Instalacija vodonika uradi sam. Gorivo iz vode po metodi Jurija Krasnova. Eksperimenti sa vječnim balvanima

Nauka poznaje samo jedno apsolutno čisto gorivo - vodonik, koje se koristi u svemirskoj industriji. Tokom sagorevanja vodonika nastaju jedinjenja sa kiseonikom, odnosno voda. Rezerve ovog goriva su neiscrpne, jer je ono, uz helijum, glavni "građevinski materijal" u Univerzumu.

Danas ćemo govoriti o generatorima vodika, koji su nedavno postali sve popularniji zbog pristupačne cijene i ekološke prihvatljivosti.

Prepoznatljive karakteristike grijanja vodonikom

Ova vrsta grijanja je bazirana na proizvodnji veliki iznos toplinska energija koja nastaje kontaktom molekula kisika i vodika. Tipično, jedini nusproizvod u ovom slučaju je destilovana voda. A da bi se ovaj princip sproveo u praksu, izvršena su mnoga razvoja za stvaranje vodonika kotao za grijanje(govorimo o industrijskim modelima).

Takvi uređaji su se razlikovali po veličini i stoga su zahtijevali puno prostora za ugradnju. A efikasnost takvih kotlova nije bila najveća - oko 80 posto. Ali od tada je uređaj mnogo puta unapređivan i kao rezultat smo dobili kotao za grijanje doma, radeći na ovom principu. Za normalan rad potrebno je ispuniti samo nekoliko važnih uslova.

• Dostupnost stalnog napajanja. Generatori su zasnovani na reakciji elektrolize, koja je, kao što znamo, nemoguća bez struje.
• Trajni priključak na izvor vode. Često se za to koristi vodoopskrba, iako specifična potrošnja uređaja ovisi, naravno, o njegovoj snazi.
• Katalizator je potrebno redovno mijenjati. Učestalost ove zamjene ovisi, kao i prethodni indikator, o snazi, kao i o karakteristikama određenog modela.

A ako uporedimo vodoničnu opremu, na primjer, s plinskom opremom, onda je manje zahtjevna u smislu sigurnosti. Ali cijela stvar je da se reakcije formiraju i odvijaju isključivo unutar generatora. Od osobe, kao korisnika, sve što je potrebno je vizuelna kontrola nad glavnim indikatorima.

Uređaj za generator vodonika

Sada pogledajmo detaljnije hidrogensku opciju za grijanje kuće. A njegova je suština, kao što je već navedeno, proizvodnja H2O, ova opcija zaslužuje da se smatra alternativom prirodnom plinu. Ono što je karakteristično je da je prosečna temperatura sagorevanja u u ovom slučaju može doseći 3 hiljade stepeni, tako da ćete morati koristiti poseban vodonik gorionik u sistemu grejanja. To se objašnjava činjenicom da samo takav plamenik može izdržati tako značajnu toplinu.

Postoji nekoliko komponenti koje čine grijanje vodikom, hajde da se upoznamo s njima.

• Gore spomenuti plamenik. Neophodan je za jednu jednostavnu svrhu - stvaranje otvorenog plamena.
• Generator vodonika - on će obraditi smjesu razlaganjem vode na molekularne komponente. A da bi se optimizirala hemijska reakcija, u njenom procesu se mogu koristiti katalizatori.
• Zapravo, bojler. Ovdje služi kao neka vrsta izmjenjivača topline. Sam plamenik je ugrađen u komoru za sagorevanje, zbog čega se rashladna tečnost u sistemu zagreva do potrebne temperature.

Bilješka! Podsjećamo one koji planiraju proizvodnju generatora vodika da će za to morati unaprijediti postojeću opremu prema ranije navedenoj shemi. Ali ovo domaća oprema ekonomičniji od svojih „analoga kupljenih u prodavnici“ kupljenih za mnogo novca.

Snage grijanja vodonikom

Pozitivne osobine grijanja vodonikom su brojne. Upravo zbog toga je sistem toliko popularan.

• Odlična efikasnost kojom se odlikuje može doseći 96 posto.
• Ekološka prihvatljivost. To se objašnjava činjenicom da je jedini nusproizvod, otpad, da tako kažem čista voda proizvedeno u gasovitom stanju. A vodene pare, kao što je poznato, nema negativan uticaj na životnu sredinu.
• Nije potreban plamen da bi funkcionisao u sistemu vodonika. Toplotna energija se javlja zbog katalitičke hemijske reakcije. Kombinujući se sa vazduhom, vodonik formira vodu, što je praćeno pojavom velike količine energije. Toplotni tok (a njegova temperatura dostiže 40 stepeni) se dovodi u izmjenjivač topline. Sasvim je očigledno da je to najviše najbolja opcija za sistem "toplog poda".

Slabe strane

Nakon što smo se upoznali sa prednostima, pređimo na nedostatke grejanje vodonikom.

• Unatoč činjenici da je u naprednijim zemljama ovaj način grijanja izuzetno popularan, kod nas još nije dobio potrebnu pažnju. Zbog toga je nabavka i instalacija ove opreme toliko problematična i povezana sa nizom poteškoća.
• Prosjek sobnoj temperaturi dovodi do toga da vodonik poprimi gasovito stanje. Štoviše, ova supstanca je eksplozivna, pa ju je vrlo teško transportirati, posebno na velike udaljenosti.
• Boce koje sadrže vodonik moraju biti certificirane od strane odgovarajućih stručnjaka, čija obuka zahtijeva dosta vremena.

Kako instalirati kotao na vodonik?

On ovog trenutka Mnogi ljudi više vole da proizvode sopstvene generatore vodonika za svoje sisteme grejanja. I to nije iznenađujuće, jer analozi koji se kupuju u prodavnici ne samo da su vrlo skupi, već imaju i malo visoka efikasnost. Ali ako sami napravite ovaj uređaj, tada će njegova efikasnost biti mnogo veća.

Postoji nekoliko opcija kako sastaviti generator na vodik. Ali u svakom slučaju, da biste ga napravili kod kuće trebat će vam sljedeće: Potrošni materijal.

• Izvor napajanja od 12 volti.
• Nekoliko cijevi napravljeno od od nerđajućeg čelika i imaju različite prečnike.
• Rezervoar u kojem će se nalaziti struktura.
• PWM kontroler. Važno je da njegova snaga bude najmanje 30 ampera.

Ovo su glavne komponente koje obično čine domaće generatore vodonika. Osim toga, ne zaboravite na spremnik za destiliranu vodu - njegovo prisustvo je također obavezno. Voda se mora dovoditi u zapečaćenu strukturu sa dijalektikom unutra. U istoj strukturi će biti postavljena garnitura od inox ploča koje su jedna uz drugu izolacijski materijal. Važno je da se na ove ploče dovede napon od 12 volti. Ako je sve urađeno ispravno, onda kada se primijeni napon, voda će se podijeliti na 2 plinovita elementa.

Bilješka! Efikasnije u tom pogledu je upotreba jednosmerna struja(mora imati određenu frekvenciju) koju proizvodi PWM tip generatora. U tom slučaju, impulsna struja (ili naizmjenična struja) bit će zamijenjena konstantnom. Kao rezultat toga, efikasnost opreme će se značajno povećati.

Koju vodu da koristim – destilovanu ili vodu iz slavine?

Nema tu ništa komplikovano. Tečnost iz slavine se može koristiti, ali samo ako ne sadrži nečistoće teških metala. Ali da bi oprema radila efikasnije, bolje je koristiti destilovanu vodu bez dodavanja veliki broj natrijev hidroksid. Omjer bi u ovom slučaju trebao biti sljedeći: žlica hidroksida na svakih deset litara vode.

Koju vrstu metala da koristim?

Ovo pitanje je kontroverzno. Stoga mnogi - uključujući i vrlo autoritativni - izvori kažu da se samo rijetki metali moraju koristiti za grijanje vodonika. U stvarnosti, to nije sasvim točno, jer je sasvim moguće koristiti nehrđajući čelik, kao što smo već raspravljali gore. Iako bi idealno trebao biti ferimagnetski čelik. Razlikuje se po tome što ne privlači čestice nepotrebnog otpada. Također napominjemo da je pri odabiru metala bolje fokusirati se na "nehrđajući čelik", koji nije podložan procesu oksidacije.

Kao što vidite, izgradnja vodoničnog kotla nije tako teška kao što se čini. Samo trebate odabrati pravi potrošni materijal i pažljivo proučiti dijagram sistem grijanja takvog tipa. Nakon što sam sve instalirao potrebnu opremu, provjerite je li zaista kvalitetan i prilično efikasan.

Video - Izrada generatora vodonika

O zakonu održanja energije

Ovaj zakon kaže da je sve na svijetu međusobno povezano: ako negdje ode, sigurno će negdje stići. I tako da je elektrolizom moguće dobiti plin, određenu količinu električna energija i dalje će se morati potrošiti. A energija se, kao što znamo, dobija prvenstveno kao rezultat stvaranja toplote tokom sagorevanja drugih vrsta goriva. A čak i ako uzmemo čistu energiju potrebnu za proizvodnju električne energije i energiju koju vodik proizvodi nakon sagorijevanja, gubici će se udvostručiti (bar!) čak i na najmodernijoj opremi. Ispada da se 1/2 sredstava jednostavno baci. Štoviše, to su samo troškovi vezani za rad, a ne uzimaju se u obzir troškovi opreme, koja, kako je navedeno, nije jeftina. Sjetimo se generatora vodonika.

Ako vjerujete u istraživanje provedeno u Americi, cijena jednog kilograma vodika (tačnije, cijena njegovog stvaranja) jednaka je:

• 6,5 dolara kada se koristi industrijska električna mreža;
• 9 dolara kada rade vjetrogeneratori;
• 20 dolara u slučaju korištenja solarnih uređaja;
• 2,2 dolara kada se koristi čvrsto gorivo;
• 5,5 dolara ako je supstanca proizvedena iz biomase;
• 2,3 dolara, ako govorimo o elektrolizi na visokim temperaturama koja se izvodi u nuklearnoj elektrani (najviše jeftin način, ali najudaljeniji od uobičajene upotrebe u domaćinstvu).

Bilješka! Čak i najnapredniji generator tip domaćinstva bit će znatno inferiorniji u svim aspektima od sličnog industrijskog uređaja. Dakle, s obzirom na opisane cijene, nemoguće je reći da vodonik može ozbiljno konkurirati prirodnom plinu. Isto važi i za električnu energiju, dizel, pa čak i toplotne pumpe.

Energetski izgledi korištenjem vodonika

Pokušajmo sada saznati postoji li zaista šansa da se smanji trošak čistog vodika. Odmah da kažemo da za to postoje sve šanse. Prije svega, ovo uključuje tehnologiju za proizvodnju jeftine električne energije korištenjem obnovljivih izvora. Osim toga, jeftiniji kemijski katalizatori se mogu koristiti u procesu katalize. Inače, oni postoje već dugo i koriste se u vodoničnim ćelijama za gorivo (govorimo o automobilima). Iako smo i ovdje naišli na njihovu previsoku cijenu.

Ali tehnologija se stalno poboljšava, nauka ne miruje. U jednom trenutku će nafta nestati, a ljudi će morati da pređu na neki drugi, alternativni izvor energije. Ali u ovom trenutku, a možda i u narednim decenijama, možemo sa sigurnošću reći: sama energija koja koristi vodonik je i dalje neisplativa. Jedini izuzeci su slučajevi u kojima je vodonik nusproizvod nekog drugog tehničkog procesa. Naravno, mogući su i razni programi podrške i razvoja energija vodonika, ali za to je potrebna pomoć velikih korporacija i, naravno, države.

