lesonita umetnuta je armatura za dovod vode i odvod plina. Spojevi na kojima su bili pričvršćeni pažljivo su obrađeni brtvilom. U jedan od prozirnih dijelova tijela ugrađuju se klinovi, a zatim se polažu elektrode.
VAŽNO! Ravnina pločastih elektroda mora biti ravna, inače elementi mogu uzrokovati kratki spoj.
Ploče se odvajaju od strana reaktora pomoću o-prstenova, koji mogu biti izrađeni od silikona, paronita ili drugog materijala. Nakon postavljanja posljednje ploče, montira se brtveni prsten, nakon čega se generator zatvara drugim zidom od tvrdog kartona. Dobivena struktura je pričvršćena podloškama i maticama.
Generator je spojen na spremnik za vodu i mjehurić pomoću polietilenskih crijeva. Kontaktni jastučići elektroda su međusobno povezani, nakon čega se na njih spaja struja. Stanicu napaja PWM generator.
Vodik kod kuće: ima li koristi
Odmah napominjemo: neisplativo je koristiti generator vodika za grijanje kuće.Potrošit ćete više električne energije oslobađajući čisti H2 nego što ćete dobiti energiju izgaranjem. Dakle, za 1 kW topline troši se 2 kW električne energije, odnosno nema koristi. Lakše je instalirati kod kuće električni kotlovi.
Za zamjenu 1 litre benzina za automobil bit će potrebno 4766 litara čistog vodika ili 7150 litara detonirajućeg plina, od čega je 1/3 kisik. Do sada, čak ni najbolji umovi na svijetu nisu razvili jedinicu sposobnu za takve performanse.
Održavanje generatora vodika
Oprema se mora pažljivo održavati. Stručnjaci savjetuju da se pridržavate sljedećih savjeta:
- nemojte sami poboljšavati ili modificirati generator, čak i ako imate profesionalni inženjerski crtež;
- preporuča se ugraditi posebne temperaturne senzore unutar izmjenjivača topline na opremu, što će omogućiti kontrolu procesa pregrijavanja vode;
- zaporni ventili se mogu ugraditi u plamenik i spojiti na senzor temperature. To će omogućiti da se uređaj pravilno ohladi.
Samostalni generator omogućuje dobivanje vodika, ali se uglavnom koristi za eksperimente i plinsko zavarivanje. Za zagrijavanje značajne strukture, učinkovitost uređaja jednostavno nije dovoljna. Istodobno, ne treba zaboraviti nisku učinkovitost uređaja, kao i gnjavažu i troškove sastavljanja.
Slični članci:
