Oleme harjunud pidama maagaasi kõige taskukohasemaks kütuseliigiks. Kuid tuleb välja, et tal on vääriline alternatiiv - vesiniku eraldamisel vett eraldades. Selle kütuse tootmise lähtematerjal on üldiselt tasuta. Ja kui teete vesiniku generaatori ka oma kätega, on kokkuhoid lihtsalt hämmastav. Õige?
Oleme valmis jagama teiega väärtuslikku teavet vesiniku tootmiseks mõeldud tehnilise paigalduse võimaluste ja montaažieeskirjade kohta. Teile esitatud artikli uurimine saab tõrgeteta töötava seadme tootmise garantii.
Need, kes soovivad oma kätega ehitada odava, kuid väga tootliku kütusegeneraatori, pakume üksikasjalikke juhiseid. Anname soovitusi pädevaks tööks. Informatiivsete täiendustena, mis selgitavad selgelt tegevuspõhimõtet, kasutati fotorakendusi ja videoid.
Vesiniku tootmise meetodid
Keskkooli keemiatunnid andsid kord selgitusi, kuidas kraanist voolavast tavalisest veest vesinikku saada. Keemiaväljas on selline asi - elektrolüüs. Tänu elektrolüüsile on võimalik vesinikku toota.
Lihtsaim vesiniku paigaldamine on omamoodi veega täidetud paak. Veekihi all on kaks plaadielektroodi. Neile antakse elektrivool. Kuna vesi on suurepärane elektrivoolujuht, luuakse plaatide vahel madala takistusega kontakt.
Madal veekindlus läbiv vool aitab kaasa keemilise reaktsiooni tekkimisele, mille tagajärjel moodustub vesinik.
Vesiniku eksperimentaalse paigaldamise skeem, mida varasematel aegadel uuriti keemiaprogrammides keemiaprogrammis. Nagu selgub, polnud tänapäevaste igapäevaste vajaduste jaoks need tunnid üleliigsed.
Näib, et kõik on lihtne ja natuke jääb alles - koguda moodustunud vesinik, et seda energiainsenerina kasutada. Kuid keemias ei loobu see kunagi peenetest detailidest.
Nii see on siin: kui vesinik kombineerub hapnikuga, moodustub teatud kontsentratsioonis plahvatusohtlik segu. See hetk on üks kriitilistest nähtustest, mis piirab võimalust ehitada piisavalt võimsaid kodujaamu.
Vesinikugeneraatori disain
Vesinikugeneraatorite ehitamiseks oma kätega võtavad nad tavaliselt aluseks klassikalise Browni paigaldusskeemi. Selline keskmise võimsusega elektrolüsaator koosneb rakkude grupist, millest igaüks sisaldab rühma elektroode. Paigalduse võimsus määratakse kindlaks plaadelektroodide kogupindala järgi.
Rakud asetatakse mahutisse, mis on väliskeskkonnast hästi isoleeritud. Paagi korpuses kuvatakse torud veetoru ühendamiseks, vesiniku väljalaskeava, samuti kontaktpaneel elektri ühendamiseks.
Vesiniku genereerimise seade, mis on konstrueeritud vastavalt Browni skeemile. Kõigi arvutuste kohaselt peaks see paigaldus majapidamisele täielikult andma soojust ja valgust. Teine küsimus on, millised mõõtmed ja mahud seda võimaldavad (+)
Pruuni generaatori vooluahel näeb muu hulgas ette veekraani ja tagasilöögiklappi. Nende elementide tõttu on paigaldus kaitstud vesiniku tagasivoolu eest. Selle skeemi kohaselt on vesinikujaama kokkupanek teoreetiliselt võimalik näiteks maamaja kütmise korraldamiseks.
Majas vesinikuküte
Vesinikugeneraatori kokkupanek kodu efektiivseks kütmiseks pole fantastiline idee, kuid ilmselgelt äärmiselt kahjumlik. Kodu katlaruumi vajaliku koguse vesiniku saamiseks vajate mitte ainult võimsat elektrolüüsiseadet, vaid ka märkimisväärses koguses elektrienergiat.
Tarbitud elektri kompenseerimist kodus saadud vesinikuga peetakse irratsionaalseks protsessiks.
Reaalne elu vesinikugeneraator. Ainus, mis häirib, on lihtsalt eksperimentaalne versioon, mis saab ainult näidata, kuidas leek sädemest tekib
Sellest hoolimata ei peatu katsed lahendada probleemi, kuidas oma kätega kodus vesinikugeneraatorit teha. Artikkel, millega soovitame tutvuda vesinikatelde tööpõhimõtte ja ühe praktikas testitud mudeli konstruktsiooniga
Ja siin on näide ühest piinamisvõimalusest:
- Ettevalmistamisel on tihe, usaldusväärne konteiner.
- Valmistatakse torukujulised või plaadielektroodid.
- Monteeritakse tööpinge ja voolu juhtimisahel.
- Valmistatakse tööjaama lisamooduleid.
- Lisaseadmed on valitud (voolikud, juhtmed, kinnitusdetailid).
Loomulikult vajate tööriistakomplekti, sealhulgas spetsiaalset varustust, näiteks ostsilloskoopi ja sagedusmõõturit. Olles varustatud kõige vajalikuga, võite minna otse koju vesinikküttesüsteemi tootmiseks.
Tee ise-ise projekti elluviimine
Esialgu peate tegema vesiniku genereerimise raku. Kütuseelemendi üldmõõtmed on pisut väiksemad kui generaatori korpuse pikkuse ja laiuse sisemised mõõtmed. Kõrguses on elektroodidega ploki suurus 2/3 põhikorpuse kõrgusest.
Lahter võib olla valmistatud teksoliitist või pleksiklaasist (seina paksus 5–7 mm). Selleks lõigatakse viis tekstoliitplaati. Neist liimitakse ristkülik (epoksüliimiga), mille alumine osa jääb avatuks.
Ligikaudu sellised orgaanilised klaasplaadid moodustavad vesinikugeneraatori kütuseelemendi korpuse. Tõsi, siin on näidatud pisut teistsugune versioon insenerist - monteerimiseks ja kruvidega kinnitamiseks
Ristküliku ülemisele küljele puuritakse vajalik arv väikseid auke elektroodiplaatide varre jaoks, üks väike auk tasemeandurile, lisaks üks auk, mille läbimõõt on 10-15 mm vesiniku väljundiks.
Ristküliku sisse on paigutatud plaatinaelektroodid, mille kontaktvarred viiakse ülemise plaadi avade kaudu kambrist välja. Veetaseme andur on paigaldatud 80% -ni kambri täitumisest. Kõik teksoliitplaadil olevad üleminekud (välja arvatud vesiniku väljund) täidetakse epoksü liimiga.
Generaatori fotol näidatud moodulite kujundusfunktsioon on silindriline täitmisvorm. Ka selle miniatuurse energiaallika elektroodid on valmistatud erinevalt.
Vesiniku väljalaskeava peab olema varustatud armatuuriga - kinnitage see mehaaniliselt, kasutades tihendit või liimides. Kokkupandud vesiniku tekke element asetatakse seadme põhikorpusesse ja suletakse ettevaatlikult ülemise perimeetri ümber (jällegi võib kasutada epoksü).
Nii oli see järgmise katseprojekti vesinikugeneraatori puhul. See meelitab lihtsat ideed, kuid see valik ei sobi tõenäoliselt võimsa jaama jaoks, mis on mõeldud eramaja ruumide soojendamiseks
Kuid enne kambri paigaldamist tuleb generaatori korpus ette valmistada:
- teha põhja piirkonnas veevarustus;
- tehke ülemine kate kinnitusdetailidega;
- korja usaldusväärne tihendusmaterjal;
- asetage kate elektriline klemmliist;
- asetage kaanele vesinikukollektor.
Tulemuseks peaks olema osaliselt kasutusvalmis vesinikugeneraator pärast:
- Kütuseelement laaditakse korpusesse.
- Elektroodid on ühendatud katte klemmliistuga.
- Vesiniku väljalaskeava on ühendatud vesiniku kollektoriga.
- Kate paigaldatakse korpusele tihendi kaudu ja kinnitatakse.
Jääb ainult vee ja täiendavate moodulite ühendamiseks.
Lisad vesinikugeneraatorile
Kodune seade vesiniku tootmiseks tuleb täiendada abimoodulitega. Näiteks veevarustusmoodul, mis integreerub funktsionaalselt generaatori sisse paigaldatud tasemeanduriga.
Lihtsal kujul tähistab sellist moodulit veepump ja juhtkontroller. Pumpa juhib kontroller vastavalt andurisignaalile, sõltuvalt veetasemest kütuseelemendis.
Täiendavad konstruktsioonielemendid, mida soovite kaasata mis tahes vesinikujaama projekteerimisse ja mis on isegi eksperimentaalsed. Ilma automaatika, juhtimis- ja kaitseseadmeteta ei saa vesinikugeneraatorit töötada
Tegelikult on soovitav ka seade, mis kontrollib elektrivoolu sagedust ja kütuseelemendi tööelektroodide klemmidele rakendatavat pingetaset. Elektrimoodul peab olema vähemalt varustatud pinge stabilisaatori ja liigvoolukaitsega.
Vesinikkollektor näeb selle lihtsaimal kujul välja nagu toru, kus asuvad ventiil, manomeeter, tagasilöögiklapp. Vesinikku võetakse kollektorist tagasilöögiklapi kaudu ja seda saab tegelikult tarbijale tarnida.
Vesiniku kollektor ja manomeeter on vesinikusüsteemi lahutamatu osa, mis tagab gaasi jaotuse ja rõhu kontrolli
Kuid praktikas on asjad natuke keerukamad. Vesinik on plahvatusohtlik gaas, millel on kõrge põlemistemperatuur. Seetõttu lihtsalt vesiniku kütusesüsteemiks võtmine ja pumpamine katlasüsteemi - see ei toimi.