Kao zaključak

Teško je reći koja će energija u budućnosti postati glavna - vodonik, nuklearna fuzija, upotreba gravitacije itd. Ali stručnjaci uvjeravaju da će se prvi reaktori za elektrolizu koji će moći konkurirati modernim nuklearnim reaktorima pojaviti za najmanje dvadeset do trideset godina. Neki su generalno skeptični po pitanju ovoga. Ali pravi profesionalci vjeruju da će generatori vodonika uskoro postati tema visoke tehnologije, a ne domaće od improviziranih sredstava, koje smo opisali gore. To je sve, neka vam bude topla zima!

Detalji Objavljeno: 04.11.2015 07:48

Pećno grijanje u Ukrajini, kako kažu, doživljava preporod. Razlozi za ovu pojavu su jasni bez ikakvog objašnjenja. Zato Kharkov inovator Oleg Petrik je predložio korištenje tehnologija termoelektrana na prah za povećanje efikasnosti kućnih peći, a za to uopće nije potrebno imati vještine iskusnog mehaničara.

Kako možete povećati efikasnost peći na ugalj (drva) ili kotao na cvrsto gorivo bez upotrebe dodatnih energetskih resursa.

Princip rada tehnologije je prilično jednostavan: voda iz rezervoara (generator pare) pretvara se u paru sa visoke temperature(400 – 500 C) i dovodi se direktno u plamen, djelujući kao neka vrsta katalizatora sagorijevanja koji povećava produktivnost instalacija grijanja.

Da biste stvorili sistem racionalizacije, trebat će vam: generator pare, koji je napravljen od improviziranih sredstava (kanister ili tava, po mogućnosti od nehrđajućeg čelika, može se koristiti čak i stari mjesečnik). Bradavica od auto guma. Trebat će vam i oko pola metra crijeva za kisik i oko jedan i pol metar cijevi, po mogućnosti od tankozidnog nehrđajućeg čelika unutrašnjeg promjera 8 mm, od kojeg je napravljen pregrijač.

Prema pregrijaču, para u zagrijanom stanju ulazi kroz rupu u peći do rešetka. Na kraju cijevi je postavljen razdjelnik pare kako bi se neutralizirao buka: cijev se brusilicom prereže na nešto manje od polovine, u koracima od približno 10 mm, napravi se 7 - 10 rezova, zatim se rupe omotaju mrežicom. sa prozorom od 20-30 mikrona od nerđajućeg čelika u dva ili tri sloja, a za cijev se pričvršćuje žicom prečnika 1-1,5 mm.

Gumena cijev iznad peći mora biti podignuta 20-30 centimetara (na prikazanoj fotografiji nije podignuta). Iako dolazi do određenog hlađenja crijeva za kisik zbog vodene pare, to se mora učiniti iz razloga zaštite od požara.

Kako bi se, pak, ubrzala proizvodnja pare generatorom pare, prilikom paljenja drva za ogrjev potrebno je u posudu sipati ne više od 200 ml vode, ona će ključati za 5-8 minuta i uređaj će početi raditi punom snagom. Generator pare se tada može u potpunosti napuniti vodom do dug rad peći

Povećanje produktivnosti je približno 50% u odnosu na konvencionalne uređaje. Ispitivanja uređaja su pokazala da je izlaz peći u režim rada smanjen za polovinu, odnosno sa 2 na 4 sata. To znači da će vam trebati upola manje drva za loženje peći. Potpuna sagorijevanja goriva je poboljšana, dim koji izlazi iz dimnjaka je praktički nevidljiv, a količina pepela je značajno smanjena. Posebno zbog rasta cijena energije prirodni gas, takva modernizacija će postati relevantna za mnoge vlasnike kuća.

Naravno, predloženo rješenje zahtijeva značajna poboljšanja: potrebno je automatizirati proces vodoopskrbe, optimizirati sam dizajn itd. Međutim, opcija jeftinog i brzog „pumpanja“ peći pomoću osnovnih sredstava koja se mogu naći u svakom domu pomoći će mnogima da uštede mnogo, a može postati i poticaj za razvoj novih tehnologija i rađanje novih ideja. .

Zanatlija iz Harkova ima i eksperimentalnu instalaciju sa prozorom za loženje uglja ili drva u atmosferi pare, ili, kako je on naziva, „vodničnu šporet“.

Referenca. Pregrijana para se široko koristi za poboljšanje efikasnosti turbina u termoelektranama, a od početka prošlog stoljeća koristi se na svim vrstama lokomotiva. Osim toga, razvijeni su dizajni nuklearnih reaktora u kojima bi se dio procesnih kanala trebao koristiti za pregrijavanje pare prije nego što se unese u turbine. Poznato je da upotreba pregrijača može značajno povećati efikasnost parne instalacije i smanjiti habanje njenih komponenti.

Kotao na vodik je uređaj za grijanje doma koji koristi plin vodonik kao gorivo. Pošto je ovaj gas čista forma ne javlja se u prirodi, opremljeni su vodonični kotlovi specijalni uređaj za proizvodnju vodonika iz destilovane vode.

Kotao na vodik za grijanje privatne kuće jedno je od onih rješenja koje danas privlači veliku pažnju. Na Internetu možete pronaći mnoge ponude koje obećavaju ogromne pogodnosti vlasnicima takve opreme, na primjer, radikalno smanjenje "računa za grijanje". Da li je to zaista tako i šta moderni kućni vodonični kotao može, a šta ne može, pročitajte u našoj recenziji.

Mit da je kotao na vodonik najekonomičniji način grijanja kuće

Često možete čuti da je kotao na vodik najekonomičniji način grijanja za privatnu kuću. Obično se, da bi se potkrijepila ova teza, pominje visoka kalorijska vrijednost vodonika – više od 3 puta veća od one prirodnog plina. Iz ovoga se može izvući jednostavan zaključak - isplativije je grijati kuću vodonikom nego plinom.

Ponekad se, kao argument efikasnosti vodoničnog kotla, koristi takozvani „braon gas“ ili mešavina atoma vodika i kiseonika (HHO), koja oslobađa još više toplote tokom sagorevanja, na kojima rade „napredni kotlovi“. . Nakon toga, obrazloženje efikasnosti jednostavno prestaje, ostavljajući mogućnost mašti prosječne osobe da nacrta prekrasne slike ispod uobičajeno ime“Grijanje je skoro besplatno.” Zamislite samo - vodonik gori "toplije" i dobija se iz praktično besplatne vode, prava korist!

