Ako si vyrobiť vodíkový generátor pre svoj dom vlastnými rukami: praktické tipy na výrobu a inštaláciu

Zemný plyn sme zvyknutí považovať za najdostupnejší druh paliva.Ukazuje sa však, že má dôstojnú alternatívu - vodík získaný štiepením vody. Východiskový materiál na výrobu tohto paliva dostávame úplne zadarmo. A ak si vyrobíte vodíkový generátor sami, úspory budú jednoducho úžasné. Správny?

Sme pripravení podeliť sa s vami o cenné informácie o možnostiach a pravidlách montáže technického zariadenia určeného na výrobu vodíka. Štúdium tohto článku vám zaručí výrobu bezproblémového zariadenia.

Pre tých, ktorí si chcú postaviť lacný, ale veľmi produktívny palivový generátor vlastnými rukami, ponúkame podrobné pokyny. Poskytujeme odporúčania pre správne použitie. Ako informatívne doplnky boli použité fotografické aplikácie a videá, ktoré jasne vysvetľujú princíp fungovania.

Spôsoby výroby vodíka

Na hodinách chémie na strednej škole sa kedysi vysvetľovalo, ako získať vodík z obyčajnej vody z vodovodu. V chemickej oblasti existuje taký koncept - elektrolýza. Práve vďaka elektrolýze je možné vyrábať vodík.

Najjednoduchšia inštalácia vodíka je nádoba naplnená vodou. Pod vodnou vrstvou sú umiestnené dve doskové elektródy. Je im dodávaný elektrický prúd. Keďže voda je vynikajúci vodič elektrického prúdu, medzi doskami vzniká kontakt s nízkym odporom.

Prúd prechádzajúci cez nízky odpor vody podporuje vznik chemickej reakcie, ktorej výsledkom je vznik vodíka.

Schéma experimentálnej vodíkovej inštalácie, ktorá sa v minulosti študovala v triede chémie na strednej škole. Ako sa ukázalo, tieto lekcie neboli zbytočné pre prax moderných každodenných potrieb

Zdalo by sa, že všetko je jednoduché a zostáva len veľmi málo práce - zbierať výsledný vodík, aby sa použil ako zdroj energie. Chémia však nikdy nie je úplná bez jemných detailov.

Tak je to tu: ak sa vodík spojí s kyslíkom, pri určitej koncentrácii vznikne výbušná zmes. Tento bod je jedným z kritických javov, ktorý obmedzuje možnosť vybudovať dostatočne výkonné domáce stanice.

Dizajn vodíkového generátora

Na stavbu generátorov vodíka vlastnými rukami sa zvyčajne vychádza z Brownovej klasickej schémy inštalácie. Tento stredne výkonný elektrolyzér pozostáva zo skupiny článkov, z ktorých každý obsahuje skupinu doskových elektród. Výkon inštalácie je určený celkovou plochou doskových elektród.

Bunky sa umiestnia do nádoby dobre izolovanej od vonkajšieho prostredia. Teleso nádrže má potrubie na pripojenie vodovodu, vývod vodíka, ako aj kontaktný panel na pripojenie elektriny.

Prístroj na výrobu vodíka navrhnutý podľa Brownovej schémy. Podľa všetkých výpočtov by táto inštalácia mala plne poskytnúť domácnosti teplo a svetlo. Ďalšou otázkou je, aké rozmery a výkon to umožnia (+)

Okruh generátora Brown okrem iného zabezpečuje prítomnosť vodného uzáveru a spätného ventilu.Vďaka týmto prvkom je inštalácia chránená pred spätným tokom vodíka. Podľa tejto schémy je teoreticky možné zostaviť vodíkovú inštaláciu, napríklad organizovať vykurovanie vidieckeho domu.

Vodíkové kúrenie v dome

Zostavenie generátora vodíka na efektívne vykurovanie domu je nápad, ktorý možno nie je fantastický, no zjavne je mimoriadne nerentabilný. Aby ste získali požadovaný objem vodíka pre domácu kotolňu, budete potrebovať nielen výkonnú elektrolýzu, ale aj značné množstvo elektrickej energie.

Kompenzácia zbytočnej elektriny vodíkom vyrobeným doma sa zdá byť iracionálny proces.

Naozaj funkčný vodíkový generátor na domáce použitie. Jediná vec, ktorá nás rozčuľuje, je, že ide len o experimentálnu možnosť, ktorá môže iba ukázať, ako plameň vzniká z iskry

Pokusy vyriešiť problém, ako vyrobiť vodíkový generátor pre domácnosť vlastnými rukami, sa však nezastavia. S princípom fungovania a dizajnom jedného z modelov odskúšaných v praxi vodíkový kotol vás oboznámi s článkom, ktorý odporúčame prečítať.

A tu je príklad jednej z možností mučenia:

1. Pripraví sa zapečatená spoľahlivá nádoba.
2. Vyrábajú sa rúrkové alebo doskové elektródy.
3. Je zostavený riadiaci obvod pre prevádzkové napätie a prúd.
4. Vyrábajú sa ďalšie moduly pre pracovnú stanicu.
5. Vyberá sa príslušenstvo (hadice, drôty, upevňovacie prvky).

Prirodzene, budete potrebovať súpravu nástrojov vrátane špeciálneho vybavenia, ako je osciloskop a počítadlo frekvencie. Po vybavení všetkým, čo potrebujete, môžete prejsť priamo k výrobe vodíkového vykurovacieho systému pre váš domov.

Realizácia projektu svojpomocne

Najprv budete musieť vytvoriť článok na výrobu vodíka. Palivový článok má celkové rozmery o niečo menšie ako vnútorné rozmery dĺžky a šírky skrine generátora. Na výšku je veľkosť bloku s elektródami 2/3 výšky hlavného telesa.

Bunka môže byť vyrobená z DPS alebo plexiskla (hrúbka steny 5-7 mm). Na tento účel sa päť textolitových dosiek nareže na požadovanú veľkosť. Zlepí sa obdĺžnik (epoxidovým lepidlom), ktorého spodná časť zostáva otvorená.

Približne takéto dosky z organického skla tvoria telo palivového článku generátora vodíka. Je pravda, že tu je zobrazená trochu iná verzia inžinierstva - na montáž a upevnenie pomocou skrutiek

Na hornej strane obdĺžnika je vyvŕtaný potrebný počet malých otvorov pre drieky elektródových dosiek, jeden malý otvor pre snímač hladiny plus jeden otvor s priemerom 10-15 mm na uvoľnenie vodíka.

Vo vnútri obdĺžnika sú umiestnené elektródové dosky, ktorých kontaktné drieky sú vyvedené cez otvory hornej dosky mimo článku. Snímač hladiny vody je inštalovaný pri 80% naplnení bunky. Všetky prechody v textolitovej doske (okrem výstupu vodíka) sú vyplnené epoxidovým lepidlom.

Dizajnovým prvkom modulov generátora zobrazených na fotografii je ich valcový dizajn. Odlišne sú navrhnuté aj elektródy tohto miniatúrneho zdroja energie.

Výstupný otvor vodíka musí byť vybavený armatúrou - mechanicky zabezpečiť pomocou tesnenia alebo prilepiť. Zostavený článok na generovanie vodíka je umiestnený vo vnútri hlavného tela zariadenia a je starostlivo utesnený pozdĺž horného obvodu (opäť možno použiť epoxidovú živicu).

To bol prípad vybraný pre vodíkový generátor pre ďalší experimentálny projekt. Jednoduchá myšlienka je atraktívna, ale táto možnosť pravdepodobne nebude vhodná pre výkonnú stanicu určenú na vykurovanie priestorov súkromného domu

Pred vložením článku dovnútra je však potrebné pripraviť kryt generátora:

• urobte prívod vody v spodnej časti;
• urobte horný kryt pomocou spojovacích prvkov;
• vyberte spoľahlivý tesniaci materiál;
• umiestnite elektrickú svorkovnicu na kryt;
• umiestnite na veko zberač vodíka.

Výsledkom by mal byť čiastočne pripravený vodíkový generátor po:

1. Palivový článok je vložený do krytu.
2. Elektródy sú pripojené na svorkovnicu krytu.
3. Armatúra výstupu vodíka je pripojená k rozdeľovaču vodíka.
4. Kryt je inštalovaný na tele cez tesnenie a zaistený.

Zostáva len pripojiť vodu a prídavné moduly.

Doplnky k generátoru vodíka

Podomácky vyrobené zariadenie na výrobu vodíka musí byť doplnené o pomocné moduly. Napríklad modul na zásobovanie vodou, ktorý je funkčne kombinovaný so snímačom hladiny inštalovaným vo vnútri generátora.

V najjednoduchšej forme je takýto modul reprezentovaný vodným čerpadlom a riadiacim regulátorom. Čerpadlo je riadené ovládačom na základe signálu snímača v závislosti od hladiny vody vo vnútri palivového článku.

Ďalšie konštrukčné prvky, ktoré musia byť zahrnuté v návrhu akejkoľvek vodíkovej stanice a dokonca aj experimentálnej. Generátor vodíka nemôže byť prevádzkovaný bez automatizačných, riadiacich a ochranných zariadení.

Ako také je tiež žiaduce mať zariadenie, ktoré reguluje frekvenciu elektrického prúdu a úroveň napätia privádzaného na svorky pracovných elektród palivového článku.Elektrický modul musí byť vybavený minimálne stabilizátorom napätia a nadprúdovou ochranou.

Vodíkové potrubie vo svojej najjednoduchšej forme vyzerá ako trubica obsahujúca ventil, manometer, spätný ventil. Vodík sa odoberá z kolektora cez spätný ventil a môže byť skutočne dodávaný spotrebiteľovi.

Vodíkové potrubie a manometer sú neoddeliteľnou súčasťou vodíkovej elektrárne, ktorá zabezpečuje distribúciu plynu a kontrolu tlaku

V praxi je však všetko trochu komplikovanejšie. Vodík je výbušný plyn s vysokou teplotou spaľovania. Preto jednoduché čerpanie vodíka do vykurovacieho kotla ako paliva nebude fungovať.