Paigalduse kvaliteedikriteeriumid
Kvaliteetse, efektiivse ja produktiivse paigalduse kokkupanek kodus on äärmiselt keeruline. Näiteks kui võtate arvesse isegi sellist kriteeriumi nagu metall, millest elektroodiplaadid või -torud on valmistatud, on probleemide ilmnemise oht juba olemas.
Elektroodide vastupidavus sõltub metalli tüübist ja selle omadustest. Muidugi võite kasutada sama roostevabast terasest, kuid selliste elementide eluiga on lühike.
Omamoodi paroodia elektroodiplaatide jaoks vesinikugeneraatori jaoks. Plaadid on valmistatud tavalisest kondensaatorist, mis on valmistatud alumiiniumist. Sellised elektroodid kestavad täpselt pool tundi, isegi väikese eksperimentaalse süsteemi osana
Olulist rolli mängivad ka paigalduse mõõtmed. Vajaliku võimsuse, vee kvaliteedi ja muude parameetrite suhtes on vaja arvutusi teha väga täpselt.
Niisiis, kui töötavate elektroodide vahe on väljaspool arvutatud väärtust, ei pruugi vesinikugeneraator üldse töötada. Halvimal juhul on võimsus, mille jaoks arvutus tehti, mitu korda väiksem.
Vesinikugeneraatori seadmes on oluline isegi elektroodide toiteallikaga ühendava juhtme ristlõige. Tõsi, siin puudutab see seadme ohutut kasutamist. Sellegipoolest tuleks koduversiooni disainilahenduse seda detaili arvesse võtta.
Naastes süsteemi ohutu töötamise juurde, ei tohiks unustada ka nn veesulguri sisseviimist konstruktsiooni, mis hoiab ära gaasi vastupidise liikumise.
Vaatamata omatehtud vesinikugeneraatorite üsna muljetavaldavale arvule arendustele, pole tegelikult veel tõhusat varianti. Kõik mudelid on halvemad kui tehase seadmed.
Tööstusgeneraator
Tööstustoodangu tasemel omandatakse ja arendatakse järk-järgult kodumajapidamises kasutatavate vesinikgeneraatorite tootmistehnoloogiaid. Reeglina toodetakse koduseks kasutamiseks mõeldud elektrijaamu, mille võimsus ei ületa 1 kW.
Selline seade on ette nähtud vesinikkütuse tootmiseks pidevas töörežiimis kuni 8 tundi. Nende peamine eesmärk on küttesüsteemide energiavarustus.
Samuti arendatakse ja toodetakse korterelamute osana kasutamiseks mõeldud seadmeid. Need on juba võimsamad ehitised (5–7 kW), mille eesmärk pole mitte ainult küttesüsteemide energia, vaid ka elektrienergia tootmine. See kombinatsioonivõimalus on kiiresti populaarsust kogunud lääneriikides ja Jaapanis.
Kombineeritud vesinikugeneraatoreid iseloomustatakse kui ülitõhusaid ja vähese süsinikdioksiidiheitega süsteeme.
Näide päris tööstusettevõttest võimsusega kuni 5 kW. Tulevikus plaanitakse sellised paigaldused teha suvilade ja korterelamute varustamiseks.
Selle paljutõotava tüüpi kütusetootmisega hakkas tegelema ka Venemaa tööstus. Eelkõige õpib Norilsk Nickel vesinikujaamade tootmistehnoloogiat, sealhulgas kodumaiseid.
Arendus- ja tootmisprotsessis on kavas kasutada mitmesuguseid kütuseelemente:
- prootonivahetusmembraan;
- fosforhappe;
- prootonivahetusmetanool;
- aluseline;
- tahke oksiid.
Vahepeal on elektrolüüsiprotsess pöörduv. See asjaolu näitab, et juba kuumutatud vett on võimalik saada vesinikku põlemata.
Näib, et see on veel üks idee, mille haaramisel võite käivitada uue kiredvooru, mis on seotud kodukatla tasuta kütuse tootmisega.
Kodus tehtud mudelitega katsetades peate valmistuma kõige ootamatumate tulemuste saamiseks, kuid elamuseks on ka negatiivne kogemus:
Koju-ise-vesiniku generaatorid on ikka projekt, mis eksisteerib ühe idee tasemel. Oma kätega vesinikugeneraatorite praktiliselt teostatud projekte pole ja võrku paigutatud projektid on nende autorite kujutluspildid või puhtteoreetilised võimalused.
Seega jääb üle vaid loota tööstuslikult kallile tootele, mis tõotab ilmneda lähitulevikus.
Kas teate vesinikugeneraatori originaalmudelit, mida artiklis ei kirjeldata? Võib-olla soovite jagada väärtuslikku teavet, mis on kasulik kodumeistritele? Palun kirjutage kommentaarid allpool olevasse plokki, postitage foto selle teema kohta, avaldage oma arvamust.