Maštu podstiču i vijesti o sve većem broju kompanija u kojima rade vodonično gorivo, kao alternativa tradicionalnim. Kažu, ako automobili „voze“ na vodonik, onda je kotao na vodonik zaista vredna stvar.

Ali u stvarnosti je sve malo komplikovanije. Da je čisti vodonik element lako dostupan u prirodi, sve bi bilo tako, ili skoro tako. Ali činjenica je da se čisti vodonik ne pojavljuje na Zemlji - samo u vezanom obliku, na primjer, u obliku vode. Stoga se u praksi vodonik prvo mora odnekud dobiti i to uz pomoć hemijskih reakcija koje troše energiju.

Odakle dolazi čisti vodonik?

Napomena za vlasnika

“Da bi privukli pažnju na svoje proizvode, neki proizvođači vodoničnih kotlova pominju neku vrstu “tajnog katalizatora” ili korištenje “smeđeg plina” u svojim uređajima.”

Na primjer, možete izdvojiti vodonik iz plina metana, gdje ima čak 4 atoma vodika! Ali zašto? Sam metan je zapaljiv gas, pa zašto trošiti dodatnu energiju za proizvodnju čistog vodonika? Gdje je energetska efikasnost? Stoga se vodik najčešće izdvaja iz vode, koja, kao što je svima poznato, ne može izgorjeti metodom elektrolize. U samom opšti pogled ova metoda se može opisati kao cijepanje molekula vode na vodonik i kisik pod utjecajem struje.

Elektroliza je odavno poznata i široko se koristi za proizvodnju čistog vodika. U praksi, ni jedan industrijski kotao na vodik, barem za sada, ne može bez postrojenje za elektrolizu ili elektrolizer. Sve bi bilo u redu, ali ova instalacija zahtijeva struju. Dakle, kotao na vodik mora nužno trošiti energiju. Postavlja se pitanje koliki su ti troškovi energije?

Sva priča o „toplini sagorevanja“ vodonika nas malo udaljava od ovog pitanja, a ipak je ono najvažnije. Dakle, kotao na vodik može biti od koristi u jedinom slučaju - energiji koju proizvodi toplotnu energiju bi trebao biti veći od utrošenog na rad kotla.

Energetska efikasnost vodoničnog kotla

Da biste shvatili hoćemo li na izlazu kotla dobiti više energije nego što je utrošeno, samo bolje pogledajte molekulu vode - ona sadrži dva atoma vodika i jedan atom kisika, koji su čvrsto povezani. Da biste prekinuli ovu vezu, potrebno je "primijeniti" dosta energije, a to je ono što elektrolizer radi koristeći električnu energiju. Rezultat je mješavina vodonika i kisika, koji imaju potencijalnu (doslovno, u njima otopljenu) energiju, a koja se može osloboditi kao rezultat procesa sagorijevanja i obezbijediti toplinu kući. Da biste razumjeli koliko će energije biti dobiveno izgaranjem, vrijedi pobliže pogledati šta izlazi kao rezultat sagorijevanja. I ono što dobijemo je... ista voda koju smo podijelili na atome.

Zapravo, nakon svih ovih manipulacija, u najboljem scenariju dobićemo tačno onoliko energije koliko je potrošeno na podelu prvobitne molekule vode. Pošto smo izašli iz vode, došli smo do vode. Ali to je u idealnom slučaju, gdje nema gubitaka koji su u stvarnosti neizbježni. One. Čak iu idealnom slučaju, koliko struje trošimo, koliko toplote dobijamo.

Proizvođač ukazuje na prisutnost "tajnog" katalizatora

Takođe nema gde da se dobiju dodatni molekuli vode za cepanje – koliko su ih prvo izdvojili, toliko će se kasnije kombinovati pri sagorevanju mešavine vodonika i kiseonika. Opet, minus gubici. Osim toga, ne smijemo zaboraviti da kotao na vodik radi na destilovanu vodu, čija proizvodnja također troši energiju. Kao što se može vidjeti golim okom, efikasnost kotla na vodonik ne može biti visoka.

Tada se postavlja logično pitanje - čemu sve te poteškoće s cijepanjem, ako postoje uređaji koji direktno pretvaraju električnu energiju u toplinu i zovu se? Ako jednostavno zagrijete vodu električnom energijom, sva ta energija, praktički bez gubitaka, ići će na zagrijavanje vode - ispada isplativije nego kroz elektrolizu raspadanja i naknadnog "oporavka" vode sagorijevanjem mješavine vodika i kisika sa povezanim gubicima.

Poređenje vodoničnog kotla sa drugim uređajima za grijanje

Kao što znate, električni bojler se smatra najneefikasnijim uređaj za grijanje, drugim riječima, cijena topline koju proizvodi ovaj uređaj bit će najskuplja.

Poređenje grijanja korištenjem Toplinska pumpa sa drugim metodama.

Vrsta grijanja	Energetske efikasnosti,%
Električni bojler
Kotao na vodonik

Kao što smo već saznali, grijanje pomoću kotla na vodik je niže po efikasnosti čak i električnom. Istina, svijet ne miruje. Sasvim je moguće da će doći dan kada će se koristiti moderne tehnologijeće smanjiti troškove stotina kućnih procesa, a grijanje pomoću kotla na vodik ili njegovih analoga postat će uistinu isplativo.

Izgledi za korištenje vodoničnih kotlova

Zašto uopšte vredi pričati o tome kotlovi na vodonik, što je s obećavajućim načinom grijanja privatne kuće? Sve je u globalnom trendu prelaska na „zelene“ tehnologije i rastućoj potražnji za takvim tehnologijama. Kotao na vodik je nesumnjivo „broj jedan“ na listi ekološki najprihvatljivijih rješenja u ovoj oblasti.

Prvo, tokom svog rada se ne formira ugljen-dioksid- „glavna pošast“ opreme koja radi na ugljovodonična goriva: gas, tečna i čvrsta goriva.

