Как сделать водородный генератор своими руками: Делаем водородный генератор: принцип работы, устройство, применение

Содержание

Делаем водородный генератор для отопления дома своими руками. Жми!

Водородный генератор (электролизер) это прибор, работающий за свет двух процессов: физического и химического.

В процессе работы под воздействием электротока вода разлагается на кислород и водород. Данный процесс носит название электролиз. Электролизер довольно популярен среди самых известных видов водородных генераторов.

Как устроен прибор

Электролизер состоит из нескольких пластин из металла, погруженных в герметическую емкость с дистиллированной водой.

Сам корпус имеет клеммы, чтобы подключать источник питания и есть втулка, через которую выводится газ.

Работу прибора можно описать так: электроток пропускается через дистиллированную воду между пластинами с разными полями (у одной — анод, у другой — катод), расщепляет её на кислород и водород.

В зависимости от площади пластин электроток имеет свою силу, если площадь большая, то и тока по воде проходит много и больше выделяется газа. Схема подключения пластин поочередная, сначала плюс, потом минус и так далее.

Электроды рекомендуется делать из нержавеющей стали, которая в процессе электролиза не вступает в реакцию с водой. Главное найти нержавейку высокого качества. Между электродами лучше сделать расстояние маленькими, но так, чтобы пузыри газа легко между ними передвигались. Крепеж лучше изготовить из соответствующего металла, что и электроды.

[warning]Примите во внимание: в связи с тем, что технология изготовления связана с газом, то во избежание образования искры, необходимо произвести плотное прилегание всех деталей.[/warning]

В рассматриваемом варианте устройство включает в себя 16 пластин, расположены они друг от друга в пределах 1 мм.

За счет того, что пластины имеют достаточно немалую площадь поверхности и толщину, можно будет пропустить через такое устройство высокие токи, однако нагрева металла не произойдет. Если измерить на воздухе емкость электродов, то она составит 1nF, данный набор использует до 25А в простой воде из водопровода.

Для сбора водородного генератора своими руками можно применить контейнер пищевой, так как его пластик термоустойчив. Затем нужно в контейнер опустить электроды для сбора газа с разъемами изолированными герметично, крышкой и другими соединениями.

Если использовать контейнер из металла, то во избежание короткого замыкания, электроды крепятся на пластике. С двух сторон медных и латунных фитингов устанавливаются два разъема (фитинг – монтировать, собирать) для извлечения газа. Разъемы контактные и фитинги нужно прочно закрепить, применяя герметик из силикона.

Изготовить газогенератор также можно в домашних условиях. Методика подробно изложена здесь: https://teplo.guru/pechi/piroliznye/gazogenerator-svoimi-rukami.html

Соблюдение мер безопасности

Электролизер представляет собой устройство повышенной опасности.

Поэтому во время его изготовления, монтирования и работы обязательно нужно соблюдение как общих, так и специальных мер безопасности.

Специальные меры включают следующие пункты:

  • следует контролировать концентрацию смеси водорода с кислородом, в целях недопущения взрыва;
  • если уровень жидкости не просматривается в смотровом окне водородного генератора, то его использовать нельзя;
  • во время выполнения ремонта нужно удостовериться, что в конечной точке системы полностью отсутствует водород;
  • противопоказано использование открытого огня, электрических нагревательных приборов и переносных ламп напряжением более 12 вольт рядом с электролизером;
  • во время работы с электролитом следует себя обезопасить, используя средства защиты (спецодежда, перчатки и очки).

Советы специалистов

Квалифицированные мастера считают, что изготавливать самодельные водородные генераторы для автомобилей в домашних условиях рискованное занятие.

Они объясняют это тем, что электролизер для авто имеет сложную и небезопасную систему устройств.

Заниматься изготовлением таких агрегатов нужно, применяя специальные материалы и реагенты.

[advice]Примите к сведению: в случае самостоятельного установления электролизера, который был изготовлен своими руками, рекомендуется строгое исключение возможности, когда газ попадает в камеру сгорания при заглушенном двигателе. Во время отключения двигателя, обязательно должен автоматически отключиться водородный генератор от сети электрического питания автомобиля.[/advice]

Если все-таки решили самостоятельно изготовить автомобильный гидролизер, то обязательно следует оснастить его барботером – это специальный водяной клапан. При его использовании значительно повысится безопасность при вождении автомобиля.

Электрический ток можно получить из земли и воздуха самостоятельно. Подробности в этой статье: https://teplo.guru/elektrichestvo/besplatnoe-elektrichestvo.html

Отопление дома газом Брауна

Схема работы водородного генератора. (Для увеличения нажмите)

Водород является самым распространенным химическим элементом, поэтому экономически выгодно его использовать.

Для многих владельцев домов и дач часто встает вопрос, как получить «чистую» и дешевую энергию для нужд в быту. Ответ можно найти в таких инновациях, как водогенератор для отопления жилища.

Ученые, благодаря своим разработкам, позволили многим использовать такое устройство для получения газа. Установка способна генерировать водород (газ Брауна) и этот газ будет использован для получения энергии.

Можно это соединение представить химической формулой, как hho. Данный газ можно получить из воды с помощью метода электролиза. Есть много примеров в жизни, когда люди хотят свой дом отапливать оксиводородом. Но чтобы этот вид топлива получил популярность, надо сначала научиться получать его (газ Брауна) в бытовых условиях.

Пока еще нет технологии водородного отопления частного дома, которая была бы достаточно надежной.

Нюансы организации отопления дома газом Брауна рассмотрены здесь: https://teplo.guru/sistemy/otoplenie-gazom-brauna.html

Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать водородный генератор своими руками:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Водородный генератор своими руками для отопления дома, схема

Использование водорода в качестве энергоносителя для обогрева дома – идея весьма заманчивая, ведь его теплотворная способность (33.2 кВт / м3) превышает более чем в 3 раза показатель природного газа (9.3 кВт / м3). Теоретически, чтобы извлечь горючий газ из воды с последующим сжиганием его в котле, можно использовать водородный генератор для отопления. О том, что из этого может получиться и как сделать такое устройство своими руками, будет рассказано в данной статье.

Принцип работы генератора

Как энергоноситель водород действительно не имеет себе равных, а запасы его практически неисчерпаемы. Как мы уже сказали, при сжигании он выделяет огромное количество тепловой энергии, несравнимо большее, нежели любое углеводородное топливо. Вместо вредных соединений, выбрасываемых в атмосферу при использовании природного газа, при горении водорода образуется обычная вода в виде пара. Одна беда: данный химический элемент не встречается в природе в свободном виде, только в соединении с другими веществами.

Одно из таких соединений – обычная вода, представляющая собой полностью окисленный водород. Над ее расщеплением на составные элементы работали многие ученые в течение долгих лет. Нельзя сказать, что безрезультатно, ведь техническое решение по разделению воды все же было найдено. Его суть – в химической реакции электролиза, в результате которой происходит расщепление воды на кислород и водород, полученную смесь назвали гремучим газом или газом Брауна. Ниже показана схема водородного генератора (электролизера), работающего на электричестве:

Электролизеры производятся серийно и предназначены для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной силы и частоты подается на группы металлических пластин, погруженных в воду. В результате протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром. Для его отделения газы пропускаются через сепаратор, после чего подаются на горелку. Дабы избежать обратного удара и взрыва, на подаче устанавливается клапан, пропускающий горючее только в одну сторону.

Для контроля за уровнем воды и своевременной подпитки конструкцией предусмотрен специальный датчик, по сигналу которого производится ее впрыск в рабочее пространство электролизера. За превышением давления внутри сосуда следит аварийный выключатель и сбросной клапан. Обслуживание водородного генератора заключается в периодическом добавлении воды, и на этом все.

Водородное отопление: миф или реальность?

Генератор для сварочных работ – это на данный момент единственное практическое применение электролитическому расщеплению воды. Использовать его для отопления дома нецелесообразно и вот почему. Затраты энергоносителей при газопламенных работах не так важны, главное, что сварщику не нужно таскать тяжеленные баллоны и возиться со шлангами. Другое дело – отопление жилища, где каждая копейка на счету. И тут водород проигрывает всем существующим ныне видам топлива.

Важно. Затраты электроэнергии на выделение горючего из воды методом электролиза будут гораздо выше, нежели гремучий газ сможет выделить при сжигании.

Серийные сварочные генераторы стоят немалых денег, поскольку в них используются катализаторы процесса электролиза, в состав которых входит платина. Можно сделать водородный генератор своими руками, но его эффективность будет еще ниже, чем у заводского. Получить горючий газ вам точно удастся, но вряд ли его хватит на обогрев хотя бы одной большой комнаты, не то что целого дома. А если и хватит, то придется оплачивать баснословные счета за электричество.

Чем тратить время и усилия на получение бесплатного топлива, которого не существует априори, проще смастерить своими руками простой электродный котел. Можете быть уверены, что так вы израсходуете гораздо меньше энергии с большей пользой. Впрочем, домашние мастера – энтузиасты всегда могут попробовать свои силы и собрать дома электролизер, с целью провести эксперименты и убедиться во всем самолично. Один из подобных экспериментов показан на видео:

Как изготовить генератор

Масса интернет-ресурсов публикуют самые разные схемы и чертежи генератора для получения водорода, но все они действуют по одному принципу. Мы предложим вашему вниманию чертеж простого устройства, взятый из научно-популярной литературы:

Здесь электролизер представляет собой группу металлических пластин, стянутых между собой болтами. Между ними установлены изоляционные прокладки, крайние толстые обкладки тоже изготовлены из диэлектрика. От штуцера, вмонтированного в одну из обкладок, идет трубка для подачи газа в сосуд с водой, а из него – во второй. Задача емкостей – отделять паровую составляющую и накапливать смесь водорода с кислородом, чтобы подавать его под давлением.

Совет. Электролитические пластины для генератора надо делать из нержавеющей стали, легированной титаном. Он послужит дополнительным катализатором реакции расщепления.

Пластины, что служат электродами, могут быть произвольного размера. Но надо понимать, что производительность аппарата зависит от их площади поверхности. Чем большее число электродов удастся задействовать в процессе, тем лучше. Но при этом и потребляемый ток будет выше, это следует учитывать. К концам пластин припаиваются провода, ведущие к источнику электричества. Здесь тоже есть поле для экспериментов: можно подавать на электролизер разное напряжение с помощью регулируемого блока питания.

В качестве электролизера можно применить пластиковый контейнер от водяного фильтра, поместив в него электроды из нержавеющих трубок. Изделие удобно тем, что его легко герметизировать от окружающей среды, выводя трубку и провода через отверстия в крышке. Другое дело, что этот самодельный водородный генератор обладает невысокой производительностью из-за малой площади электродов.

Заключение

На данный момент не существует надежной и эффективной технологии, позволяющей реализовать водородное отопление частного дома. Те генераторы, что имеются в продаже, могут успешно применяться для обработки металлов, но не для производства горючего для котла. Попытки организовать подобный обогрев приведут к перерасходу электроэнергии, не считая затрат на оборудование.

Как сделать водородный генератор — советы и пошаговые инструкции

Здесь вы узнаете:

Перед тем, как сделать водородный генератор, необходимо изучить все тонкости — экономическую целесообразность, безопасность. Предлагаем несколько простых схем и конструкций водородного генератора.

Описание и принцип работы водородного генератора

Есть несколько методик выделения водорода и из других веществ, перечислим наиболее распространенные:

  1. Электролиз, данная методика наиболее простая и может быть реализована в домашних условиях. Через водный раствор, содержащий соль, пропускается постоянный электрический ток, под его воздействием происходит реакция, которую можно описать следующим уравнением: 2NaCl + 2h3O→2NaOH + Cl2 + h3↑. В данном случае пример приведен для раствора обычной кухонной соли, что не лучший вариант, поскольку выделяющийся хлор является ядовитым веществом. Заметим, что полученный данным способом водород наиболее чистый (порядка 99,9%).
  2. Путем пропускания водяного пара над каменноугольным коксом, нагретым до температуры 1000°С, при таких условиях протекает следующая реакция: Н2О + С ⇔ СО↑ + h3↑.
  3. Добыча из метана путем конверсии с водяным паром (необходимое условие для реакции – температура 1000°С): СН4 + Н2О ⇔ СО + 3Н2. Второй вариант – окисление метана: 2СН4 + О2 ⇔ 2СО + 4Н2.
  4. В процессе крекинга (переработки нефти) водород выделяется в качестве побочного продукта. Заметим, что в нашей стране все еще практикуется сжигание этого вещества на некоторых нефтеперерабатывающих заводах ввиду отсутствия необходимого оборудования или достаточного спроса.

Из перечисленных вариантов последний наименее затратный, а первый наиболее доступный, именно он положен в основу большинства генераторов водорода, в том числе и бытовых. Их принцип действия заключается в том, что в процессе пропускания тока через раствор, положительный электрод притягивает отрицательные ионы, а электрод с противоположным зарядом – положительные, в результате происходит расщепление вещества.


Пример электролиза на растворе хлорида натрия

Основные достоинства отопления на водороде

Данный способ обогрева дома имеет несколько существенных преимуществ, которыми обусловлена возрастающая популярность системы.

  1. Впечатляющий КПД, который нередко достигает 96%.
  2. Экологичность. Единственный побочный продукт, выделяющийся в атмосферу – это водяной пар, который не способен навредить окружающей среде в принципе.
  3. Водородное отопление постепенно заменяет традиционные системы, освобождая людей от необходимости в добыче природных ресурсов – нефти, газа, угля.
  4. Водород действует без огня, тепловая энергия образуется путем каталитической реакции.

Область применения

Сегодня электролизёр — такое же привычное устройство, как и генератор ацетилена или плазменный резак. Изначально водородные генераторы использовались сварщиками, поскольку носить за собой установку весом всего несколько килограмм было намного проще, чем перемещать огромные кислородные и ацетиленовые баллоны. При этом высокая энергоёмкость агрегатов решающего значения не имела — всё определяло удобство и практичность. В последние годы применение газа Брауна вышло за рамки привычных понятий о водороде, как топливе для газосварочных аппаратов. В перспективе возможности технологии очень широки, поскольку использование HHO имеет массу достоинств.

  • Сокращение расхода горючего на автотранспорте. Существующие автомобильные генераторы водорода позволяют использовать HHO как добавку к традиционному бензину, дизелю или газу. За счёт более полного сгорания топливной смеси можно добиться 20 – 25 % снижения потребления углеводородов.
  • Экономия топлива на тепловых электростанциях, использующих газ, уголь или мазут.
  • Снижение токсичности и повышение эффективности старых котельных.
  • Многократное снижение стоимости отопления жилых домов за счёт полной или частичной замены традиционных видов топлива газом Брауна.
  • Использование портативных установок получения HHO для бытовых нужд — приготовления пищи, получения тёплой воды и т. д.
  • Разработка принципиально новых, мощных и экологичных силовых установок.

Генератор водорода, построенный с использованием «Технологии водяных топливных ячеек» С. Мейера (а именно так назывался его трактат) можно купить — их изготовлением занимается множество компаний в США, Китае, Болгарии и других странах. Мы же предлагаем изготовить водородный генератор самостоятельно.

Конструкция водородного генератора

Для постройки генераторов водорода своими руками обычно берут в качестве основы классическую схему установки Брауна. Такой электролизёр средней мощности состоит из группы ячеек, каждая из которых содержит группу пластинчатых электродов. Мощность установки определяется общей площадью поверхности пластинчатых электродов.

Ячейки помещаются внутрь ёмкости, хорошо изолированной от внешней среды. На корпус резервуара выводятся патрубки для подключения водяной магистрали, вывода водорода, а также контактная панель подключения электричества.


Аппарат генерации водорода, спроектированный по схеме Брауна. По всем расчётам эта установка вполне должна обеспечить домашнее хозяйство теплом и светом. Другой вопрос – какие габариты и мощности позволят это сделать (+)

Схема генератора Брауна, кроме всего прочего, предусматривает наличие водяного затвора и обратного клапана. За счёт этих элементов организуется защита установки от обратного хода водорода. По такой схеме теоретически не исключается сборка водородной установки, к примеру, для организации отопления загородного дома.

Как изготовить генератор

Масса интернет-ресурсов публикуют самые разные схемы и чертежи генератора для получения водорода, но все они действуют по одному принципу. Мы предложим вашему вниманию чертеж простого устройства, взятый из научно-популярной литературы:

Здесь электролизер представляет собой группу металлических пластин, стянутых между собой болтами. Между ними установлены изоляционные прокладки, крайние толстые обкладки тоже изготовлены из диэлектрика. От штуцера, вмонтированного в одну из обкладок, идет трубка для подачи газа в сосуд с водой, а из него – во второй. Задача емкостей – отделять паровую составляющую и накапливать смесь водорода с кислородом, чтобы подавать его под давлением.

Совет. Электролитические пластины для генератора надо делать из нержавеющей стали, легированной титаном. Он послужит дополнительным катализатором реакции расщепления.

Пластины, что служат электродами, могут быть произвольного размера. Но надо понимать, что производительность аппарата зависит от их площади поверхности. Чем большее число электродов удастся задействовать в процессе, тем лучше. Но при этом и потребляемый ток будет выше, это следует учитывать. К концам пластин припаиваются провода, ведущие к источнику электричества. Здесь тоже есть поле для экспериментов: можно подавать на электролизер разное напряжение с помощью регулируемого блока питания.

В качестве электролизера можно применить пластиковый контейнер от водяного фильтра, поместив в него электроды из нержавеющих трубок. Изделие удобно тем, что его легко герметизировать от окружающей среды, выводя трубку и провода через отверстия в крышке. Другое дело, что этот самодельный водородный генератор обладает невысокой производительностью из-за малой площади электродов.

Делаем простейший генератор водорода своими руками пошагово

Расскажем, как можно сделать самодельный генератор для получения смеси водорода и кислорода (ННО). Его мощности на отопления дома не хватит, но для газовой горелки для резки металла количество полученного газа будет достаточным.


Рис. 8. Схема газовой горелки

Обозначения:

  • а – сопло горелки;
  • b – трубки;
  • c – водные затворы;
  • d – вода;
  • е – электроды;
  • f – герметичный корпус.

В первую очередь делаем электролизер, для этого нам понадобится герметичная емкость и электроды. В качестве последних используем стальные пластины (их размер выбираем произвольно, в зависимости от желаемой производительности), прикрепленные к диэлектрическому основанию. Соединяем между собой все пластины каждого из электродов.

Когда электроды готовы их надо укрепить в емкости таким образом, чтобы места подключения проводов питания были выше предполагаемого уровня воды. Провода от электродов идут к блоку питания на 12 вольт или автомобильному аккумулятору.

В крышке емкости делаем отверстие под трубку для выхода газа. В качестве водных затворов можно использовать обычные стеклянные банки емкостью 1 литр. Заполняем их на 2/3 водой и подключаем к электролизеру и горелке, как показано на рисунке 8.

Горелку лучше взять готовую, поскольку не каждый материал может выдержать температуру горения газа Брауна. Подключаем ее к выходу последнего водного затвора.

Наполняем электролизер водой, в которую добавлена обычная кухонная соль.

Подаем напряжение на электроды и проверяем работу устройства.

Отопление дома газом Брауна


Схема работы водородного генератора.

Водород является самым распространенным химическим элементом, поэтому экономически выгодно его использовать.

Для многих владельцев домов и дач часто встает вопрос, как получить «чистую» и дешевую энергию для нужд в быту. Ответ можно найти в таких инновациях, как водогенератор для отопления жилища.

Ученые, благодаря своим разработкам, позволили многим использовать такое устройство для получения газа. Установка способна генерировать водород (газ Брауна) и этот газ будет использован для получения энергии.

Можно это соединение представить химической формулой, как hho. Данный газ можно получить из воды с помощью метода электролиза. Есть много примеров в жизни, когда люди хотят свой дом отапливать оксиводородом. Но чтобы этот вид топлива получил популярность, надо сначала научиться получать его (газ Брауна) в бытовых условиях.

Пока еще нет технологии водородного отопления частного дома, которая была бы достаточно надежной.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать водородный генератор своими руками:

Безопасность установки

Многие умельцы размещают пластины в пластиковых ёмкостях. Не стоит экономить на этом. Нужен бак из нержавеющего металла. Если его нет, можно использовать конструкцию с пластинами открытого типа. В последнем случае необходимо применять качественный изолятор тока и воды для надёжной работы реактора.

Известно, что температура горения водорода составляет 2800. Это самый взрывоопасный газ в природе. Газ Брауна – не что иное, как «гремучая» смесь водорода. Поэтому водородные генераторы на автомобильном транспорте требуют качественной сборки всех узлов системы и наличия датчиков для слежения за течением процесса.

Датчик температуры рабочей жидкости, давления и амперметр не будут лишними в конструкции установки. Особое внимание стоит уделить гидрозатвору на выходе из реактора. Он жизненно необходим. Если произойдёт воспламенение смеси, такой клапан предотвратит распространение пламени в реактор.

Водородный генератор для отопления жилых и производственных помещений, работающий на тех же принципах, отличается в несколько раз большей производительностью реактора. В таких установках отсутствие гидрозатвора представляет смертельную опасность. Водородные генераторы на автомобилях в целях обеспечения безопасной и надёжной работы системы также рекомендуется оборудовать таким обратным клапаном.

Генератор промышленного изготовления

На уровне промышленного производства технологии изготовления водородных генераторов бытового назначения постепенно осваиваются и развиваются. Как правило, выпускаются энергетические станции домашнего применения, мощность которых не превышает 1 кВт.

Такой аппарат рассчитан на выработку водородного топлива в режиме постоянного функционирования не более чем в течение 8 часов. Главное их предназначение – энергоснабжение отопительных систем.

Также разрабатываются и производятся установки под эксплуатацию в составе кондоминиумов. Это уже более мощные конструкции (5-7 кВт), назначение которых не только энергетика отопительных систем, но также выработка электричества. Такой комбинированный вариант быстро набирает популярность в западных странах и в Японии.

Комбинированные водородные генераторы характеризуются как системы с высоким КПД и небольшим выбросом углекислого газа.


Пример реально действующей промышленно изготовленной станции мощностью до 5 кВт. Подобные установки в перспективе планируется делать под оснащение коттеджей и кондоминиумов

Российская промышленность тоже начала заниматься этим перспективным видом добычи топлива. В частности, «Норильский никель» осваивает технологии производства водородных установок, в том числе бытовых.

Планируется использовать самые разные типы топливных элементов в процессе разработки и производства:

  • протонно-обменные мембранные;
  • ортофосфорно-кислотные;
  • протонно-обменные метанольные;
  • щелочные;
  • твердотельные оксидные.

Между тем процесс электролиза является обратимым. Этот факт говорит о том, что есть возможность получать уже нагретую воду без сжигания водорода.

Кажется, это очередная идея, ухватившись за которую можно запускать новый виток страстей, связанных с бесплатной добычей топлива для домашнего котла.

Экономическая целесообразность

В домашних условиях изготовить качественную водородную установку очень сложно. Мастеру придется учитывать массу параметров. Например, нужно точно подобрать металл для электродов. Он должен обладать определенными свойствами.


Всеми любимая нержавейка — доступное, но недолговечное решение. Топливные ячейки на них довольно быстро выйдут из строя.

Также при сборке гидролизатора нужно соблюдать монтажные размеры. Чтобы их получить, нужно произвести сложные расчеты с учетом качества воды, необходимой мощности на выходе и т. д.

При изготовлении устройства значение имеет даже сечение проводов, по которым на электроды подается ток. Речь идет не о производительности генератора, а о безопасности его эксплуатации, но и этот важный нюанс нужно учитывать.

Главная проблема таких приборов — большие затраты электричества для получения оксиводорода. Они превышают энергию, которую можно получить от сжигания такого топлива.

Из-за низкого КПД цена водородной установки для дома делает производство этого газа и его последующее использование для отопления невыгодным. Чем впустую расходовать электричество, проще установить любой электрокотел. Он будет эффективнее.

Что касается автомобильного транспорта, то здесь картина не сильно отличается. Да, можно сделать гидролизер для экономии топлива, но при этом снижается безопасность и надежность.

Единственное, где водород можно эффективно применять как топливо, — газосварка. Аппараты на hydrogen весят меньше, они компактнее, чем кислородные баллоны, но намного эффективнее. К тому же стоимость получения смеси здесь не играет никакой роли.

Генератор водорода для отопления своими руками

Давно уже прошли те времена, когда загородный дом можно было обогреть лишь одним способом — сжигая в печке дрова или уголь. Современные отопительные приборы используют различные виды топлива и при этом автоматически поддерживают комфортную температуру в наших жилищах. Природный газ, дизель или мазут, электричество, гелио- и геотермальное тепло — вот неполный список альтернативных вариантов. Казалось бы — живи и радуйся, да вот только постоянный рост цен на топливо и оборудование вынуждает продолжать поиски дешёвых способов отопления. А вместе с тем неиссякаемый источник энергии — водород, буквально лежит у нас под ногами. И сегодня мы поговорим о том, как использовать в качестве горючего обычную воду, собрав генератор водорода своими руками.

Устройство и принцип работы генератора водорода

Заводской генератор водорода представляет собой внушительный агрегат

Использовать водород в качестве топлива для обогрева загородного дома выгодно не только по причине высокой теплотворной способности, но и потому, что в процессе его сжигания не выделяется вредных веществ. Как все помнят из школьного курса химии, при окислении двух атомов водорода (химическая формула H2 – Hidrogenium) одним атомом кислорода, образуется молекула воды. При этом выделяется в три раза больше тепла, чем при сгорании природного газа. Можно сказать, что равных водороду среди других источников энергии нет, поскольку его запасы на Земле неисчерпаемы — мировой океан на 2/3 состоит из химического элемента H2, да и во всей Вселенной этот газ наряду с гелием является главным «строительным материалом». Вот только одна проблема — для получения чистого H2 надо расщепить воду на составляющие части, а сделать это непросто. Учёные долгие годы искали способ извлечения водорода и остановились на электролизе.

Схема работы лабораторного электролизёра

Этот способ получения летучего газа заключается в том, что в воду на небольшом расстоянии друг от друга помещаются две металлические пластины, подключённые к источнику высокого напряжения. При подаче питания высокий электрический потенциал буквально разрывает молекулу воды на составляющие, высвобождая два атома водорода (HH) и один — кислорода (O). Выделяющийся газ назвали в честь физика Ю. Брауна. Его формула — HHO, а теплотворная способность — 121 МДж/кг. Газ Брауна горит открытым пламенем и не образует никаких вредных веществ. Главное достоинство этого вещества в том, что для его использования подойдёт обычный котёл, работающий на пропане или метане. Заметим только, что водород в соединении с кислородом образует гремучую смесь, поэтому потребуются дополнительные меры предосторожности.

Схема установки для получения газа Брауна

Генератор, предназначенный для получения газа Брауна в больших количествах, содержит несколько ячеек, каждая из которых вмещает в себя множество пар пластин-электродов. Они установлены в герметичной ёмкости, которая оборудована выходным патрубком для газа, клеммами для подключения питания и горловиной для заливки воды. Кроме того, установка оборудуется защитным клапаном и водяным затвором. Благодаря им устраняется возможность распространения обратного пламени. Водород горит только на выходе из горелки, а не воспламеняется во все стороны. Многократное увеличение полезной площади установки позволяет извлекать горючее вещество в количествах, достаточных для различных целей, включая обогрев жилых помещений. Вот только делать это, используя традиционный электролизёр, будет нерентабельно. Проще говоря, если потраченное на добычу водорода электричество напрямую использовать для отопления дома, то это будет намного выгоднее, чем топить котёл водородом.

Водородная топливная ячейка Стенли Мейера

Выход из сложившейся ситуации нашёл американский учёный Стенли Мейер. Его установка использовала не мощный электрический потенциал, а токи определённой частоты. Изобретение великого физика состояло в том, что молекула воды раскачивалась в такт изменяющимся электрическим импульсам и входила в резонанс, который достигал силы, достаточной для её расщепления на составляющие атомы. Для такого воздействия требовались в десятки раз меньшие токи, чем при работе привычной электролизной машины.

Видео: Топливная ячейка Стенли Мейера

За своё изобретение, которое могло бы освободить человечество от кабалы нефтяных магнатов, Стенли Мейер был убит, а труды его многолетних изысканий пропали неизвестно куда. Тем не менее сохранились отдельные записи учёного, на основании которых изобретатели многих стран мира пытаются строить подобные установки. И надо сказать, небезуспешно.

Преимущества газа Брауна как источника энергии

  • Вода, из которой получают HHO, является одним из наиболее распространённых веществ на нашей планете.
  • При сгорании этого вида топлива образуется водяной пар, который можно обратно конденсировать в жидкость и повторно использовать в качестве сырья.
  • В процессе сжигания гремучего газа не образуется никаких побочных продуктов, кроме воды. Можно сказать, что нет более экологичного вида топлива, чем газ Брауна.
  • При эксплуатации водородной отопительной установки выделяется водяной пар в количестве, достаточном для поддержания влажности в помещении на комфортном уровне.

Вам также может быть интересен материал о том, как соорудить самостоятельно газовый генератор: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotly/gazogenerator-na-drovakh-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.html

Область применения

Сегодня электролизёр — такое же привычное устройство, как и генератор ацетилена или плазменный резак. Изначально водородные генераторы использовались сварщиками, поскольку носить за собой установку весом всего несколько килограмм было намного проще, чем перемещать огромные кислородные и ацетиленовые баллоны. При этом высокая энергоёмкость агрегатов решающего значения не имела — всё определяло удобство и практичность. В последние годы применение газа Брауна вышло за рамки привычных понятий о водороде, как топливе для газосварочных аппаратов. В перспективе возможности технологии очень широки, поскольку использование HHO имеет массу достоинств.

  • Сокращение расхода горючего на автотранспорте. Существующие автомобильные генераторы водорода позволяют использовать HHO как добавку к традиционному бензину, дизелю или газу. За счёт более полного сгорания топливной смеси можно добиться 20 – 25 % снижения потребления углеводородов.
  • Экономия топлива на тепловых электростанциях, использующих газ, уголь или мазут.
  • Снижение токсичности и повышение эффективности старых котельных.
  • Многократное снижение стоимости отопления жилых домов за счёт полной или частичной замены традиционных видов топлива газом Брауна.
  • Использование портативных установок получения HHO для бытовых нужд — приготовления пищи, получения тёплой воды и т. д.
  • Разработка принципиально новых, мощных и экологичных силовых установок.

Генератор водорода, построенный с использованием «Технологии водяных топливных ячеек» С. Мейера (а именно так назывался его трактат) можно купить — их изготовлением занимается множество компаний в США, Китае, Болгарии и других странах. Мы же предлагаем изготовить водородный генератор самостоятельно.

Видео: Как правильно обустроить водородное отопление

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Приступая к изготовлению водородной топливной ячейки, надо обязательно изучить теорию процесса образования гремучего газа. Это даст понимание происходящего в генераторе, поможет при настройке и эксплуатации оборудования. Кроме того, придётся запастись необходимыми материалами, большинство из которых будет нетрудно найти в торговой сети. Что же касается чертежей и инструкций, то мы постараемся раскрыть эти вопросы в полном объёме.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Самодельная установка для получения газа Брауна состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для их питания, водяного затвора и соединительных проводов и шлангов. В настоящее время существует несколько схем электролизёров, использующих в качестве электродов пластины или трубки. Кроме того, в Сети можно найти и установку так называемого сухого электролиза. В отличие от традиционной конструкции, в таком аппарате не пластины устанавливаются в ёмкость с водой, а жидкость подаётся в зазор между плоскими электродами. Отказ от традиционной схемы позволяет значительно уменьшить габариты топливной ячейки.

 

В работе можно использовать чертежи и схемы рабочих электролизёров, которые можно адаптировать под собственные условия.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления топливной ячейки практически никаких специфичных материалов не требуется. Единственное, с чем могут возникнуть сложности, так это электроды. Итак, что надо подготовить перед началом работы.

  1. Если выбранная вами конструкция представляет собой генератор «мокрого» типа, то понадобится герметичная ёмкость для воды, которая одновременно будет служить и корпусом реактора. Можно взять любой подходящий контейнер, главное требование — достаточная прочность и газонепроницаемость. Разумеется, при использовании в качестве электродов металлических пластин лучше использовать прямоугольную конструкцию, к примеру, тщательно загерметизированный корпус от автомобильного аккумулятора старого образца (чёрного цвета). Если же для получения HHO будут применяться трубки, то подойдёт и вместительная ёмкость от бытового фильтра для очистки воды. Самым же лучшим вариантом будет изготовление корпуса генератора из нержавеющей стали, например, марки 304 SSL.

    Электродная сборка для водородного генератора «мокрого» типа

    При выборе «сухой» топливной ячейки понадобится лист оргстекла или другого прозрачного пластика толщиной до 10 мм и уплотнительные кольца из технического силикона.

  2. Трубки или пластины из «нержавейки». Конечно, можно взять и обычный «чёрный» металл, однако в процессе работы электролизёра простое углеродистое железо быстро корродирует и электроды придётся часто менять. Применение же высокоуглеродистого металла, легированного хромом, даст генератору возможность работать длительное время. Умельцы, занимающиеся вопросом изготовления топливных ячеек, длительное время занимались подбором материала для электродов и остановились на нержавеющей стали марки 316 L. К слову, если в конструкции будут использоваться трубки из этого сплава, то их диаметр надо подобрать таким образом, чтобы при установке одной детали в другую между ними был зазор не более 1 мм. Для перфекционистов приводим точные размеры:
    — диаметр внешней трубки — 25.317 мм;
    — диаметр внутренней трубки зависит от толщины внешней. В любом случае он должен обеспечивать зазор между этими элементами равный 0.67 мм.

    От того, насколько точно будут подобраны параметры деталей водородного генератора, зависит его производительность

  3. ШИМ-генератор. Правильно собранная электрическая схема позволит в нужных пределах регулировать частоту тока, а это напрямую связано с возникновением резонансных явлений. Другими словами, чтобы началось выделение водорода, надо будет подобрать параметры питающего напряжения, поэтому сборке ШИМ-генератора уделяют особое внимание. Если вы хорошо знакомы с паяльником и сможете отличить транзистор от диода, то электрическую часть можно изготовить самостоятельно. В противном случае можно обратиться к знакомому электронщику или заказать изготовление импульсного источника питания в мастерской по ремонту электронных устройств.

    Импульсный блок питания, предназначенный для подключения к топливной ячейке, можно купить в Сети. Их изготовлением занимаются небольшие частные компании в нашей стране и за рубежом.

  4. Электрические провода для подключения. Достаточно будет проводников сечением 2 кв. мм.
  5. Бабблер. Этим причудливым названием умельцы обозвали самый обычный водяной затвор. Для него можно использовать любую герметичную ёмкость. В идеале она должна быть оборудована плотно закрывающейся крышкой, которая при возгорании газа внутри будет мгновенно сорвана. Кроме того, рекомендуется между электролизёром и бабблером устанавливать отсекатель, который будет препятствовать возвращению HHO в ячейку.

    Конструкция бабблера

  6. Шланги и фитинги. Для подключения генератора HHO понадобятся прозрачная пластиковая трубка, подводящий и отводящий фитинг и хомуты.
  7. Гайки, болты и шпильки. Они понадобятся для крепления частей электролизёра между собой.
  8. Катализатор реакции. Для того чтобы процесс образования HHO шёл интенсивнее, в реактор добавляют гидроксид калия KOH. Это вещество можно без проблем купить в Сети. На первое время будет достаточно не более 1 кг порошка.
  9. Автомобильный силикон или другой герметик.

Заметим, что полированные трубки использовать не рекомендуется. Наоборот, специалисты рекомендуют обработать детали наждачной бумагой для получения матовой поверхности. В дальнейшем это будет способствовать увеличению производительности установки.

Инструменты, которые потребуются в процессе работы

Прежде чем приступить к постройке топливной ячейки, подготовьте такие инструменты:

  • ножовку по металлу;
  • дрель с набором свёрл;
  • набор гаечных ключей;
  • плоская и шлицевая отвёртки;
  • угловая шлифмашина («болгарка») с установленным кругом для резки металла;
  • мультиметр и расходомер;
  • линейка;
  • маркер.

Кроме того, если вы будете самостоятельно заниматься постройкой ШИМ-генератора, то для его наладки потребуется осциллограф и частотомер. В рамках данной статьи мы этот вопрос поднимать не будем, поскольку изготовление и настройка импульсного блока питания лучше всего рассматривается специалистами на профильных форумах.

Обратите внимание на статью, в которой приведены другие источники энергии, которую можно использовать для обустройства отопления дома: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Инструкция: как сделать водородный генератор своими руками

Для изготовления топливной ячейки возьмём наиболее совершенную «сухую» схему электролизёра с использованием электродов в виде пластин из нержавеющей стали. Представленная ниже инструкция демонстрирует процесс создания водородного генератора от «А» до «Я», поэтому лучше придерживаться очерёдности действий.

Схема топливной ячейки «сухого» типа

  1. Изготовление корпуса топливной ячейки. В качестве боковых стенок каркаса выступают пластины оргалита или оргстекла, нарезанные по размеру будущего генератора. Надо понимать, что размер аппарата напрямую влияет на его производительность, однако, и затраты на получение HHO будут выше. Для изготовления топливной ячейки оптимальными будут габариты устройства от 150х150 мм до 250х250 мм.
  2. В каждой из пластин просверливают отверстие под входной (выходной) штуцер для воды. Кроме того, потребуется сверление в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для соединения элементов реактора между собой.

    Изготовление боковых стенок

  3. Воспользовавшись угловой шлифовальной машиной, из листа нержавеющей стали марки 316L вырезают пластины электродов. Их размеры должны быть меньше габаритов боковых стенок на 10 – 20 мм. Кроме того, изготавливая каждую деталь, необходимо оставлять небольшую контактную площадку в одном из углов. Это понадобится для соединения отрицательных и положительных электродов в группы перед их подключением к питающему напряжению.
  4. Для того чтобы получать достаточное количество HHO, нержавейку надо обработать мелкой наждачной бумагой с обеих сторон.
  5. В каждой из пластин сверлят два отверстия: сверлом диаметром 6 — 7 мм — для подачи воды в пространство между электродами и толщиной 8 — 10 мм — для отвода газа Брауна. Точки сверлений рассчитывают с учётом мест установки соответствующих подводящих и выходного патрубков.

    Вот такой комплект деталей необходимо подготовить перед сборкой топливной ячейки

  6. Начинают сборку генератора. Для этого в оргалитовые стенки устанавливают штуцеры подачи воды и отбора газа. Места их присоединений тщательно герметизируют при помощи автомобильного или сантехнического герметика.
  7. После этого в одну из прозрачных корпусных деталей устанавливают шпильки, после чего начинают укладку электродов.

    Укладку электродов начинают с уплотняющего кольца

    Обратите внимание: плоскость пластинчатых электродов должна быть ровной, иначе элементы с разноимёнными зарядами будут касаться, вызывая короткое замыкание!

  8. Пластины нержавеющей стали отделяют от боковых поверхностей реактора при помощи уплотнительных колец, которые можно сделать из силикона, паронита или другого материала. Важно только, чтобы его толщина не превышала 1 мм. Такие же детали используют в качестве дистанционных прокладок между пластинами. В процессе укладки следят, чтобы контактные площадки отрицательных и положительных электродов были сгруппированы в разных сторонах генератора.

    При сборке пластин важно правильно ориентировать выходные отверстия

  9. После укладки последней пластины устанавливают уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывают второй оргалитовой стенкой, а саму конструкцию скрепляют при помощи шайб и гаек. Выполняя эту работу, обязательно следят за равномерностью затяжки и отсутствием перекосов между пластинами.

    При финальной затяжке обязательно контролируют параллельность боковых стенок. Это позволит избежать перекосов

  10. При помощи полиэтиленовых шлангов генератор подключают к ёмкости с водой и бабблеру.
  11. Контактные площадки электродов соединяют между собой любым способом, после чего к ним подключают провода питания.

    Собрав несколько топливных ячеек и включив их параллельно, можно получить достаточное количество газа Брауна

  12. На топливную ячейку подают напряжение от ШИМ-генератора, после чего производят настройку и регулировку аппарата по максимальному выходу газа HHO.

Для получения газа Брауна в количестве, достаточном для отопления или приготовления пищи, устанавливают несколько генераторов водорода, работающих параллельно.

Видео: Сборка устройства

Видео: Работа конструкции «сухого» типа

Отдельные моменты использования

Прежде всего, хотелось бы отметить, что традиционный метод сжигания природного газа или пропана в нашем случае не подойдёт, поскольку температура горения HHO превышает аналогичные показатели углеводородов в три с лишним раза. Как вы сами понимаете, такую температуру конструкционная сталь долго не выдержит. Сам Стенли Мейер рекомендовал использовать горелку необычной конструкции, схему которой мы приводим ниже.

Схема водородной горелки конструкции С. Мейера

Вся хитрость этого устройства заключается в том, что HHO (на схеме обозначено цифрой 72) проходит в камеру сжигания через вентиль 35. Горящая водородная смесь поднимается по каналу 63 и одновременно осуществляет процесс эжекции, увлекая за собой наружный воздух через регулируемые отверстия 13 и 70. Под колпаком 40 задерживается некоторое количество продуктов горения (водяного пара), которое по каналу 45 попадает в колонку горения и смешивается с горящим газом. Это позволяет снизить температуру горения в несколько раз.

Второй момент, на который хотелось бы обратить ваше внимание — жидкость, которую следует заливать в установку. Лучше всего использовать подготовленную воду, в которой не содержатся соли тяжёлых металлов. Идеальным вариантом является дистиллят, который можно приобрести в любом автомагазине или аптеке. Для успешной работы электролизёра в воду добавляют гидроксид калия KOH, из расчёта примерно одна столовая ложка порошка на ведро воды.

В процессе работы установки важно не перегревать генератор. При повышении температуры до 65 градусов Цельсия и более электроды аппарата будут загрязняться побочными продуктами реакции, из-за чего производительность электролизёра уменьшится. Если же это всё-таки произошло, то водородную ячейку придётся разобрать и удалить налёт при помощи наждачной бумаги.

И третье, на чём мы делаем особое ударение — безопасность. Помните о том, что смесь водорода и кислорода не случайно назвали гремучей. HHO представляет собой опасное химическое соединение, которое при небрежном обращении может привести к взрыву. Соблюдайте правила безопасности и будьте особенно аккуратны, экспериментируя с водородом. Только в этом случае «кирпичик», из которого состоит наша Вселенная, принесёт тепло и комфорт вашему дому.

Правила безопасности необходимо соблюдать не только при монтаже водородного генератора. При сборке и эксплуатации биореактора тоже нужно быть крайне осторожным, поскольку биогаз взрывоопасен. Подробнее об этом типе установке читайте в следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.

Надеемся, статья стала для вас источником вдохновения, и вы, засучив рукава, приступите к изготовлению водородной топливной ячейки. Разумеется, все наши выкладки не являются истиной в последней инстанции, однако, их вполне можно использовать для создания действующей модели водородного генератора. Если же вы хотите полностью перейти на этот вид отопления, то вопрос придётся изучить более детально. Возможно, именно ваша установка станет краеугольным камнем, благодаря которому закончится передел энергетических рынков, а дешёвое и экологичное тепло войдёт в каждый дом.

Благодаря разносторонним увлечениям пишу на разные темы, но самые любимые — техника, технологии и строительство. Возможно потому, что знаю множество нюансов в этих областях не только теоретически, вследствие учебы в техническом университете и аспирантуре, но и с практической стороны, так как стараюсь все делать своими руками. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Водородный генератор своими руками для отопления дома

Развитие технологий привело к замене классических дровяных печек на котельные агрегаты. В качестве топлива, помимо дров и угля стали использоваться газ, масло, солярка и даже электричество. В последнее время энергию для автономных отопительных систем дополнительно получают с помощью солнечных батарей и геотермальных установок. Учитывая, что неиссякаемым источником энергии является водород, можно попробовать собрать водородный генератор своими руками для получения экологичного топлива.

Водородный генератор своими руками

Принцип работы устройства

Водородный генератор для отопления считается перспективной разработкой, поскольку получать горючее с высокой теплотворной способностью можно из обычной воды. Главная задача — получить чистый водород максимально простым и дешевым способом.

Получение водорода

Традиционно для этих целей используется метод электролиза. Его суть в следующем: в воду, недалеко друг от друга, помещают металлические пластины, которые подключены к источнику высокого напряжения. Вода проводит электрический ток, поэтому при подаче электроэнергии молекулу воды разрывает на составляющие. Высвобождение из каждой молекулы двух атомов водорода и одного атома кислорода позволяет получить так называемый газ Брауна с формулой ННО.

Теплотворная способность газа Брауна составляет 121 МДж/кг. При горении вещества не образуется вредных веществ, а для того, чтобы его использовать в качестве энергоносителя для отопления дома достаточно немного модернизировать стандартный газовый котел. Однако при создании установки для получения водорода своими руками особое внимание следует уделить мерам безопасности — при соединении водорода с кислородом образуется гремучая смесь.

Конструкция генератора

Электролизер, установка для выработки газа Брауна путем электролиза воды в больших объемах, состоит из нескольких ячеек, в которые вмонтированы металлические пластинчатые электроды. Чем больше суммарная площадь поверхности электродов, тем мощнее установка.

Ячейки находятся в герметичной емкости, которая оснащена патрубком для подключения к источнику воды, патрубком для отвода полученного газа, клеммами для подсоединения электропитания. Также генератор снабжен водяным затвором, предотвращающим контакт водорода с кислородом, и защитным клапаном для предотвращения эффекта обратного пламени — газ сгорает только в горелочном устройстве.

Принцип работы водородного генератора

Водородное отопление

Водородное отопление дома требует использования установки с большой площадью электродов, иначе отопительный котел не сможет эффективно нагревать теплоноситель. Применять обычный электролизер, нарастив его габариты, нерентабельно, поскольку на получение водорода будет тратиться больше электроэнергии, чем ушло бы на работу отопительного электрокотла для обогрева дома такой же площади.

Ведутся разработки более эффективных установок для получения водородного топлива без лишних энергозатрат. Известна история американского изобретателя Стенли Мейера, который создал «водородную ячейку», потребляющую в десятки раз меньше электроэнергии по сравнению с традиционными установками. Однако ученому не удалось совершить переворот в современных технологиях — он скоропостижно скончался от отравления, а чертежи установки исчезли.

Над созданием водородного генератора с попытками реализовать идею Мейера трудятся и в технических лабораториях, и в мастерских домашних умельцев во всем мире. Изобретение американского ученого заключалось в создании резонанса раскачивающейся молекулы воды с электрическими импульсами — в этом случае она расщепляется на атомы без использования высокого электрического напряжения.

Радужные перспективы

Водород — крайне перспективный энергоноситель по целому ряду причин:

  1. Он в наличии во всей Вселенной, на Земле занимает десятое место по степени распространенности — энергоресурс можно назвать неисчерпаемым.
  2. Газ не токсичен, не способен причинить вред живым организмам. Важно лишь предпринимать меры безопасности, чтобы исключить утечку с образованием «гремучей смеси» водорода с кислородом.
  3. Продукт горения водорода — обычный водяной пар.
  4. Энергоноситель отличается высокой теплоемкостью, температура горения составляет 3000°С.
  5. При утечке газа он быстро улетучится, не причинив никакого вреда, поскольку в 14 раз легче воздуха. Но поблизости не должно быть открытого огня или искрящей проводки, иначе гремучая смесь взорвется.
  6. Кубический метр водорода обладает теплотворной способностью 13000 Дж.
Преимущества водородного отопления

Водород как энергоноситель — сфера применения

Водород высоко оценивается как энергоноситель и активно используется, к примеру, в качестве топлива для космических ракет. Используются разные способы его получения в промышленных масштабах. В основном это газификация угля или нефтепродуктов, конверсия метана и его гомологов. Такой дешевый водород нельзя рассматривать как экологичное топливо, поскольку его добыча связана с вредными выбросами в атмосферу. Электролиз воды для получения водорода в больших объемах, применяется только в Норвегии, где имеется избыток дешевой электроэнергии.

Компактный электрический газогенератор нашел применение в сфере газорезки. Оборудование, производящее водород, удобнее в использовании по сравнению с баллонным газом — нет необходимости транспортировать тяжелые баллоны, зависеть от поставок сжиженного газа и т.д. Но в угоду удобству была принесена экономия — для электролитического процесса требуется достаточно много электроэнергии, в итоге стоимость энергоносителя существенно возрастает. При этом разница в стоимости купленного и произведенного водорода во многом компенсируется отсутствием затрат на его доставку.

Водородные отопительные котлы

На многих сайтах, посвященных системам отопления, можно встретить информацию о том, что водород составляет достойную конкуренцию природному газу в качестве энергоносителя для отопительного котла. Упор делается на то, что смонтировав генератор водорода, вы получаете возможность тратить на отопление не больше средств, чем на газовое, при этом не придется оформлять множество документов и платить серьезные суммы за подключение дома к центральной газовой сети.

На основании вышеизложенного в статье можно сделать выводы, что себестоимость водорода низка только при его промышленном производстве. То есть, получение топлива электролизом заведомо обойдется дороже, и ориентироваться на завлекательные цифры стоимости килограмма сжиженного водорода не имеет смысла.

Рассмотрим котельное оборудование, представленное на рынке. Выпуском водородных котлов занимается итальянская компания Giacomini, которая специализируется в сфере альтернативной энергетики. Также аналогичные агрегаты изготавливают некоторые китайские компании, успешно скопировавшие технологию.

Водородный котел на твердом топливе

Разработки компании Giacomini направлены на создание отопительного оборудования, которое было бы полностью безопасно для окружающей среды.

Водородный котел этой компании относится к указанной категории — его работа связана с выделением водяного пара, какие-либо вредные выбросы отсутствуют. В качестве энергоносителя используется водород, при этом его добывают путем электролиза.

Однако стоит обратить особое внимание на принцип действия этого котла. Полученный в системе водород не сжигается, он вступает в реакцию с кислородом в присутствии катализатора. В результате выделяется тепловая энергия, которой достаточно для нагрева отопительного контура до 40°С.

То есть, водородные котлы, которые предлагается приобрести по солидной цене, подходят лишь для использования в качестве теплогенератора для контура водяного пола, плинтусного или потолочного отопления.

Можно сделать вывод, что мировые производители котельного оборудования не нашли приемлемого технического решения, чтобы создать эффективный отопительный котел, способный использовать тепловую энергию сжигаемого водорода. Или рассчитали, что такой вариант нерентабелен.

Изготовление генератора собственными силами

В сети Интернет можно найти немало инструкций, как сделать водородный генератор. Следует отметить, что собрать такую установку для дома своими руками вполне реально — конструкция достаточно проста.

Компоненты водородного генератора своими руками для отопления в частном доме

Но что вы будете делать с полученным водородом? Еще раз обратите внимание на температуру горения этого топлива в воздухе. Она составляет 2800-3000°С. Если учесть, что при помощи горящего водорода режут металлы и другие твердые материалы, становится понятно, что установить горелку в обычный газовый, жидкотопливный или твердотопливный котел с водяной рубашкой не получится — он попросту прогорит.

Умельцы на форумах советуют выложить топку изнутри шамотным кирпичом. Но температура плавления даже лучших материалов данного типа не превышает 1600°С, долго такая топка не выдержит. Второй вариант — использование специальной горелки, которая способна понизить температуру факела до приемлемых величин. Таким образом, пока не найдете такую горелку, не стоит начинать монтировать самодельный водородный генератор.

Советы по сборке и эксплуатации генератора

Решив вопрос с котлом, выберите подходящую схему и инструкцию на тему, как сделать водородный генератор для отопления частного дома.

Самодельное устройство будет эффективным только при условии:

  • достаточной площади поверхности пластинчатых электродов;
  • правильного выбора материала для изготовления электродов;
  • высокого качества жидкости для электролиза.

Какого размера должен быть агрегат, генерирующий водород в достаточных количествах для отопления дома, придется определять «на глазок» (на основании чужого опыта), либо собрав для начала небольшую установку. Второй вариант практичнее — он позволит понять, стоит ли тратить деньги и время на монтаж полноценного генератора.

В качестве электродов в идеале используются редкие металлы, но для домашнего агрегата это слишком дорого. Рекомендуется выбрать пластины из нержавеющей стали, желательно ферромагнитной.

Конструкция водородного генератора

К качеству воды предъявляются определенные требования. Она не должна содержать механические загрязнения и тяжелые металлы. Максимально эффективно генератор работает на дистиллированной воде, но для удешевления конструкции можно ограничиться фильтрами для очистки воды от ненужных примесей. Чтобы электрическая реакция протекала интенсивнее, в воду добавляют гидроксид натрия в соотношении 1 столовая ложка на 10 л воды.

Экономический вопрос

Прежде чем начать подробно разбираться, как сделать водородный генератор, желательно вспомнить школьный курс физики. Все преобразования происходят с потерей энергии, то есть, затраты электроэнергии на получение водорода не окупятся тепловой мощностью при сжигании полученного топлива.

Если учесть, что сжигать водород с максимальной температурой и теплоотдачей в домашних условиях попросту невозможно, становится понятным, что реальные потери будут даже выше тех, что рассчитаны для идеальных условий.

Итак, использовать водородный генератор, сделанный для отопления своими руками, не имеет никакого смысла, если у вас нет доступа к бесплатной электроэнергии. Установить для отопления дома электрический котел и тратить электроэнергию напрямую, без сложных преобразований, обойдется вам в 2-3 раза дешевле. Кроме того, электрокотел полностью безопасен, а эксплуатация кустарной установки грозит взрывом при несоблюдении правил монтажа и эксплуатации.

Очевидно, что получение дешевого водорода экологически чистым способом, к которым относится электролиз, — это вопрос будущего, над которым сегодня работают ученые в передовых странах мира.

принцип действия, описание материалов, схема

Уменьшение мировых ресурсов природного газа заставило человечество искать другие варианты энергоносителей — недорогих, доступных и эффективных. В числе наиболее перспективных вариантов – водород. Один из главных химических элементов в составе простой воды сгорает, выделяя в три раза больше тепла, чем дает природный газ. Его природные запасы неисчерпаемы, а вред для окружающей среды при сгорании — нулевой. Те, кто хочет на личном опыте убедиться в преимуществе альтернативного тепла, могут самостоятельно сделать водородный генератор и использовать его для отопления дома в зимнее время.

Особенности получения водорода, на котором работает генератор

При всех своих многочисленных достоинствах, водород имеет существенный недостаток – он встречается в природе только в виде химических соединений. Для получения чистого вещества нужно найти дешевый и эффективный способ его извлечения. Наиболее доступный источник водорода – обычная вода, где вещество находится в окисленном виде. После многолетних поисков и опытов удалось найти техническое решение для расщепления воды методом электролиза. Специальные устройства – электролизеры – сегодня применяются в ходе газосварочных работ, где воздействие на металл осуществляется с помощью горячей газовой смеси.

Принцип действия сварочного аппарата наглядно иллюстрирует эффективность и высокую теплоотдачу водорода. На металлические пластины устройства, погруженные в воду, подается электрический ток. Реакция электролиза расщепляет воду на кислород и чистый водород с паром. Последний отделяют от чистого вещества в сепараторе, после чего газ поступает на сжигание. Выделяемая тепловая энергия с легкостью разрезает даже твердый металлический сплав.

Главное условие бесперебойной работы электролизера – постоянное пополнение запасов воды для последующего хода процесса электролиза. Специальный датчик замеряет ее уровень, давая сигнал на впрыск дополнительного объема по мере уменьшения рабочего запаса жидкости. Чтобы избежать резкого возрастания давления и возгорания устройства, в конструкции предусмотрены аварийный выключатель и дополнительный клапан для избыточного давления. Исключить случайное воспламенение водорода в случае его обратного хода позволяет наличие специального клапана, направляющего газ только в одну сторону.

Как собрать водородный генератор своими руками? Схема устройства и рекомендации по сборке

Многочисленные варианты водородных генераторов для отопления частного дома, созданных домашними умельцами, часто оказываются неэффективны и не всегда выдерживают критику в плане соотношения затрат и фактической экономии на отоплении. Но есть и исключения. Ниже представлена схема устройства, которое можно изготовить в домашних условиях. Оно успешно проверено на практике и готово стать новым источником тепла в доме.

Согласно представленному чертежу, электролизер водородного генератора своими руками собран из нескольких металлических пластин, стянутых болтами в единую конструкцию. Изоляционные прокладки и наружные детали изготовлены из диэлектрика. В обкладку вмонтирован штуцер, от которого идет труба для подачи газовой смеси последовательно в каждый из двух сосудов с водой. В них происходит накопление и очистка водорода для его последующей подачи на сгорание под давлением. Повысить эффективность реакции электролиза удается за счет пластин из нержавеющей стали с титановым покрытием. Такой металлический сплав выступает катализатором химической реакции расщепления воды на составляющие элементы.

Размеры металлических электродов могут выбираться произвольно. Но стоит помнить: чем больше их площадь, тем выше будет производительность устройства. С другой стороны, обслуживание слишком крупного генератора в домашних условиях крайне затруднено. Большое количество электродов дает быстрое и эффективное расщепление воды, но при этом – потребляет больше электроэнергии. Ток подается через провода, подключенные к источнику питания. Можно поработать с напряжением, подавая его разные объемы через регулируемый блок питания и отмечая результат каждого изменения.

В качестве емкости для электролизера можно использовать пластиковый бак водяного фильтра или любое другое аналогичное приспособление достаточного объема, чтобы в нем можно было разместить систему электродов. Важно, чтобы конструкция закрывалась плотной крышкой – для удачного протекания реакции электролиза герметизация системы обязательна. Все провода и трубки подводятся и выводятся из устройства через небольшие отверстия в крышке.

После сборки конструкции согласно предлагаемой схеме следует протестировать ее с соблюдением требований личной и противопожарной безопасности. Обязательно стоит предусмотреть контроль необходимого уровня воды, чтобы своевременно пополнять ее запасы.

Как сделать водородный котел отопления своими руками?

Уже давно прошло время, когда обогрев частного загородного дома осуществлялся только лишь сжиганием в печи дров ли угля. Нынешние отопительные агрегаты используют различные виды топлива. Но постоянный рост цен на топливо, вынуждает идти на поиски более дешевых вариантов отопления. Но буквально у нас под носом лежит неиссякаемый источник энергии – водород. И в данной статье мы расскажем, как в качестве топлива можно использовать обычную воду, собрав водородный котел отопления своими руками.

Конструкция и принцип работы водородного генератора

Применение водорода в виде топлива для обогрева жилища – довольно заманчивая идея, ведь его теплотворность составляет 33,2 кВт/м3, в то время как у природного газа она всего 9,3кВт/м3, а это более чем в 3 раза. Теоретически добыть водород можно из воды, для того чтобы его потом сжечь в котле, можно воспользоваться водородным генератором для отопления дома.

Как энергоноситель с водородом ничто не может сравниться, а его запасы практически бесконечны. Как уже говорилось выше, при сгорании водород выделяет очень много тепловой энергии, намного больше, чем любое углеродосодержащее топливо. Вместо вредных выбросов в атмосферу, которые выделяются при использовании природного газа, водород, сгорая, образует обычную воду в виде пара. Только есть одна проблема, данный элемент не встречается в природе в чистом виде, а только в соединении с другими веществами.

Одним из таких соединений является обычная вода, которая представляет собой окисленный водород. Для того чтобы расщепить на составляющие ее элементы многие ученые потратили не один год. И не безрезультатно, техническое решение по выделению из воды ее составляющих все же было найдено. Это так называемая химическая реакция электролиза, в результате которой вода распадается на кислород и водород, получаемую смесь прозвали гремучим газом или газом Брауна.

Ниже можно увидеть схему водородного генератора (электролизера), который работает от электричества:

Электролизеры поставлены на серийное производство и служат для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной частоты и силы подается на группы металлических пластин, которые погружены в воду. Из-за протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром.

Для того чтобы отделить газы от пара все пропускается через сепаратор, после которого подается на горелку. Чтобы предотвратить обратный удар и взрыв, на подаче монтируется клапан, который пропускает горючее только в одну сторону.

Водородная установка для обогрева жилища включает в себя следующие составляющие: котел и трубы диаметром 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы можно установить дома своими руками, но необходимо выполнить одно условие – после каждого разветвления диаметр должен уменьшаться.

Диаметр уменьшается по следующему принципу – труба D32, труба D25. После разветвления – D20, и последней монтируется труба D16. При соблюдении этого условия водородная горелка будет работать качественно и эффективно.

Для того чтобы следить за уровнем воды и своевременно подпитывать ею устройство, в конструкции есть специальный датчик, который отдает команду в нужный момент и вода впрыскивается в рабочее пространство электролизера. Для того чтобы давление не подпрыгивало до критической точки внутри сосуда, агрегат оборудуется аварийным выключателем и сбросным клапаном. Для обслуживания генератора водорода, необходимо только время от времени добавлять воду и все.

Преимущества водородного отопления

У водородного отопления есть несколько серьезных достоинств, которые влияют на распространенность системы:

  1. Экологически чистые системы. Единственный побочный продукт, который выбрасывается в атмосферу во время работы – вода в парообразном состоянии. Что никоим образом не вредит окружающей среде.
  2. Водород в системе отопления работает без применения огня. Тепло образуется из-за каталитической реакции. При соединении водорода с кислородом, образуется вода. Из-за этого идет большое выделение тепла. Сам поток тепла, температура которого равняется около 40оС, идет в теплообменник. Для системы теплый пол – это идеальный температурный режим.
  3. Довольно скоро отопление на водороде своими руками сможет вытеснить традиционные системы, тем самым освободив человечество от добычи других видов топлива – нефти, газа, угля и дров.
  4. Минимальный срок службы – 15 лет.
  5. КПД отопления частного дома водородом может достигать 96%.

Добыча водорода – это вполне доступный процесс. Все, на что необходимо будет тратиться это электричество. А при использовании генератора отопления включить в работу системы еще и солнечные батарею, то траты на электроэнергию можно свести к минимуму. Исходя из этого, можно заключить что, эта система наиболее экологически чистая и эффективная для отопления жилища.

Как собрать генератор водорода собственноручно?

Зачастую котел, работающий на водороде, используется для обогрева полов. Эти системы в наше время встречаются самой разной мощности. Мощность котлов бывает самая разная, начиная от 27Вт и до бесконечности. Можно взять один очень мощный котел для обогрева сразу всего дома, а можно несколько небольших. Устанавливаются они своими силами, но, как сделать водородный генератор своими руками?

Прежде чем начать сооружать топливную ячейку необходимо иметь под руками следующие инструменты:

  • ножовку по металлу;
  • дрель с набором свёрл;
  • набор гаечных ключей;
  • плоская и шлицевая отвёртки;
  • угловая шлифмашина («болгарка») с установленным кругом для резки металла;
  • мультиметр и расходомер;
  • линейка;
  • маркер.

Более того, если вы решите самостоятельно заниматься сооружением ШИМ-генератора, то для его настройки понадобятся осциллограф и частотомер.

Для того чтобы изготовить водородный генератор для отопления частного дома рассмотрим абсолютно «сухую» схему электролизера с применением электродов из пластин нержавеющей стали.

Представленная ниже инструкция показывает процесс конструирования водородного генератора:

  1. Сооружение корпуса топливной ячейки. Роль боковых стенок каркаса играют пластины оргалита или оргстекла, нарезанные по размеру будущего генератора. Стоит заметить, что он размеров агрегата напрямую зависит его производительность, но и затраты на получение ННО будут намного выше. Для сооружения топливной ячейки оптимальными являются габариты от 150×150 мм до 250×250 мм.
  2. В каждой из платин сверлятся отверстия под входной и выходной штуцера для воды. Кроме этого, необходимо сверление в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для того чтобы соединить элементы реактора между собой.
  3. С помощью болгарки из листа нержавейки марки 316L, вырезают пластины электродов. Они по размеру должны быть меньше стенок на 10-20 мм. Более того, при изготовлении каждой детали, в одном из углов необходимо оставлять небольшую контактную площадку. Это необходимо для того чтобы соединить отрицательные и положительные электроды в группы перед их подключением к питанию.
  4. Для получения необходимого количества ННО, нержавейку необходимо обработать мелкой наждачной бумагой с двух сторон.
  5. В каждой пластине сверлятся два отверстия: сверлом чей диаметр должен быть 6-7 мм – для подачи в пространство между электродами воды и диаметром 8-10 мм – для отвода газа Брауна. Точки сверления рассчитывают с учетом мест монтажа соответствующих подводящих и выходного патрубков.
  6. Приступают к сборке генератора. Для этого в оргалитовые стенки монтируют штуцеры служащие для подачи воды и отбора газа. Места их присоединений тщательнейшим образом герметизируют автомобильным или сантехническим герметиком.
  7. После этого одну из прозрачных корпусных деталей устанавливают на шпильки, после этого укладывают электроды. Укладка электродов должна начинаться с уплотнительного кольца. Обратите внимание: плоскость электродов должна быть абсолютно ровной, в противном случае элементы с разноименными зарядами будут касаться, что вызовет короткое замыкание!
  8. Пластины нержавейки отделяют от боковых поверхностей реактора с помощью уплотнительных колец, изготовленных из силикона, паронита или других материалов. Важно чтобы он был не толще 1 мм. Подобные детали используют как дистанционные прокладки между пластинами. В процессе укладки следят, чтобы контактные площадки разноименных электродов были сгруппированы по разные стороны генератора.
  9. После того как уложена последняя пластина устанавливают уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывается второй оргалитовой стенкой, а саму конструкцию соединяют с помощью гаек и шайб. Делая эту работу, внимательно следите за равномерностью затяжки и отсутствием перекосов между пластинами.
  10. С помощью полиэтиленовых шлангов генератор подключается к емкости с водой и бабблеру.
  11. Контактные площадки электродов соединяются между собой любым методом, после чего к ним подводят провода питания.
  12. На топливную ячейку подается напряжение от ШИМ-генератора, после чего приступают к настройке и регулировке аппарата по максимальному выходу газа ННО.

Для того чтобы получить газ Брауна в необходимом количестве которое будет достаточным для приготовления пищи и отопления, устанавливают несколько генераторов водорода которые работают параллельно.

Рекомендации по эксплуатации котла на водороде

  1. Самостоятельно модернизировать подобное оборудование, даже при наличии подробного и профессионального инженерного чертежа – категорически запрещается. Это может поспособствовать вероятности утечки водородной смеси из генератора в открытое пространство, что довольно опасно.
  2. Рекомендуется смонтировать специальные датчики температурного режима внутри теплообменника, это даст возможность следить за вероятным превышением уровня температуры нагрева воды.
  3. В саму конструкцию горелки можно включить запорную арматуру, которая будет подключена непосредственно к самому датчику температуры. Необходимо также обеспечить нормированное охлаждение котла.
  4. И наконец, на чем необходимо сделать особое ударение это безопасность. Необходимо помнить о том, что смесь водорода и кислорода не зря назвали гремучей. ННО это опасное химическое соединение, которое при небрежном обращении может повлечь взрыв. Следуйте правилам безопасности и будьте предельно аккуратны в экспериментах с водородом.

При правильном обращении водородный котел может прослужить не 15 лет, как это обычно положено, а 20 или даже 30. Однако помните, что чем больше мощность котла, тем больше расход электроэнергии!

Водородный генератор — это ваши собственные руки и из чего он состоит. Изготовление водородного генератора своими руками. Область применения и преимущества

Цена на горючее растет с каждым годом и не до конца не видно роста и не до края. Поэтому вопрос экономии достаточно актуален, особенно при нынешней ситуации в стране. В связи с кризисом задумался, как сэкономить на бензине. Некоторые водители для этого давно уже установили газобаллонное оборудование, давно перешли с бензина на газ, но экономить этот маневр не особо помогает.Как оказалось, есть еще один способ использовать меньше топлива — это генератор водорода для автомобиля. Нет, это не значит, что автомобиль будет работать на водороде и вы откажетесь от бензина, но это действительно снизит исходное количество потребляемого топлива за счет создания водородно-газовой смеси.

Что познакомить читателя с кейсом Сначала я расскажу, как работает водородный генератор на автомобиль. Название должно исходить от идеи, что это устройство что-то генерирует, превращая одно вещество в другое.Генератор водорода — это устройство, в котором происходит химическая реакция водорода с кислородом, в результате которой возникает электрический ток.

Принцип работы следующий: с одной стороны, на анод подается водород, а на катод — из воздуха. Поскольку анод представляет собой платиновый катализатор, он расщепляет атомы водорода, в результате получаются положительно заряженные ионы и протоны с отрицательным зарядом. Полимерная мембрана, расположенная между катодом и анодом, пропускает только через себя только ионы водорода.Куда деваться электронам с отрицательным зарядом? Они находят другой путь — приходят к катоду, проделывая путь по внешней цепи, создавая при этом электрический ток.

Находясь на катоде, частицы водорода вступают в реакцию с кислородом. В результате образуется вода, которая выводится наружу. Генератор состоит из ячеек, одна из ячеек выдает до 1,16 вольт. Этого, конечно, недостаточно для запуска машины. Поэтому генератор водорода для автомобиля имеет конструкцию, которая представляет собой большое количество отдельных ячеек.Мощность зависит от количества ячеек, а также от размера мембраны.

Это экономично?

Водородный генератор экономит количество топлива, используемого как в городском режиме, так и на трассе. Показатель экономии зависит от мощности генератора и от модели автомобиля. Если у вас есть опрос водителей, которые используют эту установку, вы можете понять, что экономия топлива при использовании водородного генератора составляет от 15 до 30 процентов. Но необходимо знать, что его использование способствует не только экономии топлива, но и оказывает некоторое влияние на работу автомобиля, а это не всегда влияет положительно.

Простой генератор своими руками

В целях экономии топлива можно использовать водородный генератор, который фактически собирается самостоятельно. Итак, соберем устройство и сэкономим.
Для его сбора необходимо запастись необходимым материалом и деталями:


Для создания генератора нужно взять емкость и поместить в нее пластины. Чтобы емкость не повредилась при встряхивании, ее корпус должен быть прочным. Для застывания на поверхность емкости можно наклеить полоски из оргстекла или сделать ребра из полиэтилена.

В крышке емкости проделайте отверстия и проложите провода к пластине. Лучше сделать крышку быстросохнущей, чтобы в будущем обеспечить беспрепятственное пополнение воды, но не забывайте, что крышка должна быть герметично закрыта. В качестве герметичного материала можно использовать силиконовую прокладку толщиной не более 1 миллиметра. Так вы избежите потери газа.

Для подачи газа во впускной коллектор необходимо проделать отверстие в крышке и подсоединить к нему трубку. А чтобы избежать потерь электроэнергии, желательно использовать качественный изоляционный материал.Далее нужно собрать блок управления. Для этого необходимо немного разбираться в принципах электроники.

Если навыков нет, можно заказать блок у специалиста (все равно дешевле, чем покупать в магазине). Блок управления самостоятельно регулирует силу тока, которая должна подаваться на пластины в зависимости от работы мотора. Первоначально опытными попытками выставить силу тока на пластинах в режиме холостого хода и на максимальной скорости вращения.Так вы создадите границы минимального и максимального генератора.

Есть еще и ручной генератор, но гораздо удобнее использовать автоматизированный. После того, как генератор установлен, необходимо внимательно проверить все соединения на пропадание. Проверить можно с помощью мыльной пены. На соединение нанесена пена, и в случае протечки вокруг нее будут выступать пузырьки. Утечка влияет не только на вашу первоначальную цель — экономия средств, но и утечка водорода может стать причиной возгорания автомобиля.

Дам несколько попутных советов: Можно подключить второй танк для апгрейда.Он прикреплен чуть ниже первого. Емкости необходимо совмещать с двумя трубками. Одна трубка используется для подачи воды, а вторая — для отвода газов. Второй резервуар используется скорее как хранилище, а первый выполняет основную работу.

Все соединения должны быть плотно соединены. В противном случае произойдет их нагрев, а в результате нагрева могут возникнуть пружины.

Чтобы сэкономить на топливе, не нужно много знать. В этом вам поможет водородный генератор.Важно понимать, что при работе генератора газ образуется, а газ является взрывоопасным. Поэтому необходимо с максимальной ответственностью отнестись к этому процессу. Желаю удачи и больших сбережений.

Видео «водородный генератор для авто своими руками»

Запись показывает, как в домашних условиях можно сделать водородный генератор для авто.

Науке известно только одно абсолютно чистое топливо — это водород, который используется в космической отрасли.В процессе горения водорода образуются соединения с кислородом, то есть вода. Запасы этого топлива неисчерпаемы, так как он наравне с гелием является основным «строительным материалом» во Вселенной.

Сегодня мы расскажем о генераторах водорода, которые в последнее время приобретают все большую популярность благодаря доступной стоимости и экологичности.

Отличительные особенности водородного нагрева

Этот вид нагрева основан на выделении огромного количества тепловой энергии в результате контакта молекул кислорода и водорода.Что характерно, единственным побочным продуктом в этом случае является дистиллированная вода. И для реализации этого принципа на практике были произведены самые разные разработки по созданию водородного отопительного котла (речь идет о промышленных моделях).

Такие устройства различались по габаритам, поэтому для установки требовалось много места. Да и КПД таких котлов был не самым высоким — около 80 процентов. Но с тех пор устройство многократно совершенствовалось и в результате мы получили котел домашнего отопления, работающий по такому принципу.Для его нормальной работы необходимо соблюдать лишь несколько важных условий.

  • Наличие постоянного источника питания. В основе генераторов лежит реакция электролиза, которая, как известно, без электричества невозможна.
  • Постоянное подключение к источнику воды. Часто для этого используют водопровод, хотя удельный расход устройства зависит, конечно, от его мощности.
  • Катализатор требует регулярной замены. Частота этой замены зависит, как и предыдущий показатель, от мощности, а также от характеристик конкретной модели.

А если сравнивать водородное оборудование, например, с газовым, то оно менее требовательно по безопасности. Но все дело в том, что реакции формируются и исключительно внутри генератора. От человека, как от пользователя, нужен только визуальный контроль над основными показателями.

Устройство водородного генератора

А теперь вы познакомитесь более подробно с водородным отоплением дома. И суть его, как уже отмечалось, заключается в производстве h3O, этот вариант вполне заслуживает того, чтобы его считали альтернативой природному газу.Что характерно, средняя температура горения в этом случае может достигать 3 тысяч градусов, поэтому потребуется использование специальной водородной горелки в системе отопления. Объясняется это тем, что только такая горелка выдерживает столь значительный нагрев.

Есть несколько компонентов, из которых нагрев водородного типа, вы с ними познакомитесь.

  • Горелка упомянутая выше. Это необходимо для одной простой цели — создать открытый огонь.
  • Генератор водорода — он обрабатывает смесь, разлагая воду на молекулярные компоненты. А чтобы оптимизировать химическую реакцию, в ее процессе могут использоваться катализаторы.
  • Собственно котел. Здесь он служит своеобразным теплообменником. Сама горелка установлена ​​в камере волокна, поэтому теплоноситель в системе и прогревается до нужной температуры.

Примечание! Тем, кто планировал делать водородные генераторы, напоминаем, что для этого им необходимо будет усовершенствовать имеющееся оборудование по указанной ранее схеме.Но это самодельное оборудование более экономично, чем его «магазинные аналоги», купленные за большие деньги.

Сильные стороны водородного нагрева

Положительных качеств, которыми обладает нагрев водородом, много. Именно этим объясняется столь значительная популярность системы.

  • Отличный КПД, которым он характеризуется, может достигать 96 процентов.
  • Экология. Объясняется это тем, что единственный побочный продукт, отходы, если можно так выразиться, — это чистая вода, полученная в газообразном состоянии.А водяной пар, как известно, не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.
  • Для работы в водородной системе пламя не требуется. Тепловая энергия Возникает за счет каталитических химических реакций. Соединяясь с воздухом, водород образует воду, что сопровождается появлением большого количества энергии. Поток тепла (а его температура достигает 40 градусов) подается в теплообменник. Совершенно очевидно, что это наиболее оптимальный вариант для системы «теплый пол».

Слабые стороны

Ознакомившись с преимуществами, переходим к недостаткам водородного отопления.

  • Несмотря на то, что в более развитых странах такой способ обогрева чрезвычайно популярен, в нашей стране ему не уделяют должного внимания. Именно поэтому приобретение и установка этого оборудования настолько проблематичны и связаны с рядом трудностей.
  • Средняя температура в помещении приводит к тому, что водород переходит в газообразное состояние. К тому же это вещество взрывоопасно, в связи с чем его очень сложно транспортировать, особенно на большие расстояния.
  • Баллоны, содержащие водород, должны быть сертифицированы соответствующими экспертами, что требует много времени.

Как установить водородный котел?

На данный момент Многие предпочитают самостоятельно производить водородные генераторы для своих систем отопления. И в этом нет ничего удивительного, ведь «магазинные» аналоги не только очень дороги, но и имеют не слишком высокий КПД. Но если это устройство сделать своими руками, то эффективность его будет на порядок выше.

Есть несколько вариантов, как собрать водородный генератор. Но в любом случае для его изготовления в домашних условиях потребуются следующие расходные материалы.

  • 12-вольтовый источник энергии.
  • Несколько трубок из нержавеющей стали разного диаметра.
  • Резервуар, в котором будет располагаться конструкция.
  • Регулировочная шайба. Важно, чтобы его мощность составляла не менее 30 ампер.

Это основные компоненты, из которых обычно состоят самодельные генераторы водорода.Кроме того, не забываем про резервуар для дистиллированной воды — его наличие тоже обязательно. Вода должна подаваться в герметичную конструкцию с внутренней диалектикой. В такой же конструкции комплект изготовлен из пластин «нержавеющая сталь», прилегающих друг к другу с помощью изоляционного материала. Важно, чтобы на эти пластины подавалось напряжение 12 вольт. Если все сделать правильно, то при подаче воды вода разделится на 2 газообразных элемента.

Примечание! Более эффективным в этом отношении является использование постоянного тока (требуется определенная частота), вырабатываемого генератором типа ШИМ.В этом случае импульсный ток (или переменный) будет заменен на постоянный. В результате эффективность оборудования значительно возрастет.

Какую воду использовать дистиллированную или из-под крана?

Здесь нет ничего сложного. Жидкость для полива можно использовать, но только при отсутствии примесей тяжелых металлов. Но чтобы оборудование работало эффективнее, лучше использовать дистиллированную воду, добавив в нее небольшое количество гидроксида натрия. Соотношение в этом случае должно быть следующим: на столовую ложку гидроксида на каждые десять литров воды.

Какой металл следует использовать?

Спорный вопрос. Так, во многих, в том числе очень авторитетных, источниках говорится, что для водородного нагрева необходимо использовать только редкие металлы. На самом деле это не совсем так, так как вполне можно использовать нержавеющую сталь, о которой мы уже говорили выше. Хотя в идеале это должна быть ферримагнитная сталь. Отличается тем, что не притягивает частицы не нужного мусора. Также отметим, что при выборе металла лучше ориентироваться на «нержавеющую сталь», которая не подвержена окислению.

Как видите, построить водородный котел не так сложно, как кажется. Необходимо только правильно подобрать расходные материалы и внимательно изучить схему системы отопления данного типа. Установив все необходимое оборудование, произведите проверку, чтобы убедиться, что оно действительно качественное и достаточно эффективное.

Видео — Производство водородного генератора

О законе энергосбережения

Этот закон гласит, что все в мире взаимосвязано: если где-то пропадет, то куда-то обязательно прилетит.И так, чтобы электролиз можно было получить с помощью определенного количества электроэнергии, которую Вам все равно придется потратить. А энергия, как известно, получается в основном в результате выделения тепла при сжигании других видов топлива. И даже возьмем чистую энергию, необходимую для выработки электроэнергии, и ту, что дает водород после сгорания, то потери будут вдвое (как минимум!) Даже на самом современном оборудовании. Получается 1/2 средства просто выбросили на ветер. Причем это только затраты, связанные с эксплуатацией, а стоимость оборудования, которое, как уже отмечалось, недешевое, не учитывается.Вспомните хотя бы генераторы водорода.

Если верить исследованиям, проводимым в Америке, цена одного килограмма водорода (а точнее, стоимость его создания) равна:

  • 6,5 долларов при использовании промышленной электросети;
  • 9 долларов при эксплуатации ветрогенераторов;
  • 20 долларов в случае применения солнечных батарей;
  • 2,2 доллара при использовании твердого топлива;
  • 5,5 долларов, если вещество произведено из биомассы;
  • 2.3 доллара, если речь идет об электролизе при высокой температуре, проводимом на АЭС (самый дешевый способ, но самый далекий от обычного бытового использования).

Примечание! Даже самый продвинутый генератор бытового типа существенно уступит по всем параметрам схожий с промышленным устройством. Поэтому с учетом описанных цен нельзя сказать, что водород может составить серьезную конкуренцию. То же самое касается электричества, дизельного топлива и даже тепловых насосов.

Перспективы энергетики с использованием водорода

А теперь попробуем выяснить, действительно ли есть шансы снизить стоимость чистого водорода.Сразу оговорюсь, что шансы на это есть. Во-первых, это технология получения недорогой электроэнергии из возобновляемых источников. Кроме того, в процессе катализа можно использовать более дешевые химические катализаторы. Кстати, такие давно существуют и используются в топливных водородных элементах (речь идет об автомобилях). Хотя и здесь мы снова столкнулись с их слишком высокой стоимостью.

Но технологии все время совершенствуются, наука не стоит на месте.В один прекрасный момент нефть все равно кончится, и людям придется перейти к другому, альтернативному источнику энергии. Но на данный момент и, возможно, в ближайшие десятилетия можно с уверенностью говорить: энергия, использующая сам по себе водород, по-прежнему невыгодна. Исключения составляют только те случаи, когда водород является побочным продуктом любых других процессов технического плана. Конечно, возможны и различные программы поддержки и развития. водородная энергетика, но для этого нужна помощь крупных корпораций и, конечно же, государства.

В заключение

Сложно сказать, какая энергия будет основной — водород, ядерный синтез, использование силы тяжести и так далее. Но специалисты уверяют, что первые электролизные реакторы, способные составить конкуренцию современным атомным, появятся как минимум через двадцать тридцать лет. Некоторые вообще скептически относятся к этому. Но настоящие профессионалы считают, что генераторы водорода скоро станут предметом высоких технологий, а не самоделками из средств, которые мы описали выше. На этом всем теплой зимы!

Один из наиболее удобных и практичных способов производства водорода и его дальнейшего разумного использования — это генератор водорода, так называемая водородная горелка.Но производство водорода в домашних условиях — довольно опасное занятие, потому что прислушивайтесь к описанию Совета.

Самодельный генератор водорода:

Основа водородной горелки — генератор водорода, который представляет собой своеобразную емкость с водой и пластинами из нержавеющей стали. Конструкция I. Подробное описание водородного генератора можно без особых усилий найти на других сайтах, т. К. Я не буду тратить на него печатные обозначения. Хочу передать очень важные тонкости, которые вам очень пригодятся, если вы собираетесь сделать водородную горелку своими руками.


Рисунок №1 — Конструктивная схема Водородная горелка

Суть водородной горелки заключается в получении водорода путем электролиза воды. Вы должны понимать, что в электролизере (емкость для воды и электроды) и поэтому нельзя заливать, что упало, рекомендую использовать дистиллированную воду, но читал, что для более эффективного электролиза добавляется еще едкий натр (не знаю пропорции).

Мой электролизер собран из нержавеющих пластин, резиновых прокладок и двух толстых пластин оргстекла, и внешне это выглядит так:


Рисунок 2 — Электролизер

Электролизер необходимо долить воды ровно наполовину для соблюдения техники безопасности, следить за уровнем жидкости, так как он изменяется с уменьшением его электрических параметров и интенсивностью выделения водорода!

Но прежде чем тратить кучу времени и материалов на сборку электролизера, позаботьтесь о питании к нему.Мой электролизер, например, потребляет ток около 6А при напряжении 8В.

Металлические пластины (электроды) соединяют толстым припоем медной проволокой и толстой медной проволокой (сечением около 4 мм).


Рисунок 2 — Как подключить провода

Также следует понимать, что все должно быть плотно подключено и хорошо дышать, замыкание пластин и искра недопустимы !!!


Рисунок №4 — изоляционные пластины

На самом деле существует множество различных конструкций электролизеров.Поэтому я не хочу акцентировать на нем внимание, хотя это самая основная и трудоемкая деталь для водородной горелки, сама по себе не очень важна (вам подойдет любая ее конструкция).

При работе с водородной горелкой:

Если собираетесь делать водородную горелку, то будьте осторожны! Водород очень взрывоопасен !!! При сборке и работе с водородной горелкой существует множество жизненных тонкостей. Обратите внимание на мой совет — я действительно это сделал и знаю, что говорю.

В самодельной водородной горелке давление водорода должно быть стабильным, а защита от обратного взрыва хорошая герметичность и изоляция!

Дело в том, что при работе с водородной горелкой вы используете блок питания для электролиза. А пока он включен, водород выделяется примерно такой же интенсивности (так как он может падать, так как вода испаряется и плотность тока меняется между пластинами электродов), поэтому не приступайте к работе, не ознакомившись с устройством горелки.

Как пользоваться водородной горелкой:

Во-первых, всегда работайте в средствах индивидуальной защиты (обязательно надевайте на лицо защитный экран или очки), во-вторых, соблюдайте правила пожарной безопасности. В-третьих, следить за уровнем воды в электролизере и интенсивностью горения пламени.

Необязательно сразу ждать пламени, дать водороду вытеснить остатки кислорода (требуется около десяти минут, в зависимости от интенсивности подбора и объема сосудов с водяной затвором и предохранителем А, Б Рис. .1)

Обязательно имейте при себе Емкость с водой — она ​​понадобится вам для тушения пламени горелки, когда закончите работу. Для этого нужно просто отправить кончик иглы с пламенем под воду и тем самым заблокировать кислород для огня. Всегда сначала тяните пламя, а затем выключайте дозатор генератора — иначе взрыв не произойдет.

Водяной затвор и предохранитель:

Обратите внимание на рисунок №1 — там два бака (я обозначил их a и b), ну и игла от одноразового шприца (B), все это соединено трубками от капельниц.

В первую емкость (а) нужно налить воду, это водяная заслонка. Это нужно для того, чтобы взрыв не попал в электролизер (если он рвется, то будет как осколочная граната).


Рисунок № 5 — Водяной затвор

Обратите внимание, что в крышке водяного затвора есть два разъема (я все адаптировал из медицинской капельницы), оба запломбированы в крышке с помощью эпоксидного клея. Одна трубка длинная, по ней водород из генератора должен течь под водой, бутон, а через второе отверстие идти по трубке к предохранителю (б).


Рисунок № 6 — Предохранитель

В бак с предохранителем можно наливать как воду (для большей надежности), так и спирт (пары спиртов повышают температуру горения пламени).

Сам предохранитель делается так: в крышке нужно проделать отверстие диаметром 15 мм, а также отверстия для шурупов.


Рисунок №7 — как выглядят отверстия в крышке

Также потребуются две толстые шайбы (при необходимости необходимо расширить внутренний диаметр шайбы круглым напильником) два слоя метчика и фольга из шоколада или обычный воздушный шар.


Рисунок № 8 — Эскиз предохранительного клапана

Собирается просто, нужно просверлить четыре коаксиальных отверстия в железных шайбах с крышкой и прокладками. Для начала нужно припаять болты к верхней шайбе, это легко сделать с помощью мощного паяльника и активного флюса.


Рисунок № 9 — Шайба с зубьями
Рисунок 10 — припаянная к шайбе винты

После того, как вы припаяли винты, вам нужно надеть на шайбу одну резиновую прокладку И непосредственно ваш клапан.Я использовал тонкую резинку от лопнувшего воздушного шара (это намного удобнее, чем носить тонкую фольгу), хотя фольга тоже подходит довольно удачно, по крайней мере, когда я испытал свою водородную горелку на взрывоопасность, тогда был фольга в клапане.


Рисунок №11 — надеваем прокладку и защитную резинку

Затем надеваем вторую прокладку и можно вставлять защиту в проделанные в крышке отверстия.


Рисунок № 12 — Готовый клапан
Рисунок № 13 — Элементы защиты

Вторая шайба и гайки необходимы, чтобы герметично и надежно закрепить защиту, вращая гайки (см. Рисунок №6).

Понять правильно и принять в норму, нельзя пренебрегать техникой безопасности, особенно при работе со взрывоопасными газами. А такая простая адаптация избавит от неприятных сюрпризов. Защита по принципу «где тонко — там и ломается», при взрыве выбивается защитная пленка (фольга или резинка), и сила взрыва не идет на электролизер, а также предотвращается водяная заслонка. Поверьте на слово, если электролизер взорвется, то вы не покажетесь маленьким 🙂 !!!


Рисунок No.14 — Explosion

Следует понимать, что аварийная ситуация неизбежна. Дело в том, что пламя горит на выходе из форсунки (в которую достаточно вписалась игла от одноразового шприца) только потому, что создается давление газа (давление постоянное).


Рисунок №15 — насадка от шприца, на подставке

Например, вы заработали горелкой и попали на свет, поверьте! От конфорки не успеешь отскочить, пламя моментально уйдет обратно на трубку и гремит порыв защитного клапана (ему нужно, чтобы он бросился а не электролизер) — это вполне нормально, когда конфорка самодельный — будьте бдительны и осторожны, держитесь подальше от водородной горелки и осторожно используйте средства индивидуальной защиты!

Лично я не в большом восторге от водородной горелки, пробовал сделать только потому, что у меня был готовый электролизер.Во-первых, это очень опасно, во-вторых, не очень эффективно (я говорю о своей водородной горелке, а не о горелках в целом) ее расплавить, что у меня не получилось. А поскольку вам пришла в голову идея сделать такой тип горелки, задайте себе вполне рациональный вопрос «А оно того стоит», раз уж стоит собирать электролизер с нуля, это достаточно хлопотный случай, а вы все равно нужен такой мощный источник питания, которого хватило бы для согласования давления водорода и диаметра выходного патрубка.Поэтому «Если бы это было» я вам не рекомендую, но только если вы ей действительно нужны.

Давно прошли те времена, когда дачный дом можно было топить только одним способом — сжиганием в печи дров или угля. Современные отопительные приборы Используются разные виды топлива и при этом автоматически поддерживают комфортную температуру в наших жилищах. Природный газ, дизельное топливо или мазут, электричество, гелий — это неполный список альтернативных вариантов. Казалось бы — можно жить и радоваться, а вот только перманентный рост цен на топливо и оборудование заставляет продолжать поиски дешевого тепла.И при этом неиссякаемый источник энергии — водород, буквально лежит у нас под ногами. И сегодня мы поговорим о том, как использовать обычную воду в качестве топлива, собрав водородный генератор своими руками.

Устройство и принцип действия водородного генератора

Заводской водородный генератор представляет собой внушительный агрегат

Использовать водород в качестве топлива для отопления загородного дома выгодно не только из-за высокой теплотворной способности, но и потому, что в процессе его сжигания не выдерживает вне вредных веществ.Как все помнят из школьного курса. Химия, при окислении двух атомов водорода (химическая формула H 2 — ВОДОРОД) Один атом кислорода, образуется молекула воды. При этом выделяется в три раза больше тепла, чем при сжигании природного газа. Можно сказать, что водороду нет равных среди других источников энергии, так как его запасы на Земле неисчерпаемы — мировой океан на 2/3 состоит химического элемента H 2, и во всей Вселенной этот газ, наряду с гелием, является основным «строительным материалом».Вот только одна проблема — чтобы получить чистый H 2, необходимо разделить воду на составляющие части, а сделать это непросто. Ученые долгие годы искали способ извлечения водорода и остановились на электролизе.

Схема лабораторного электролизера

Этот метод получения летающего газа заключается в том, что две металлические пластины, подключенные к источнику, помещаются в воду на небольшом расстоянии друг от друга. высокое напряжение. Когда мощность подавляется, высокий электрический потенциал буквально разрывает молекулу воды на компоненты, высвобождая два атома водорода (HH) и один — кислород (O).Выброшенный газ был назван в честь Физика Ю. Брауна. Его формула — hho, а теплотворная способность — 121 МДж / кг. Коричневый газ горит открытым пламенем и не образует вредных веществ. Главное достоинство этого вещества в том, что для его использования подойдет обычный котел, работающий на пропане или метане. Отметим только, что водород в соединении с кислородом образует гремучую смесь, поэтому потребуются дополнительные меры предосторожности.

Схема установки для получения коричневого газа

Генератор, предназначенный для получения коричневого газа в больших количествах, содержит несколько ячеек, каждая из которых вмещает множество пар строгальных электродов.Они устанавливаются в герметичную емкость, которая оборудована выходом для газа, выводами для подачи питания и горловиной для наполнения воды. Кроме того, установка оборудована предохранительным клапаном и водяной заслонкой. Благодаря им исключается возможность распространения обратного пламени. Водород горит только на выходе из горелки и не воспламеняется во всех направлениях. Многократное увеличение полезной площади Установка позволяет добывать топливо в количествах, достаточных для различных целей, в том числе для обогрева жилых помещений.Просто делать это, используя традиционный электролизер, будет невыгодно. Проще говоря, если электричество, затрачиваемое на извлечение водорода, напрямую направить на отопление дома, это будет намного выгоднее, чем топить котел водородом.

Водородный топливный элемент Steyer

Выход из сложившейся ситуации нашел американский ученый Уолл Мейер. В его установке использовался не мощный электрический потенциал, а токи определенной частоты. Изобретение Великой физики состояло в том, что молекула воды вращалась в часах, изменяя электрические импульсы, и была частью резонанса, который достиг силы, достаточной для разделения на компоненты атомов.Для такого удара требовалось в десятки раз меньше токов, чем при использовании обычной электролизной машины.

Видео: Топливный элемент мужчины

За свое изобретение, которое могло освободить человечество от кабеля нефтяных магнатов, Уэнли Мейер был убит, а его многолетние исследования пропали без вести. Тем не менее сохранились отдельные записи ученого, на основе которых изобретатели многих стран мира пытаются построить подобные установки.И, надо сказать, безуспешно.

Преимущества коричневого газа как источника энергии

  • Вода, из которой получают HHO, является одним из самых распространенных веществ на нашей планете.
  • При комбинировании этого типа топлива образуется водяной пар, который может конденсироваться в жидкость и повторно использоваться в качестве сырья. №
  • В процессе сжигания необработанного газа никаких побочных продуктов не образуется, кроме воды. Можно сказать, что нет более экологически чистого топлива, чем газ Брауна.
  • Во время работы водородной отопительной установки водяной пар выделяется в количестве, достаточном для поддержания влажности в помещении на комфортном уровне.

Также вас может заинтересовать материал о том, как построить автономный газогенератор:

Область применения

Сегодня электролизер — это такое же привычное устройство, как генератор ацетилена или плазменный резак. Изначально генераторы водорода использовались сварщиками, так как мы весили всего несколько килограммов, это было намного проще, чем перемещать огромные баллоны с кислородом и ацетиленом.При этом высокая энергоемкость агрегатов решающего значения не имела — все определяло удобство и практичность. В последние годы использование Газы Браун вышло за рамки обычных представлений о водороде в качестве топлива для газосварочных аппаратов. В будущем возможности технологии очень широки, так как использование HHO имеет массу преимуществ.

  • Снижение расхода топлива на автотранспорте. Существующие генераторы водорода позволяют использовать HHO в качестве добавки к традиционному бензину, дизельному топливу или газу.За счет более полного сгорания топливной смеси можно добиться снижения расхода углеводородов на 20-25%.
  • Экономия топлива на тепловых электростанциях, работающих на газе, угле или мазуте.
  • Снижение токсичности и повышение эффективности старых котельных.
  • Многократное снижение затрат на отопление жилых домов за счет полной или частичной замены традиционных видов топлива на газ коричневое.
  • Использование переносных установок производства HHO для бытовых нужд — приготовление пищи, получение теплой воды и т. Д.
  • Разработка принципиально новых мощных и экологичных электростанций.

Водородный генератор, построенный по «технологии водяных топливных элементов» С. Мейера (а именно так назывался его трактат), можно купить — их производителем занимаются многие компании в США, Китае, Болгарии и других странах. . Предлагаем изготовить водородный генератор самостоятельно.

Видео: как обустроить водородный обогрев

Что необходимо для изготовления топливного элемента в домашних условиях

Приступая к изготовлению водородного топливного элемента, необходимо изучить теорию процесса образования грубого газ.Это даст понимание того, что происходит в генераторе, поможет при настройке и эксплуатации оборудования. Также необходимо иметь в наличии необходимые материалы, большинство из которых будет непросто найти в торговой сети. Что касается чертежей и инструкций, то мы постараемся раскрыть эти вопросы в полной мере.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Самодельная установка по производству газа Брауна состоит из реактора с установленными электродами, генератора ШИМ для их питания, водяного затвора и соединительных проводов и шлангов.В настоящее время существует несколько ячеек электролизеров, использующих пластину или трубку в качестве электродов. Кроме того, в сети можно найти и установить так называемый сухой электролиз. В отличие от традиционной конструкции, в таком устройстве пластины не устанавливаются в резервуар для воды, а жидкость подается в зазор между плоскими электродами. Отказ от традиционной схемы позволяет значительно уменьшить габариты топливного элемента.

Электрическая схема ШИМ-регулятора Схема одиночной пары электродов, используемых в топливном элементе Схема элемента Мейера Мейера Электрическая схема ШИМ-регулятора Чертеж топливного элемента
Чертеж топливного элемента Электрическая схема ШИМ-регулятора Электрическая схема ШИМ-регулятор

В работе вы можете использовать чертежи и схемы действующих электролизеров, которые можно адаптировать к вашим условиям.

Выбор материалов для изготовления водородного генератора

Для изготовления топливного элемента практически не требуются специальные материалы. Единственное, что может вызвать затруднения, — это электроды. Итак, что подготовить перед началом работы.

  1. Если выбранная вами конструкция является генератором «мокрого» типа, вам понадобится герметичный резервуар для воды, который одновременно будет служить корпусом реактора. Можно взять любую подходящую тару, главное требование — достаточная прочность и газонепроницаемость.Конечно, при использовании в качестве электродов металлических пластин лучше использовать прямоугольную конструкцию, например, тщательно герметичный корпус от автомобильного аккумулятора старого образца (черный). Если для получения HHO будет применяться трубка, то будет задействована вместительная емкость от бытового фильтра для очистки воды. Так же оптимальным вариантом будет изготовление корпуса генератора из нержавеющей стали, например, марки 304 SSL.

    Электродная сборка для водородного генератора «Мокрый» тип

    При выборе «сухого» топливного элемента вам понадобится лист оргстекла или другого прозрачного пластика толщиной до 10 мм и уплотнительные кольца из технического силикона.

  2. Трубки или пластины из «нержавейки». Можно, конечно, взять обычный «черный» металл, однако при работе электролизера простое углеродистое железо быстро корродирует и электроды придется менять. Использование высокоуглеродистого металла, легированного хромом, даст генератору возможность работать долгое время. Мастера, занимающиеся производством топливных элементов, занимались подбором материала для электродов и остановились на нержавеющей стали марки 316 L.Кстати, если в конструкции используются трубки из этого сплава, их диаметр следует выбирать таким образом, чтобы при установке одной детали между ними было не более 1 мм до другой. Для перфекционистов назовите точные размеры:
    — диаметр внешней трубки — 25,317 мм;
    — Диаметр внутренней трубы зависит от толщины внешней. В любом случае он должен обеспечивать зазор между этими элементами равный 0,67 мм.

    От того, насколько точно будут подобраны параметры деталей водородного генератора, зависит его производительность

  3. ШИМ-генератор.Правильно собранная электрическая схема позволит в правильных пределах регулировать частоту тока, а это напрямую связано с возникновением резонансных явлений. Другими словами, чтобы началась водородная изоляция, необходимо будет подобрать параметры питающего напряжения, поэтому сборке генератора ШИМ уделяется особое внимание. Если вы знакомы с паяльником и можете отличить транзистор от диода, то электрическую часть можно изготовить самостоятельно.В противном случае можно обратиться к знакомой электрической машине или заказать у производителя импульсный источник питания в мастерской по ремонту электронных устройств.

    Импульсный источник питания, предназначенный для подключения к топливному элементу, можно купить в сети. Их производителями занимаются небольшие частные компании в нашей стране и за рубежом.

  4. Электрические провода для подключения. Достаточно будет проводника сечением 2 кв. мм.
  5. Babler.Это причудливое название мастера назвали самым обычным водяным затвором. Для этого можно использовать любую герметичную тару. В идеале он должен быть снабжен плотно закрывающейся крышкой, которая при воспламенении газа внутри мгновенно порвется. Кроме того, рекомендуется установить буфер обмена между электролизером и лепетом, который предотвратит возврат HHO в ячейку.

    Дизайн Babler

  6. Шланги и фитинги. Для подключения генератора HHO вам понадобится прозрачная пластиковая трубка, применяя и уменьшая фитинги и хомуты.
  7. Гайки, болты и шпильки. Они понадобятся для скрепления деталей электролизера между собой.
  8. Катализатор реакции. Для интенсивного образования HHO в реактор добавляют гидроксид калия КОН. Это вещество может без проблем находиться в сети. Поначалу пудры будет не больше 1 кг.
  9. Автомобильный силикон или другой герметик.

Обратите внимание, что полированные трубки не рекомендуются. Напротив, специалисты рекомендуют обрабатывать детали наждачной бумагой для получения матовой поверхности.В будущем это поспособствует увеличению производительности установки.

Инструменты, которые потребуются при эксплуатации

Перед тем, как приступить к строительству топливных элементов, подготовьте такие инструменты:

  • ножовка по металлу;
  • сверло с набором сушеных;
  • набор ключей гаечных;
  • отвертка плоская и шлицевая;
  • угловая шлифовальная машина (болгарка) с навесным металлическим кругом;
  • мультиметр и расходомер;
  • линия;
  • маркер.

Кроме того, если вы будете самостоятельно заниматься построением генератора ШИМ, то для его настройки потребуются осциллограф и частотомер. В рамках данной статьи мы не будем поднимать этот вопрос, так как изготовление и настройку импульсного блока питания лучше всего рассматривать специалистами на профильных форумах.

Обратите внимание на статью, в которой показаны другие источники энергии, которые можно использовать для устройства отопления дома:

Инструкция: Как сделать водородный генератор своими руками

Для изготовления топливного элемента мы берем самую современную «сухую» схему электролизера с использованием электродов в виде пластин из нержавеющей стали.В инструкции ниже демонстрируется процесс создания водородного генератора от «А» до «И», поэтому лучше придерживаться действий действий.

Схема топливного элемента «сухого» типа

  1. Изготовление корпуса топливного элемента. В качестве боковых стенок каркаса используются пластины из органического или оргстекла, нарезанные под размер будущего генератора. Следует понимать, что размер аппарата напрямую влияет на его производительность, однако стоимость получения HHO будет выше. Для изготовления топливных элементов оптимальными устройствами будут устройства от 150х150 мм до 250х250 мм.
  2. В каждой из пластин просверливается отверстие под входную (выходную) штуцер воды. Кроме того, требуется просверлить боковую стенку для вывода газа и четыре отверстия в углах для соединения элементов реактора между собой.

    Производство боковых стенок

  3. Использование углового шлифовального станкаЛист нержавеющей стали марки 316L режет пластины электродов. Их размеры должны быть меньше размеров боковых стенок на 10-20 мм. Кроме того, оформляя каждую деталь, необходимо в одном из углов оставить небольшую контактную площадку.Потребуется соединить отрицательный и положительный электроды в группы, прежде чем они будут подключены к питающему напряжению.
  4. Чтобы получить достаточное количество HHO, нержавеющую сталь следует обработать мелкой наждачной бумагой с обеих сторон.
  5. В каждой из пластин просверливаются два отверстия: сверло диаметром 6-7 мм — для подачи воды в пространство между электродами и толщиной 8-10 мм — для удаления газового коричневого. Очки сверл рассчитываются с учетом мест установки соответствующих подающих и выпускных патрубков.

    Вот набор деталей, которые необходимо подготовить перед сборкой топливного элемента.

  6. Начать сборку генератора. Для этого в органические стены устанавливают арматуру водоснабжения и газоотвода. Места их надстроек тщательно заделываются автомобильным или сантехническим герметиком.
  7. После этого шпильки устанавливаются в один из прозрачных корпусов, после чего запускаются электроды.

    Установка электродов начинается с уплотнительного кольца

    Обратите внимание: плоскость пластинчатых электродов должна быть гладкой, иначе предметы с удаленными зарядами будут соприкасаться, вызывая короткое замыкание!

  8. Пластины из нержавеющей стали отделены от боковых поверхностей реактора с помощью уплотнительных колец, которые могут быть изготовлены из силикона, паронита или другого материала.Важно только, чтобы его толщина не превышала 1 мм. Эти же детали используются в качестве дистанционных прокладок между пластинами. В процессе прокладки контактные площадки отрицательного и положительного электродов группируются с разных сторон генератора.

    При сборке пластин важно правильно сориентировать выходное отверстие

  9. После укладки последней пластины устанавливают уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывается второй органической стенкой, а сама конструкция крепится с помощью шайб и гаек .Выполняя эту работу, обязательно следите за равномерностью затяжки и отсутствием перекосов между пластинами.

    При окончательной затяжке необходимо контролировать параллельность боковых стенок. Это позволит избежать деформации.

  10. С помощью полиэтиленовых шлангов генератор соединяется с резервуарами для воды и лепетом.
  11. Контактные площадки электродов соединяются между собой любым способом, после чего к ним подключаются провода питания.

    Собрав несколько топливных элементов и включив их параллельно, можно получить достаточно коричневого газа.

  12. Напряжение от генератора ШИМ подается на топливный элемент, после чего устройство настраивается и регулируется для максимального выхода газа HHO.

Для производства коричневого газа в количестве, достаточном для обогрева или приготовления пищи, параллельно устанавливаются несколько генераторов водорода.

Видео: сборка прибора

Видео: Конструкторские работы «сухого» типа

Отдельные точки использования

Прежде всего, хочу отметить, что традиционный метод сжигания природного газа или пропана в нашем случае не подойдет, температура горения HHO превышает аналогичные углеводородные показатели в три раза. Как вы понимаете, такая температура конструкционная сталь долго не выдержит.Сама Венна Мейер рекомендовала использовать горелку необычной конструкции, схему которой мы приводим ниже.