Kritériá kvality inštalácie

Je mimoriadne ťažké zostaviť kvalitnú, efektívnu a produktívnu inštaláciu doma. Napríklad, aj keď vezmeme do úvahy také kritérium, ako je kov, z ktorého sú elektródové platne alebo rúrky vyrobené, už existuje riziko problémov.

Trvanlivosť elektród závisí od druhu kovu a jeho vlastností. Môžete samozrejme použiť rovnakú nehrdzavejúcu oceľ, ale životnosť takýchto prvkov bude krátka.

Akási paródia elektródových dosiek na vodíkový generátor. Dosky sú prevzaté z bežného variabilného kondenzátora, ktoré sú vyrobené z hliníka. Takéto elektródy vystačia na presne polhodinovú prevádzku aj v rámci malého experimentálneho systému

Dôležitú úlohu zohrávajú aj montážne rozmery. Vyžadujú sa výpočty s vysokou presnosťou vo vzťahu k požadovanému výkonu, kvalite vody a ďalším parametrom.

Takže ak je medzera medzi pracovnými elektródami mimo vypočítanú hodnotu, generátor vodíka nemusí vôbec fungovať. V najhoršom prípade sa výkon, pre ktorý bol výpočet vykonaný, ukáže byť niekoľkonásobne menší.

Dokonca aj prierez vodiča spájajúceho elektródy so zdrojom energie je dôležitý pri návrhu generátora vodíka. Je pravda, že ide o bezpečnú prevádzku zariadenia. S týmto konštrukčným detailom však treba počítať aj pri domácich inštaláciách.

Keď sa vrátime k bezpečnej prevádzke systému, netreba zabúdať ani na zavedenie takzvaného vodného uzáveru do konštrukcie, ktorý zabraňuje spätnému pohybu plynu.

Napriek pomerne pôsobivému počtu vývojov domácich vodíkových generátorov zatiaľ neexistuje žiadna skutočne účinná možnosť. Všetky modely sú nižšie ako továrenské vybavenie

Priemyselný generátor

Na úrovni priemyselnej výroby sa postupne osvojujú a rozvíjajú technológie výroby vodíkových generátorov pre domáce použitie. Spravidla sa vyrábajú energetické stanice pre domáce použitie, ktorých výkon nepresahuje 1 kW.

Takéto zariadenie je určené na výrobu vodíkového paliva v nepretržitej prevádzke maximálne 8 hodín. Ich hlavným účelom je dodávka energie pre vykurovacie systémy.

Vyvíjajú sa a vyrábajú sa aj zariadenia na prevádzku v rámci kondomínia. Ide už o výkonnejšie prevedenia (5-7 kW), ktorých účelom nie je len energia vykurovacích systémov, ale aj výroba elektriny. Táto možnosť kombinácie si rýchlo získava na popularite v západných krajinách a Japonsku.

Kombinované vodíkové generátory sú charakterizované ako systémy s vysokou účinnosťou a nízkymi emisiami oxidu uhličitého.

Príklad reálnej priemyselne vyrábanej stanice s výkonom do 5 kW. V budúcnosti sa plánujú podobné inštalácie na vybavenie chát a kondomínií

Tomuto sľubnému typu výroby paliva sa začal venovať aj ruský priemysel. Najmä Norilsk Nickel ovláda technológie na výrobu vodíkových zariadení vrátane domácich.

Počas vývoja a výroby sa plánuje použitie rôznych typov palivových článkov:

• membrána na výmenu protónov;
• kyselina ortofosforečná;
• protónová výmena metanolu;
• alkalický;
• tuhý oxid.

Medzitým je proces elektrolýzy reverzibilný. Táto skutočnosť naznačuje, že je možné získať už zohriatu vodu bez spaľovania vodíka.

Zdá sa, že je to len ďalší nápad, ktorého ak sa ho chytíte, môžete spustiť nové kolo vášní súvisiacich s bezplatnou výrobou paliva pre váš domáci kotol.

Závery a užitočné video na túto tému

Pri domácom experimentovaní s domácimi modelmi sa musíte pripraviť na najneočakávanejšie výsledky, ale negatívna skúsenosť je tiež skúsenosť:

Urob si sám vodíkové generátory pre domácnosť sú stále projektom, ktorý existuje na úrovni jednej myšlienky. Neexistujú žiadne prakticky implementované projekty vodíkových generátorov typu „urob si sám“ a tie, ktoré sú umiestnené online, sú fantáziou ich autorov alebo čisto teoretickými možnosťami.

Môžeme sa teda spoľahnúť len na drahý priemyselný produkt, ktorý sľubuje, že sa objaví v blízkej budúcnosti.

Poznáte pôvodný model vodíkového generátora, ktorý nie je popísaný v článku? Možno sa chcete podeliť o cenné informácie, ktoré budú užitočné pre domácich majstrov? Napíšte komentáre do nižšie uvedeného bloku, uverejnite fotografie k téme, vyjadrite svoj názor.