Drugo, zato što Proizvod sagorevanja u kotlu na vodik je čista voda; Što zauzvrat može zahtijevati dodatnu energiju kako bi se osigurao njihov rad. I jednostavno im treba više prostora u kući. Odnosno, ugradnjom kotla na vodik možete uštedjeti na površini kotlovnice.

Napomena za vlasnika

“Danas, ili vrlo bogati ljudi ili strastveni optimisti preuzimaju rizik da instaliraju vodonični kotao za grijanje svog doma.”

Treće, vodena para koja se oslobađa kao rezultat sagorijevanja vodika vlaži prostorije u kući.

Ali najvažnije je da se kotao na vodik dobro kombinuje sa generatorima električne energije koji se napajaju iz obnovljivih izvora energije (OIE) i imaju naglašenu periodičnu prirodu rada. Na primjer, sa vjetrogeneratorima i uređajima na biogas. U ovom slučaju - u vršnim uslovima - OIE generatori mogu elektrolizom proizvesti vodonik, koji će se kasnije koristiti kao gorivo za kotao. Povezivanje ovih generatora direktno na mrežu zahtijevat će korištenje dodatnih skupih uređaja.

Jedan od video zapisa koji opisuje "prednosti" vodoničnog kotla

S razvojem tehnologije, jeftina energija iz obnovljivih izvora energije može se "pretvoriti" u vodonik, kao što se već događa u industrijskim instalacijama. Ali za sada, ili vrlo bogati ljudi ili strastveni optimisti preuzimaju rizik da instaliraju vodonični kotao za grijanje svog doma.

Davno su prošli dani kada Kuća za odmor Postojao je samo jedan način da se zagreje - spaljivanjem drva ili uglja u peći. Moderna uređaji za grijanje koristiti različite vrste goriva i istovremeno automatski održava ugodna temperatura u našim domovima. Prirodni plin, dizel ili lož ulje, struja, solarna energija - ovo je nepotpuna lista alternativne opcije. Činilo bi se - živi i budi srećan, ali samo konstantan rast cijene goriva i opreme tjeraju nas da nastavimo potragu za jeftinim metodama grijanja. A u isto vrijeme, neiscrpni izvor energije - vodonik, doslovno leži pod našim nogama. A danas ćemo govoriti o tome kako koristiti običnu vodu kao gorivo sastavljanjem generatora vodika vlastitim rukama.

Dizajn i princip rada generatora vodonika

Fabrički generator vodonika je impresivna jedinica

Koristite vodonik kao gorivo za grijanje seoska kuća koristan ne samo zbog svoje visoke kalorične vrijednosti, već i zbog toga što tokom sagorijevanja ne emituje štetne materije. Kao što se svi sećaju sa školskog kursa hemije, tokom oksidacije dva atoma vodonika ( hemijska formula H 2 – Hidrogenium) sa jednim atomom kiseonika formira se molekul vode. Ovo proizvodi tri puta više toplote od sagorevanja prirodnog gasa. Možemo reći da vodonik nema premca među ostalim izvorima energije, jer su njegove rezerve na Zemlji neiscrpne - 2/3 svjetskih okeana se sastoji od hemijski element H2, i u cijelom svemiru, ovaj plin je, zajedno sa helijumom, glavni "građevinski materijal". Postoji samo jedan problem - da biste dobili čisti H 2, potrebno je razdvojiti vodu na sastavne dijelove, a to nije lako učiniti. Naučnici su godinama tražili način da izvuku vodonik i odlučili su se na elektrolizu.

Dijagram rada laboratorijskog elektrolizera

Ova metoda proizvodnje isparljivog plina sastoji se od postavljanja dvije metalne ploče povezane s izvorom u vodi na maloj udaljenosti jedna od druge. visokog napona. Kada se primijeni struja, visoki električni potencijal doslovno razdire molekulu vode, oslobađajući dva atoma vodika (HH) i jedan atom kisika (O). Otpušteni plin je dobio ime po fizičaru Yu. Njegova formula je HHO, a kalorijska vrijednost je 121 MJ/kg. Brownov plin gori otvorenim plamenom i ne proizvodi nikakve štetne tvari. Glavna prednost ove tvari je u tome što je običan kotao koji radi na propan ili metan pogodan za njegovu upotrebu. Napomenimo samo da vodonik u kombinaciji s kisikom čini eksplozivnu smjesu, pa će vam trebati dodatne mjere mjere predostrožnosti.

Shema instalacije za proizvodnju Brownovog plina

Generator, dizajniran za proizvodnju Brownovog plina u velikim količinama, sadrži nekoliko ćelija, od kojih svaka sadrži mnogo parova elektrodnih ploča. Ugrađuju se u zatvorenu posudu koja je opremljena izlazom za plin, terminalima za spajanje struje i grlom za punjenje vode. Dodatno, instalacija je opremljena sigurnosnim ventilom i vodenom zaptivkom. Zahvaljujući njima, eliminiše se mogućnost širenja povratne vatre. Vodonik gori samo na izlazu iz gorionika, a ne pali se u svim smjerovima. Višestruko povećanje korisne površine instalacije omogućava izdvajanje zapaljive tvari u količinama dovoljnim za različite namjene, uključujući grijanje stambenih prostorija. Ali to pomoću tradicionalnog elektrolizera bit će neisplativo. Jednostavno rečeno, ako se električna energija potrošena na proizvodnju vodika direktno koristi za grijanje kuće, tada će to biti mnogo isplativije od grijanja kotla na vodik.

Stanley Meyer vodonična gorivna ćelija

Američki naučnik Stanley Meyer pronašao je izlaz iz ove situacije. Njegova instalacija nije koristila snažan električni potencijal, već struje određene frekvencije. Izum velikog fizičara sastojao se u činjenici da se molekul vode ljuljao u vremenu sa promjenjivim električnim impulsima i ulazio u rezonanciju, koja je dostigla snagu dovoljnu da je podijeli na sastavne atome. Takav učinak zahtijevao je desetine puta manju struju nego pri radu sa konvencionalnom mašinom za elektrolizu.