Схема конструкции водородной горелки С. Мейера

Все хитрости этого устройства заключаются в том, что HHO (на схеме обозначен цифрой 72) проходит в камеру сгорания через вентиль 35. Горящая водородная смесь поднимается вверх. через канал 63 и одновременно выполняет процесс выброса, увлекая наружный воздух через регулируемые отверстия 13 и 70.Некоторые продукты сгорания (водяной пар) задерживаются под колпаком 40, который из столба сгорания 45 попадает в столб сгорания и смешивается с горящим газом. Это снижает температуру горения в несколько раз.

Второй момент, на который хотелось бы обратить ваше внимание, — это жидкость, которую следует заливать в установку. Лучше всего использовать подготовленную воду, не содержащую солей тяжелых металлов. Идеальный вариант — дистиллят, который можно купить в любом автомате или аптеке.Для успешной работы электролизера в воду добавляется гидроксид калия КОН, из расчета примерно одна столовая ложка порошка на ведро с водой.

В процессе установки важно не перегреть генератор. При повышении температуры до 65 градусов Цельсия и более электроды устройства будут загрязнены побочными продуктами реакции, из-за чего производительность электролизера снизится. Если это произошло, водородный элемент придется разбирать и снимать налоги наждачной бумагой.

И третье, на чем мы делаем особый упор — безопасность. Напомним, что смесь водорода и кислорода не случайно назвали рундей. HHO — опасное химическое соединение, которое может вызвать взрыв при неосторожном обращении. Соблюдайте правила безопасности и будьте особенно аккуратны, экспериментируя с водородом. Только в этом случае «кирпич», из которого состоит наша вселенная, принесет в ваш дом тепло и уют.

Надеемся, статья стала для вас источником вдохновения, и вы, закатав гильзы, приступите к созданию водородного топливного элемента.Конечно, все наши расчеты в последнюю очередь не соответствуют действительности, однако их можно использовать для создания действующей модели генератора водорода. Если вы хотите полностью перейти на этот вид отопления, то вопрос придется изучить более подробно. Возможно, именно ваша установка станет краеугольным камнем, благодаря которому закончится передел энергетических рынков, и в каждый дом войдет дешевое и экологичное тепло.

Привет мозгособерторов ! В сегодняшнем проекте с нуля будет создан электрогенератор, преобразующий обычную воду в топливо.

Шаг 1. Что такое водородно-кислородный генератор

Водородно-кислородный генератор, подобный этому, использует электричество от автомобильного аккумулятора для разделения воды на газообразный водород и кислород. (Электричество + 2ч30 -> 2ч3 + О2). В результате получается топливо, намного более мощное, чем бензин, и в результате выбросов выделяется только вода!

Это совершенно чистый вид. Топливо, как энергия солнца, ветра или воды, электричество используется только для образования газа.

В ролике показано пошаговое создание этого генератора.

Примечание: количество электрической энергии, необходимой для образования газа, превышает энергию, которая может быть использована в конечном итоге от генератора. Это не генератор энергии, а простой преобразователь энергии.

Шаг 2: Подготовка металлических заготовок для пластин генератора

Для реализации этого проекта нам потребуются детали из нержавеющей стали и пластмассовые фитинги.Приобрести их можно в ближайшем магазине хозтоваров.

Я использовал нержавеющую сталь калибра 20 (0,8 мм) и с помощью гидравлического перфоратора пробил необходимые отверстия в верхней и нижней частях пластин. В результате получили 12 пластин размером 7,6 х 15,2 см, 4 пластины 3,8 х 15,2 см и 3 соединительные полоски 2,54 см, 4 — 1,27 см и 3 — 0,62 см. Ленточно-шлифовальный станок используется для сглаживания кромок вокруг отверстий.

Шаг 3: Увеличьте плоскость контактных пластин

Далее я использовал наждачную бумагу с зернистостью 100 для скрипа пластин по диагонали.С обеих сторон таблички можно увидеть символ «X». Это увеличивает площадь контакта с пластиной и способствует образованию большего количества газа.

Шаг 4. Настройка собранных пластин

Пластины соединены таким образом, что 2 внутренние пластины подключены к одному электрическому выходу, а 2 верхние пластины подключены к другому выходу. Пластиковые стержни, пластиковые шайбы и гайки из нержавеющей стали помогают создавать надежные электрические соединения.

Пластины генератора собираются в следующем порядке — пластина, пластиковые шайбы, пластина, стопорная гайка из нержавеющей стали и так, чтобы все 8 пластин были соединены.

Пошаговое видео Показана инструкция по сборке пластины генератора.

После сбора пластин необходимо установить пластиковую заглушку 10,1 см, которая прикрепляется вверху несколькими винтами из нержавеющей стали.

Шаг 5: Изготовление корпуса генератора

Корпус состоит из двух пластиковых переходников по 10 шт.1 см, с перевернутой заглушкой 10,1 см внизу. Основа корпуса — акриловая или пластиковая труба диаметром 10,1 см, в верх ввинчиваются пластины генератора и крышка.

Смеситель для воды выполнен по аналогии из акриловой трубы диаметром 5 см. Его необходимо прикрепить сбоку к устройству.

Шаг 6: Изготовление зажимов для смесителя

Зажим

можно сделать из остатков акриловой или пластиковой трубы, которая впоследствии приклеивается к боковой части корпуса.

Для изготовления зажимов отрезал трубу диаметром 5 см от заготовки 1,9 см и отрезал верхнюю часть размером 0,8 см для формирования захвата. Далее полученную заготовку я прикрепил к акриловому стержню и прикрепил к боковой стороне генератора.

Шаг 7: Настройка текущего клапана

В верхнем колене прозрачная трубка и односторонний поворотный клапан. Убедитесь, что из клапана выходит газ, и он не возвращается обратно в устройство.

Шаг 8: Приготовление электролита

Для приготовления электролита используют дистиллированную воду и 2-4 ложки КОН (гидроксида калия). Соль или пищевая сода тоже подойдут, но со временем они могут вызвать загрязнение и коррозию тарелок.

Размешал хлопья гидроксида калия в воде, затем использовал фильтр для подачи раствора в корпус генератора (после тщательной очистки).

Примечание: гидроксид калия является едким веществом и поэтому может вызывать ожоги кожи.Избегайте прямого контакта!

Шаг 9: Заключительные штрихи

Тестировал устройство с аккумулятором напряжением 12 В и перемычками кабеля. Образовавшийся газ собирается в небольшой баллончик с водой и ставится на плиту.

При напряжении 12 вольт получаем 1,5 литра газа в минуту. Если последовательно подключить 2 аккумулятора, то при напряжении 24 вольта у нас на выходе будет 5 литров газа в минуту. Этого достаточно, чтобы заполнить емкость 4 галлона (15 литров) за 38 секунд!

Примечание. При большем напряжении в системе увеличивается ток, что приводит к значительному нагреву.В этом случае существует опасность расплавления пластикового корпуса из-за воздействия высокой температуры.

Шаг 10: Сколько мощности под капотом нашего генератора?

Эта система не предназначена для использования на автомобиле, а просто демонстрирует процесс электролиза воды и газообразования.

Смотрите видео, где показаны эксперименты на газовой ограде, а также некоторые полезные характеристики генератора.

8 фактов об автомобилях с водородными топливными элементами

1.В чем секрет топливных элементов?

«Транспортное средство на водородных топливных элементах» звучит довольно экзотично, но на самом деле это просто электромобиль, который заменяет громоздкий, тяжелый и дорогой аккумулятор с зарядкой от сети на относительно небольшую, легкую и дорогую электрохимическую систему, вырабатывающую электроэнергию на борту.

Топливный элемент — это энергетическая установка системы. В нем газообразный водород, забираемый из бортового резервуара под давлением, вступает в реакцию с катализатором, обычно сделанным из платины. Этот процесс отделяет электроны от водорода, давая им возможность делать свое дело — электричество, протекающее через электродвигатель и приводящее в движение автомобиль.

После выполнения своей работы электроны возвращаются в топливный элемент, где они воссоединяются с исходным водородом в присутствии кислорода, втянутого из окружающего воздуха. Они встречаются в соотношении двух атомов водорода к одному кислороду. Престо! Это h3O или вода. Вода помогает охладить стек (все эти возбужденные молекулы выделяют много тепла), прежде чем он будет стекать из выхлопной трубы автомобиля в виде комбинации пара и дистиллированной воды.

Один топливный элемент не производит столько электронов, поэтому автопроизводители связывают множество плоских прямоугольных элементов вместе в стек топливных элементов, чтобы получить достаточно энергии для питания автомобиля или грузовика.Стек действует во многом как батарея, выделяя электричество постоянным потоком для питания электродвигателя транспортного средства и вспомогательной электроники.

Стопки топливных элементов обычно имеют размер, обеспечивающий чуть большую мощность, чем автомобиль может использовать при нормальных условиях ускорения и крейсерского движения. Избыток, увеличенный за счет электричества от регенеративной тормозной системы транспортного средства, хранится в небольшой литий-ионной батарее для использования, когда транспортному средству требуется дополнительный всплеск мощности.

Когда батарея топливных элементов творит свое волшебство, автомобиль становится таким же, как и любой другой электромобиль на дороге, он работает почти бесшумно с большим ускорением благодаря огромному выходному крутящему моменту электродвигателя.

Microsoft тестирует водородные топливные элементы для резервного питания в центрах обработки данных — Innovation Stories

В понедельник Microsoft объявила, что водородные топливные элементы являются первыми в мире, которые могут дать толчок долгосрочному развитию экологически чистой энергетики, основанной на самом распространенном элементе во вселенной. Они обеспечивают питание ряда серверов центров обработки данных в течение 48 часов подряд.

Этот подвиг является последней вехой в стремлении компании сократить выбросы углерода к 2030 году. Чтобы помочь в достижении этой цели и ускорить глобальный переход от ископаемого топлива, Microsoft также стремится к 2030 году избавиться от зависимости от дизельного топлива.

На дизельное топливо приходится менее 1% общих выбросов Microsoft. Его использование в основном ограничено центрами обработки данных Azure, где, как и у большинства облачных провайдеров по всему миру, дизельные генераторы поддерживают непрерывную работу в случае отключения электроэнергии и других сбоев в обслуживании.

«Они дорогие. И они сидят без дела и ничего не делают более 99% своей жизни », — сказал Марк Монро, главный инженер инфраструктуры в группе Microsoft по передовой разработке центров обработки данных.

Лукас Джоппа, директор Microsoft по охране окружающей среды, является представителем Microsoft в Водородном совете, глобальной инициативе ведущих энергетических, транспортных и промышленных компаний, направленной на стимулирование водородной экономики. Фото: Родериго Де Медейрос

В последние годы стоимость водородных топливных элементов резко упала до такой степени, что теперь они являются экономически жизнеспособной альтернативой резервным генераторам с дизельным двигателем.

«И идея использовать их на экологически чистом водороде полностью соответствует нашим общим обязательствам по выбросам углерода», — сказал Монро.

Более того, добавил он, центр обработки данных Azure, оснащенный топливными элементами, резервуаром для хранения водорода и электролизером, преобразующим молекулы воды в водород и кислород, может быть интегрирован с электросетью для предоставления услуг по балансировке нагрузки.

Например, электролизер можно включать в периоды избыточного производства энергии ветра или солнца для хранения возобновляемой энергии в виде водорода. Затем, в периоды высокого спроса, Microsoft могла бы запустить водородные топливные элементы для выработки электроэнергии для сети.

Автомобили дальнего следования, работающие на водороде, могут останавливаться в центрах обработки данных, чтобы заправить свои резервуары.

«Вся эта инфраструктура предоставляет Microsoft возможность сыграть роль в том, что, несомненно, будет более динамичным видом общей структуры оптимизации энергопотребления, которую мир будет развертывать в ближайшие годы», — сказал Лукас Джоппа, главный экологический директор Microsoft.

Для дальнейшего изучения того, как Microsoft может использовать свои инвестиции в водородные топливные элементы и связанную с ними инфраструктуру, компания сегодня назвала Йоппию своим представителем в Водородном совете — глобальной инициативе ведущих энергетических, транспортных и промышленных компаний, направленной на стимулирование водородной экономики.

Ученые уже доказали, что водородные топливные элементы могут использоваться для выработки энергии, свободной от парниковых газов, из самого распространенного элемента во Вселенной, — отметил Джоппа.

«Мы знаем, как это сделать», — сказал он. «Совет существует, потому что мы не обязательно знаем, как масштабировать производство водорода, транспортировку водорода, поставку водорода, а затем его потребление различными способами, как нам хотелось бы. Еще предстоит проделать тонну работы ».

Замена на дизель

Марк Монро (Mark Monroe), главный инженер по инфраструктуре в группе Microsoft по усовершенствованию центров обработки данных, возглавляет проект по изучению потенциала водородных топливных элементов для питания резервных генераторов в центрах обработки данных.Предоставлено: Марк Монро / Microsoft.

Microsoft стремится предоставить клиентам центров обработки данных Azure «пять девяток» доступности услуг, что означает, что центр обработки данных находится в рабочем состоянии 99,999% времени. Резервные генераторы запускаются во время отключений электросети и других перерывов в обслуживании.

«Мы не очень часто используем дизельные генераторы», — сказал Монро. «Мы запускаем их один раз в месяц, чтобы убедиться, что они работают, и проводим им нагрузочные испытания один раз в год, чтобы убедиться, что мы можем правильно переключать нагрузку на них, но в среднем они покрывают отключение электроэнергии менее одного раза в год.”

Microsoft изучает технологии, заменяющие дизельное топливо, которые могли бы поддерживать или улучшать доступность услуг, и видит перспективу в водородных топливных элементах и ​​батареях, — пояснил Брайан Яноус, генеральный менеджер группы Microsoft по стратегии энергосбережения и устойчивости центров обработки данных.

«Работа, которую команда выполняет сегодня, действительно направлена ​​на то, чтобы попытаться оценить осуществимость различных решений», — сказал он.

Батареи уже обеспечивают краткосрочное резервное питание, заполняя 30-секундный промежуток между отключением сети и временем, необходимым для включения дизельных генераторов.Более продвинутые батареи имеют больший срок службы.

«Если вы дойдете до сценария, в котором требуемая продолжительность работы настолько велика, что батареи перестают быть эффективными, тогда вы перестанете рассматривать что-то вроде топливных элементов», — сказал Яноус.

Подтверждение концепции

Компания Power Innovations создала систему топливных элементов мощностью 250 киловатт, чтобы помочь Microsoft изучить потенциал использования водородных топливных элементов для резервного производства электроэнергии в центрах обработки данных. В качестве доказательства концепции система обеспечивала питание ряда серверов центра обработки данных в течение 48 часов подряд.Предоставлено: Power Innovations.

Начало использования водородных топливных элементов в качестве резервного источника питания было положено весной 2018 года, когда исследователи из Национальной лаборатории возобновляемой энергии в Голдене, штат Колорадо, заполнили стойку компьютеров с протонообменной мембраной, или PEM, водородным топливным элементом. Монро и его коллеги присутствовали на демонстрации.

«Мы были заинтригованы, потому что знали, что они использовали автомобильный топливный элемент», — сказал Монро. «Автомобильный топливный элемент имеет такое же время реакции, как и дизельный генератор.Может быстро включиться. Он может быть готов к полной загрузке в считанные секунды. Вы можете пол, отпустить, дать ему простаивать ».

Топливные элементы

PEM объединяют водород и кислород в процессе, в котором образуется водяной пар и электричество. Автомобильные компании разрабатывают технологию для двигателей легковых, грузовых и других транспортных средств. После демонстрации Microsoft задумалась об использовании топливных элементов для резервного питания центров обработки данных.

Команда

Монро закупила систему топливных элементов мощностью 250 киловатт, которой достаточно для питания целого ряда, порядка 10 стоек, серверов центра обработки данных.Испытания начались в Power Innovations, разработчике системы, недалеко от Солт-Лейк-Сити в сентябре 2019 года. В декабре система прошла 24-часовой тест на выносливость; 48-часовой тест в июне этого года.

«Это самая крупная из известных нам компьютерных систем резервного питания, работающих на водороде, и она прошла самые длительные непрерывные испытания», — сказал Монро.

Следующим шагом команды будет закупка и тестирование системы топливных элементов мощностью 3 мегаватта, что соответствует размеру дизельных резервных генераторов в центрах обработки данных Azure.

Исследования топливных элементов

Брайан Яноус — генеральный менеджер группы Microsoft по стратегии энергосбережения и устойчивости центров обработки данных. Его команда изучает технологии замены дизельных резервных генераторов. Предоставлено: Скотт Эклунд / Red Box Pictures.

Еще до демонстрации 2018 года Microsoft искала способы использования топливных элементов. Компания начала изучать технологию топливных элементов в 2013 году с Национальным исследовательским центром топливных элементов при Калифорнийском университете в Ирвине, где они протестировали идею питания стоек серверов твердооксидными топливными элементами или SOFC, которые работают на природном газе. .

«У них есть возможность производить собственный водород из природного газа, который они получают», — пояснил Монро. «Они берут природный газ, немного воды и нагревают ее до 600 градусов Цельсия, что является температурой горячего угля».

Этого достаточно для процесса, называемого паровым преобразованием метана, который генерирует поток атомов водорода для производства электроэнергии.

Microsoft продолжает изучать потенциал технологии топливных элементов SOFC для обеспечения мощности базовой нагрузки, которая может освободить центры обработки данных от электросети, сделав их в 8-10 раз более энергоэффективными.Однако на данный момент эта технология остается слишком дорогой для широкого внедрения.

Процесс SOFC также производит диоксид углерода, что является еще одной причиной того, что Microsoft изучает топливные элементы PEM, отметил Монро.

Кроме того, расчетные затраты на системы топливных элементов PEM для резервного производства электроэнергии в центрах обработки данных упали более чем на 75% после демонстрации в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. Если эта тенденция сохранится, через год или два капитальные затраты на генераторы на топливных элементах могут быть конкурентоспособными по цене с дизельными генераторами.

Увеличение производства топливных элементов для удовлетворения спроса со стороны отрасли центров обработки данных потенциально может еще больше снизить затраты, добавил он.