Video: Stanley Meyer Fuel Cell

Zbog svog izuma, koji je mogao osloboditi čovječanstvo iz ropstva naftnih magnata, Stanley Meyer je ubijen, a djela njegovog dugogodišnjeg istraživanja nestala su bogzna gdje. Ipak, sačuvane su neke od naučnih beleški, na osnovu kojih pronalazači u mnogim zemljama širom sveta pokušavaju da izgrade slične instalacije. I moram reći, ne bez uspjeha.

Prednosti Brownovog plina kao izvora energije

• Voda, iz koje se dobija HHO, jedna je od najčešćih supstanci na našoj planeti.
• Kada ova vrsta goriva sagorijeva, proizvodi vodenu paru, koja se može ponovno kondenzirati u tekućinu i ponovno koristiti kao sirovina.
• Prilikom sagorevanja detonirajućeg gasa ne stvaraju se nusproizvodi osim vode. Možemo reći da ne postoji ekološki prihvatljivije gorivo od smeđeg gasa.
• Prilikom rada sistema za grijanje na vodik, vodena para se oslobađa u količini dovoljnoj da održava vlažnost u prostoriji na ugodnom nivou.

Možda će vas zanimati i materijal o tome kako napraviti vlastiti generator plina:

Područje primjene

Danas je elektrolizator jednako uobičajen uređaj kao generator acetilena ili plazma rezač. U početku su zavarivači koristili generatore vodika, jer je nošenje jedinice težine samo nekoliko kilograma bilo mnogo lakše nego premještanje ogromnih cilindara kisika i acetilena. Istovremeno, visok energetski intenzitet jedinica od odlučujućeg značaja Nisam ga imao - sve je bilo određeno praktičnošću i praktičnošću. IN poslednjih godina upotreba Brownovog gasa prevazišla je uobičajene koncepte vodonika kao goriva za mašine za gasno zavarivanje. U budućnosti su mogućnosti tehnologije vrlo široke, budući da korištenje HHO ima brojne prednosti.

• Smanjenje potrošnje goriva u vozilima. Postojeći automobilski generatori vodika dozvoljavaju upotrebu HHO kao aditiva tradicionalnom benzinu, dizelu ili plinu. Zbog više potpuno sagorevanje mješavine goriva, može se postići smanjenje potrošnje ugljovodonika za 20-25%.
• Ušteda goriva u termoelektranama na plin, ugalj ili lož ulje.
• Smanjenje toksičnosti i povećanje efikasnosti starih kotlarnica.
• Višestruko smanjenje troškova grijanja stambenih zgrada zbog potpune ili djelomične zamjene tradicionalni tipovi Gorivo smeđeg gasa.
• Upotreba prenosive instalacije primanje HHO za potrebe domaćinstva- kuvanje, primanje toplu vodu itd.
• Razvoj fundamentalno novih, snažnih i ekološki prihvatljivih elektrana.

Generator vodonika napravljen pomoću S. Meyerove „Tehnologije vodenih gorivih ćelija“ (tako se zvao njegov traktat) može se kupiti - njihovom proizvodnjom se bave mnoge kompanije u SAD-u, Kini, Bugarskoj i drugim zemljama. Predlažemo da sami napravite generator vodonika.

Video: Kako pravilno instalirati grijanje na vodik

Šta je potrebno za izradu gorive ćelije kod kuće

Prilikom početka proizvodnje vodonične gorivne ćelije neophodno je proučiti teoriju procesa stvaranja detonirajućeg plina. Ovo će dati razumijevanje o tome šta se dešava u generatoru i pomoći će u postavljanju i radu opreme. Osim toga, morat ćete napraviti zalihe neophodni materijali, od kojih većinu neće biti teško pronaći trgovačka mreža. Što se tiče crteža i uputstava, pokušat ćemo u potpunosti pokriti ova pitanja.

Dizajn generatora vodika: dijagrami i crteži

Domaća instalacija za proizvodnju Brownovog plina sastoji se od reaktora s ugrađenim elektrodama, PWM generatora koji ih napaja, vodene brtve i spojnih žica i crijeva. Trenutno postoji nekoliko dizajna elektrolizera koji koriste ploče ili cijevi kao elektrode. Osim toga, na internetu možete pronaći instalaciju takozvane suhe elektrolize. Za razliku od tradicionalni dizajn, u takvom uređaju ploče se ne ugrađuju u posudu s vodom, već se tekućina dovodi u razmak između ravnih elektroda. Odbijanje tradicionalne sheme omogućava značajno smanjenje dimenzija gorivne ćelije.

Električni sklop PWM regulatora. Dijagram jedne gorivne ćelije.
Crtež gorivne ćelije Električno kolo PWM kontrolera Električno kolo PWM kontrolera

U svom radu možete koristiti crteže i dijagrame rada elektrolizera, koji se mogu prilagoditi vašim uvjetima.

Izbor materijala za izradu generatora vodika

Za proizvodnju gorivne ćelije praktično nisu potrebni posebni materijali. Jedino što može biti teško su elektrode. Dakle, šta trebate pripremiti prije početka rada?

1. Ako je dizajn koji odaberete generator "mokrog" tipa, tada će vam trebati zatvorena posuda za vodu, koja će služiti i kao reaktorska posuda. Možete uzeti bilo koji odgovarajući kontejner, glavni zahtjev je dovoljna čvrstoća i nepropusnost plina. Naravno, kada se koriste kao elektrode metalne ploče bolje je koristiti pravokutnu strukturu, na primjer, pažljivo zapečaćeno kućište iz akumulatora starog tipa (crno). Ako se za dobivanje HHO koriste cijevi, tada će biti prikladna i prostrana posuda iz kućnog filtera za pročišćavanje vode. Najviše najbolja opcija Kućište generatora će biti proizvedeno od nerđajućeg čelika, na primer, 304 SSL.

   

   Sklop elektrode za generator vodonika"mokrog" tipa

   Prilikom odabira "suhe" gorivne ćelije trebat će vam list pleksiglasa ili druge prozirne plastike debljine do 10 mm i brtveni prstenovi od tehničkog silikona.

2. Cijevi ili ploče od nehrđajućeg čelika. Naravno, možete uzeti obični "crni" metal, ali tokom rada elektrolizera, jednostavno ugljično željezo brzo korodira i elektrode će se morati često mijenjati. Upotreba metala s visokim udjelom ugljika legiranog hromom omogućit će rad generatora dugo vrijeme. Majstori koji su se bavili proizvodnjom gorivnih ćelija dugo su birali materijal za elektrode i odlučili su se na nehrđajući čelik od 316 L. Usput, ako se u dizajnu koriste cijevi iz ove legure, tada se njihov promjer mora odabrati u takvom način da prilikom ugradnje jednog dijela u drugi ne bude razmaka od najviše 1 mm između njih. Za perfekcioniste, evo tačnih dimenzija:
   - vanjski promjer cijevi - 25.317 mm;
   - prečnik unutrašnje cevi zavisi od debljine spoljne. U svakom slučaju, mora osigurati razmak između ovih elemenata jednak 0,67 mm.

   

   Njegov učinak ovisi o tome koliko su precizno odabrani parametri dijelova generatora vodika.

3. PWM generator. Propisno sastavljeno električni dijagramće vam omogućiti da regulišete frekvenciju struje u potrebnim granicama, a to je direktno povezano sa pojavom rezonantnih pojava. Drugim riječima, da bi evolucija vodika započela, bit će potrebno odabrati parametre napona napajanja, pa se posebna pažnja poklanja montaži PWM generatora. Ako ste upoznati s lemilom i možete razlikovati tranzistor od diode, onda električni dio možete sami napraviti. U suprotnom, možete kontaktirati poznatog inženjera elektronike ili naručiti proizvodnju prekidačkog napajanja u radionici za popravak elektroničkih uređaja.
   

   Preklopno napajanje dizajnirano za spajanje na gorivnu ćeliju može se kupiti online. Proizvode ih mala privatna preduzeća u našoj zemlji i inostranstvu.

4. Električne žice za povezivanje. Bit će dovoljni provodnici s poprečnim presjekom od 2 kvadratna metra. mm.
5. Bubbler. Majstori su dali ovo otmjeno ime najobičnijem vodenom pečatu. Za to možete koristiti bilo koju zatvorenu posudu. U idealnom slučaju, trebao bi biti opremljen poklopcem koji čvrsto pristaje, koji će se odmah otkinuti ako se plin u njemu zapali. Osim toga, preporučuje se ugradnja uređaja za odsječenje između elektrolizera i bubblera, koji će spriječiti povratak HHO u ćeliju.

   

   Bubbler dizajn

6. Crijeva i fitinzi. Za spajanje HHO generatora trebat će vam prozirna plastična cijev, ulazni i izlazni spojevi i stezaljke.
7. Matice, vijci i klinovi. Oni će biti potrebni za pričvršćivanje dijelova elektrolizera jedan na drugi.
8. Katalizator reakcije. Da bi proces stvaranja HHO tekao intenzivnije, u reaktor se dodaje kalijum hidroksid KOH. Ova supstanca se lako može kupiti na internetu. Za prvi put neće biti dovoljno više od 1 kg praha.
9. Automobilski silikon ili druga zaptivna masa.

Imajte na umu da se polirane cijevi ne preporučuju. Naprotiv, stručnjaci preporučuju obradu dijelova brusni papir za dobijanje mat površine. U budućnosti će to pomoći u povećanju produktivnosti instalacije.

Alati koji će biti potrebni tokom procesa rada

Prije nego počnete graditi gorivnu ćeliju, pripremite sljedeće alate:

• pila za metal;
• bušilica sa setom bušilica;
• set ključeva;
• ravni i prorezni odvijači;
• kutna brusilica („brusilica“) s montiranim krugom za rezanje metala;
• multimetar i mjerač protoka;
• vladar;
• marker.

Osim toga, ako sami pravite PWM generator, trebat će vam osciloskop i mjerač frekvencije da biste ga postavili. U ovom članku nećemo postavljati ovo pitanje, jer proizvodnju i konfiguraciju prekidačkog napajanja najbolje razmatraju stručnjaci na specijaliziranim forumima.

Obratite pažnju na članak koji prikazuje druge izvore energije koji se mogu koristiti za grijanje vašeg doma:

Upute: kako napraviti generator vodika vlastitim rukama

Za proizvodnju gorivne ćelije uzet ćemo najnapredniji "suhi" krug elektrolizera koji koristi elektrode u obliku ploča od nehrđajućeg čelika. Upute u nastavku pokazuju proces stvaranja generatora vodika od "A" do "Z", pa je bolje slijediti redoslijed radnji.

Dijagram gorive ćelije suhog tipa

1. Izrada tijela gorive ćelije. Bočni zidovi okvira su ploče od lesonita ili pleksiglasa, izrezane na veličinu budućeg generatora. Morate shvatiti da veličina uređaja direktno utječe na njegove performanse, međutim, troškovi dobivanja HHO bit će veći. Za proizvodnju gorivne ćelije, optimalne dimenzije uređaja bit će od 150x150 mm do 250x250 mm.
2. U svakoj ploči je izbušena rupa za ulazni (izlazni) priključak za vodu. Osim toga, bit će potrebno bušenje u bočnom zidu za izlaz plina i četiri rupe u uglovima za povezivanje elemenata reaktora jedan s drugim.

   

   Izrada bočnih zidova

3. Iskorištavanje ugla brusilica, ploče elektroda su izrezane od 316L nehrđajućeg čelika. Njihove dimenzije trebaju biti 10-20 mm manje od dimenzija bočnih zidova. Osim toga, prilikom proizvodnje svakog dijela potrebno je ostaviti malu kontaktnu podlogu u jednom od uglova. Ovo će biti potrebno za povezivanje negativnih i pozitivnih elektroda u grupe prije nego što ih spojite na napon napajanja.
4. Da bi se dobila dovoljna količina HHO, nehrđajući čelik mora biti tretiran finim brusnim papirom s obje strane.
5. U svakoj od ploča izbušene su dvije rupe: bušilicom promjera 6 - 7 mm - za dovod vode u prostor između elektroda i debljine 8 - 10 mm - za uklanjanje Brownovog plina. Tačke bušenja se izračunavaju uzimajući u obzir lokacije ugradnje odgovarajućih ulaznih i izlaznih cijevi.

   

   Ovaj set dijelova mora biti pripremljen prije sastavljanja gorivne ćelije

6. Sastavljanje generatora počinje. Da biste to učinili, u zidove od lesonita ugrađuju se armature za dovod vode i plina. Mesta na kojima su spojeni pažljivo su zapečaćena pomoću zaptivača za automobile ili vodovod.
7. Nakon toga se u jedan od prozirnih dijelova tijela ugrađuju zavojnice, nakon čega počinju polaganje elektroda.

   

   Polaganje elektroda počinje brtvenim prstenom

   Imajte na umu: ravnina pločastih elektroda mora biti ravna, inače će se elementi sa suprotnim nabojem dodirivati, što će uzrokovati kratki spoj!

8. Ploče od nerđajućeg čelika se odvajaju od bočnih površina reaktora pomoću O-prstenova, koji mogu biti izrađeni od silikona, paronita ili drugog materijala. Važno je samo da njegova debljina ne prelazi 1 mm. Isti dijelovi se koriste kao odstojnici između ploča. Tokom instalacije, uvjerite se u to kontaktne pločice negativne i pozitivne elektrode su grupisane u različite strane generator

   

   Prilikom sastavljanja ploča važno je pravilno orijentirati izlazne rupe

9. Nakon polaganja posljednje ploče, postavlja se brtveni prsten, nakon čega se generator zatvara drugim zidom od tvrdog kartona, a sama konstrukcija je pričvršćena podloškama i maticama. Prilikom obavljanja ovog posla, pazite da je zatezanje ravnomjerno i da nema izobličenja između ploča.

   

   Prilikom završnog zatezanja obavezno provjerite paralelnost bočnih zidova. Ovo će izbjeći izobličenja

10. Koristeći polietilenska crijeva, generator je spojen na posudu s vodom i balon.
11. Kontaktne jastučiće elektroda međusobno su spojene na bilo koji način, nakon čega se na njih spajaju žice za napajanje.

    

    Sastavljanjem nekoliko gorivnih ćelija i njihovim paralelnim povezivanjem možete dobiti dovoljnu količinu smeđeg gasa

12. Gorivna ćelija se napaja naponom iz PWM generatora, nakon čega se uređaj konfiguriše i podešava na maksimalnu izlaznu snagu HHO gasa.

Za proizvodnju smeđeg plina u količinama dovoljnim za grijanje ili kuhanje, instalirano je nekoliko generatora vodika koji rade paralelno.

Video: Sastavljanje uređaja

Video: Rad strukture "suvog" tipa

Odabrane tačke upotrebe

Prije svega, želio bih to napomenuti tradicionalna metoda sagorijevanje prirodnog plina ili propana u našem slučaju nije prikladno, jer je temperatura sagorijevanja HHO više od tri puta viša od temperature ugljovodonika. Kao što i sami razumijete, konstrukcijski čelik neće dugo izdržati ovu temperaturu. Sam Stanley Meyer preporučio je korištenje plamenika neobičnog dizajna, čiji je dijagram dat u nastavku.

Shema gorionika na vodik dizajniran od strane S. Meyera

Čitav trik ovog uređaja je da HHO (označen brojem 72 na dijagramu) prolazi u komoru za sagorijevanje kroz ventil 35. Goruća smjesa vodonika se diže kroz kanal 63 i istovremeno vrši proces izbacivanja, noseći sa sobom vanjski zrak kroz podesive otvore 13 i 70. Ispod haube 40 zadržava se određena količina produkata sagorevanja (vodena para), koja kroz kanal 45 ulazi u kolonu za sagorevanje i meša se sa zapaljivim gasom. Ovo vam omogućava da nekoliko puta smanjite temperaturu sagorevanja.

Druga stvar na koju bih vam skrenuo pažnju je tečnost koju treba uliti u instalaciju. Najbolje je koristiti pripremljenu vodu koja ne sadrži sol teški metali. Idealna opcija je destilat koji se može kupiti u bilo kojoj prodavnici automobila ili ljekarni. Za uspješan rad elektrolizera u vodu se dodaje kalijev hidroksid KOH, u količini od otprilike jedne žlice praha po kanti vode.

Tokom rada instalacije važno je ne pregrijati generator. Kada temperatura poraste na 65 stepeni Celzijusa ili više, elektrode uređaja će se kontaminirati nusproduktima reakcije, što će smanjiti produktivnost elektrolizera. Ako se to dogodi, tada će se vodonična ćelija morati rastaviti i naslage ukloniti brusnim papirom.

I treća stvar na koju stavljamo poseban naglasak je sigurnost. Zapamtite da nije slučajno mješavina vodonika i kisika nazvana eksplozivnom. HHO je opasan hemijsko jedinjenje koji, ako se njime nepažljivo rukuje, može dovesti do eksplozije. Pridržavajte se sigurnosnih pravila i budite posebno oprezni kada eksperimentirate s vodikom. Samo u ovom slučaju "cigla" od koje se sastoji naš Univerzum unijet će toplinu i udobnost u vaš dom.

Sigurnosna pravila moraju se poštovati ne samo prilikom instaliranja generatora vodika. Prilikom sastavljanja i rada bioreaktora, također morate biti izuzetno oprezni, jer je biogas eksplozivan..html Zahvaljujući svojim raznovrsnim hobijima, pišem na različite teme, ali najdraže su mi mašinerije, tehnologija i konstrukcija. Možda zato što poznajem mnoge nijanse u ovim oblastima ne samo teoretski, kao rezultat studiranja na tehničkom fakultetu i postdiplomskim studijama, već i sa praktična strana, jer pokušavam sve da uradim svojim rukama.