«Мы считаем себя катализатором всей водородной экономики», — сказал Монро.

Водородная экономия

С точки зрения Microsoft, другие части этой экономики включают инфраструктуру для закупки, хранения и поддержания достаточного количества зеленого водорода для питания резервных генераторов в течение от 12 до 48 часов, что является стандартом в отрасли для обеспечения этих «пяти девяток» обслуживания. доступность.

Например, для 48 часов резервного питания каждому центру обработки данных потребуется до 100 000 килограммов водорода для подпитки резервных генераторов при длительном отключении электроэнергии, сказал Монро.

Внутренние разговоры о том, как защитить эту инфраструктуру, привели к дискуссиям о роли Microsoft в стимулировании водородной экономики, отметил Яноус.

«Что, если бы вы могли взять все эти активы, имеющиеся в центре обработки данных, и интегрировать их в сеть таким образом, чтобы способствовать дальнейшему ускорению декарбонизации сети в более широком смысле, а не просто точечным решением для самого центра обработки данных», — сказал он.«Вот здесь, я думаю, все становится интересно».

Изображение вверху: Microsoft использовала водород, хранившийся в резервуарах на трейлерах, припаркованных возле лаборатории недалеко от Солт-Лейк-Сити, штат Юта, для заправки водородных топливных элементов, которые питали ряд серверов центра обработки данных в течение 48 часов подряд. Предоставлено: Power Innovations.

Связанный:

Джон Роуч пишет об исследованиях и инновациях Microsoft. Следуйте за ним в Twitter .

Автомобили на водородных топливных элементах: что вам нужно знать

Помимо тонкой сети заправочных станций, существует еще одна причина низкого спроса на автомобили на водородных топливных элементах: их относительно дорого покупать.Несколько моделей автомобилей на топливных элементах, которые уже доступны на рынке, стоят около 80 000 долларов США за автомобиль среднего или высшего класса. Это почти вдвое больше, чем у сопоставимых полностью электрических или гибридных автомобилей.

Есть ряд причин, по которым автомобили на водородных топливных элементах все еще дороги. В дополнение к небольшим объемам, что означает, что производство еще предстоит индустриализировать, существует также вопрос о потребности в драгоценном металле, платине, которая действует как катализатор при выработке электроэнергии.Количество платины, необходимой для топливных элементов транспортных средств, уже значительно уменьшено. «Общая цель — снизить цены на автомобили с водородным двигателем до уровня, аналогичного цене других электромобилей», — объясняет Рюкер.

Другая причина высокой закупочной цены заключается в том, что автомобили на водородных топливных элементах, как правило, довольно большие, поскольку водородный бак (и) занимает много места. С другой стороны, привод для электромобиля с чисто аккумуляторным приводом также подходит для небольших автомобилей.Вот почему классические электромобили в настоящее время можно найти во всех классах автомобилей.

Помимо стоимости покупки, эксплуатационные расходы также играют важную роль в рентабельности и принятии двигательной технологии. В автомобилях с водородными топливными элементами эти затраты не в последнюю очередь зависят от цены на топливо. В настоящее время 1 фунт (0,45 кг) водорода стоит около 14 долларов США в США по сравнению с 4,80 доллара США в Германии (это цена, о которой договорились партнеры h3 Mobility).FCEV может проехать около 28 миль (45 км) на 1 фунте (0,45 кг) водорода.

Таким образом, стоимость километра пробега водородных автомобилей в настоящее время почти вдвое выше, чем у автомобилей с батарейным питанием, заряжаемых дома. Rücker ожидает, что эти эксплуатационные расходы сойдутся: «Если спрос на водород увеличится, цена может упасть примерно до 2,50 доллара США за фунт (5,60 доллара США за кг) к 2030 году».

Использование алюминия и воды для производства чистого водородного топлива — когда и где это необходимо

Лорин Меруэ, доктор философии ’20 (на фото) и профессора Дуглас П.Харт и Томас В. Игар систематически изучали, как получить водород путем соединения алюминия с водой. Их результаты показывают, что, выбрав конкретный алюминиевый сплав из кучи отходов и предприняв несколько шагов для его модификации, пользователь может создать поток водорода, необходимый для конкретного практического применения. Кредит: Реза Миршекари

Вкратце

Исследователи Массачусетского технологического института разработали практические рекомендации по производству водорода из алюминиевого лома и воды. Во-первых, они получили специально изготовленные образцы чистого алюминия и алюминиевых сплавов, предназначенные для имитации типов алюминиевого лома, обычно получаемого из источников вторичной переработки.Затем они продемонстрировали способы обработки образцов, чтобы гарантировать, что поверхности всех алюминиевых «зерен», составляющих твердое вещество, остаются свободными от отложений на протяжении всей реакции. Затем они показали, что могут «настраивать» выход водорода, начиная с чистого алюминия или определенных сплавов и манипулируя размером внутренних зерен алюминия. Такую настройку можно использовать для удовлетворения требований, например, для кратковременных всплесков водорода или для более низких и длительных потоков. Работа подтверждает, что в сочетании с водой алюминий может обеспечить высокую плотность энергии, легко транспортируемый и гибкий источник водорода, который может служить безуглеродной заменой ископаемого топлива.


По мере того, как мир работает над отказом от ископаемого топлива, многие исследователи изучают, может ли чистое водородное топливо играть более важную роль в секторах, от транспорта и промышленности до зданий и производства электроэнергии. Его можно использовать в транспортных средствах на топливных элементах, котлах, вырабатывающих тепло, газовых турбинах, вырабатывающих электричество, системах для хранения возобновляемой энергии и многом другом.

Но при использовании водорода не происходит выбросов углерода, что обычно происходит. Сегодня почти весь водород производится с использованием процессов на основе ископаемого топлива, которые в совокупности генерируют более 2% всех глобальных выбросов парниковых газов.Кроме того, водород часто производится в одном месте и потребляется в другом, а это означает, что его использование также сопряжено с логистическими проблемами.

Многообещающая реакция

Другой вариант производства водорода исходит из, возможно, неожиданного источника: реакции алюминия с водой. Металлический алюминий легко реагирует с водой при комнатной температуре с образованием гидроксида алюминия и водорода. Эта реакция обычно не происходит, потому что слой оксида алюминия естественным образом покрывает необработанный металл, предотвращая его непосредственный контакт с водой.

Использование реакции алюминия с водой для получения водорода не приводит к выбросам парниковых газов и обещает решить проблему транспортировки для любого места, где есть вода. Просто переместите алюминий, а затем протрите его водой на месте. «По сути, алюминий становится механизмом для хранения водорода — и очень эффективным», — говорит Дуглас П. Харт, профессор машиностроения. «Используя алюминий в качестве источника, мы можем« хранить »водород с плотностью в 10 раз большей, чем если бы мы просто хранили его в виде сжатого газа.”

Две проблемы не позволяют использовать алюминий в качестве безопасного и экономичного источника для производства водорода. Первая проблема — обеспечить чистоту алюминиевой поверхности и ее способность вступать в реакцию с водой. С этой целью практическая система должна включать средства сначала модификации оксидного слоя, а затем предотвращения его повторного образования по мере протекания реакции.

Вторая проблема заключается в том, что добыча и производство чистого алюминия энергоемки, поэтому любой практический подход требует использования алюминиевого лома из различных источников.Но алюминиевый лом — непростой исходный материал. Обычно он находится в легированной форме, что означает, что он содержит другие элементы, которые добавляются для изменения свойств или характеристик алюминия для различных целей. Например, добавление магния увеличивает прочность и коррозионную стойкость, добавление кремния снижает температуру плавления, а добавление небольшого количества того и другого делает сплав умеренно прочным и устойчивым к коррозии.

Несмотря на обширные исследования алюминия как источника водорода, остаются два ключевых вопроса: как лучше всего предотвратить прилипание оксидного слоя к поверхности алюминия и как легирующие элементы в куске алюминиевого лома влияют на общее количество образуется водород и какова скорость его образования?

«Если мы собираемся использовать алюминиевый лом для производства водорода на практике, мы должны иметь возможность лучше предсказать, какие характеристики образования водорода мы собираемся наблюдать в реакции алюминия с водой», — говорит Лорин Меруэ, доктор философии. 20 машиностроения.

Поскольку основные этапы реакции не совсем понятны, трудно предсказать скорость и объем образования водорода из алюминиевого лома, который может содержать различные типы и концентрации легирующих элементов. Поэтому Харт, Меруэ и Томас У. Игар SB ’72, доктор философии ’75, профессор материаловедения и инженерного менеджмента на факультете материаловедения и инженерии, решили систематически изучить влияние этих легирующих элементов. о реакции алюминия с водой и о перспективном методе предотвращения образования мешающего оксидного слоя.

Для подготовки у них были специалисты из Novelis Inc. (Спокан, Вашингтон), которые изготовили образцы чистого алюминия и определенных алюминиевых сплавов, изготовленных из технически чистого алюминия в сочетании с 0,6% кремния (по весу), 1,0% магния или обоих составов. которые типичны для алюминиевого лома из различных источников. Используя эти образцы, исследователи Массачусетского технологического института провели серию тестов для изучения различных аспектов реакции алюминия с водой.

Предварительная обработка алюминия

Первым шагом была демонстрация эффективных средств проникновения через оксидный слой, который образуется на алюминии в воздухе.Твердый алюминий состоит из крошечных зерен, которые иногда образуют границы, которые не совпадают идеально. Чтобы максимизировать производство водорода, исследователям необходимо предотвратить образование оксидного слоя на всех этих внутренних поверхностях зерен.

Исследовательские группы уже испробовали различные способы удержания алюминиевых зерен «активированными» для реакции с водой. Некоторые измельчают образцы лома на частицы, настолько мелкие, что оксидный слой не прилипает. Но алюминиевые порошки опасны, так как могут вступить в реакцию с влажностью и взорваться.Другой подход предусматривает измельчение образцов лома и добавление жидких металлов для предотвращения осаждения оксидов. Но шлифование — процесс дорогостоящий и энергоемкий.

По мнению Харта, Меруэ и Игара, наиболее многообещающий подход — впервые представленный Джонатаном Слокумом, специалистом по науке в 18, когда он работал в исследовательской группе Харта, — включал предварительную обработку твердого алюминия путем нанесения жидких металлов сверху и позволяя им проникать через зерно. границ, как показано на схеме ниже.

Предотвращение образования оксидного покрытия Чтобы произошла реакция образования водорода, исследователи должны сначала разрушить естественное оксидное покрытие, которое находится на поверхности алюминия, а затем убедиться, что оно не переформируется в алюминий и вода вступают в реакцию.С этой целью они окрашивают поверхность твердого тела тщательно разработанной жидкой металлической смесью комнатной температуры. Смесь сначала смачивает поверхность; но со временем он проникает через границы зерен и достигает внутренних поверхностей зерен, как показано выше.


Чтобы определить эффективность этого подхода, исследователям необходимо было подтвердить, что жидкие металлы будут достигать внутренних поверхностей зерен с присутствующими легирующими элементами и без них. И они должны были установить, сколько времени потребуется жидкому металлу, чтобы покрыть все зерна чистого алюминия и его сплавов.

Они начали с объединения двух металлов — галлия и индия — в определенных пропорциях для создания «эвтектической» смеси, то есть смеси, которая оставалась бы в жидкой форме при комнатной температуре. Они покрыли свои образцы эвтектикой и позволили ей проникнуть в течение периода времени от 48 до 96 часов. Затем они подвергали образцы воздействию воды и контролировали выход водорода (количество образовавшегося) и скорость потока в течение 250 минут. Через 48 часов они также сделали изображения с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) с большим увеличением, чтобы они могли наблюдать границы между соседними зернами алюминия.

Основываясь на измерениях выхода водорода и изображениях СЭМ, команда Массачусетского технологического института пришла к выводу, что галлий-индийская эвтектика проникает естественным образом и достигает внутренних поверхностей зерен. Однако скорость и степень проплавления зависят от сплава. Скорость проникновения была такой же в образцах алюминия, легированных кремнием, что и в образцах из чистого алюминия, но ниже в образцах, легированных магнием.

Возможно, наиболее интересными были результаты образцов, легированных как кремнием, так и магнием — алюминиевым сплавом, который часто встречается в рециклируемых потоках.Кремний и магний химически связываются с образованием силицида магния, который возникает в виде твердых отложений на внутренней поверхности зерен. Меруэ предположил, что когда в алюминиевом ломе присутствуют и кремний, и магний, эти отложения могут действовать как барьеры, препятствующие прохождению галлий-индиевой эвтектики.

Эксперименты и изображения подтвердили ее гипотезу: твердые отложения действительно действовали как барьеры, а изображения образцов, предварительно обработанных в течение 48 часов, показали, что проникновение не было полным. Очевидно, что длительный период предварительной обработки будет иметь решающее значение для максимизации выхода водорода из алюминиевых ломов, содержащих как кремний, так и магний.

Meroueh приводит несколько преимуществ от используемого ими процесса. «Вам не нужно прикладывать какую-либо энергию, чтобы галлий-индийская эвтектика сотворила свое волшебство с алюминием и избавилась от этого оксидного слоя», — говорит она. «После того, как вы активировали свой алюминий, вы можете бросить его в воду, и он будет генерировать водород — никаких затрат энергии не требуется». Более того, эвтектика не вступает в химическую реакцию с алюминием. «Он просто физически перемещается между крупинками», — говорит она. «В конце процесса я мог бы восстановить весь введенный мной галлий и индий и использовать его снова» — ценная особенность, поскольку галлий и (особенно) индий являются дорогостоящими и их относительно мало.

Влияние легирующих элементов на образование водорода

Затем исследователи исследовали, как присутствие легирующих элементов влияет на образование водорода. Они испытали образцы, обработанные эвтектикой в ​​течение 96 часов; к тому времени выход водорода и скорость потока во всех образцах стабилизировались. На рисунках ниже показано влияние на общий выход водорода (слева) и расход (справа) с течением времени.

Влияние легирующих элементов на образование водорода На рисунках выше показано влияние легирующих элементов, обычно содержащихся в алюминиевом ломе, на выход водорода (слева) и на скорость образования водорода (справа).Результаты показывают, что выход водорода можно настроить в соответствии с потребностями конкретного приложения. Обратите внимание, что все образцы были предварительно обработаны эвтектикой в ​​течение 96 часов перед экспериментами.

Как видно на левом рисунке, присутствие 0,6% кремния (красная кривая) увеличивало выход водорода для данного веса алюминия на 20% по сравнению с чистым алюминием (черный) — даже несмотря на то, что кремнийсодержащий образец имел меньше алюминия, чем образец чистого алюминия. Напротив, наличие 1.0% магния (темно-синий) дает гораздо меньше водорода, в то время как добавление кремния и магния (светло-синий) увеличивает выход, но не до уровня чистого алюминия.

Правый рисунок показывает, что присутствие кремния также значительно ускоряет скорость реакции, давая гораздо более высокий пик скорости потока, но сокращая продолжительность выхода водорода. Присутствие магния приводит к более низкой скорости потока, но позволяет выходу водорода оставаться довольно стабильным с течением времени. И снова алюминий с обоими легирующими элементами дает скорость потока между легированным магнием и чистым алюминием.

Эти результаты представляют собой практическое руководство о том, как отрегулировать выход водорода в соответствии с рабочими потребностями устройства, потребляющего водород. Если исходным материалом является технически чистый алюминий, добавление небольших количеств тщательно подобранных легирующих элементов может регулировать выход водорода и скорость потока. Если исходным материалом является алюминиевый лом, ключевым моментом может быть тщательный выбор источника. Для сильных кратковременных всплесков водорода хорошо подойдут куски кремнийсодержащего алюминия с автомобильной свалки.Для меньших, но более длинных потоков лучше подойдут содержащие магний отходы каркаса снесенного здания. Для получения промежуточных результатов хорошо подойдет алюминий, содержащий как кремний, так и магний; такой материал в изобилии доступен для сломанных автомобилей и мотоциклов, яхт, велосипедных рам и даже чехлов для смартфонов.

Также должна быть возможность комбинировать обрезки различных алюминиевых сплавов, чтобы настроить результат, отмечает Меруэ. «Если у меня есть образец активированного алюминия, который содержит только кремний, и другой образец, содержащий только магний, я могу поместить их оба в емкость с водой и позволить им прореагировать», — говорит она.«Таким образом, я получаю быстрое наращивание производства водорода из кремния, а затем магний берет верх и обеспечивает стабильную выработку».

Еще одна возможность для тюнинга: Уменьшение крупности

Другой практический способ повлиять на производство водорода может заключаться в уменьшении размера алюминиевых зерен — изменение, которое должно увеличить общую площадь поверхности, доступную для протекания реакций.

Чтобы исследовать этот подход, исследователи запросили у своего поставщика специально адаптированные образцы.Используя стандартные производственные процедуры, специалисты Novelis сначала пропустили каждый образец через два ролика, сжимая его сверху и снизу так, чтобы внутренние зерна были сплющены. Затем они нагревали каждый образец до тех пор, пока длинные плоские зерна не реорганизовались и не сжались до заданного размера.

На рисунках ниже представлены результаты уменьшения размера зерна. На левом рисунке показано изменение эффективности реакции, определяемое как количество образующегося водорода на грамм алюминия в процентах от теоретического максимума.Кривые отображают результаты, рассчитанные с использованием широко принятого уравнения, которое связывает предел текучести с размером зерна. На правом рисунке показано изменение продолжительности реакции. Как видно из рисунков, уменьшение размера зерна увеличивало эффективность и уменьшало продолжительность реакции в различной степени в различных образцах.

Влияние уменьшения размера зерна на две меры На левом рисунке выше показано изменение эффективности реакции, рассчитанное как выход на грамм алюминия в процентах от теоретического максимума.На правом рисунке показана продолжительность реакции в минутах. Опять же, присутствие определенных легирующих элементов имеет большое влияние на уменьшение размера зерна.

Требуется: пересмотренная теория, объясняющая наблюдения

В ходе своих экспериментов исследователи столкнулись с неожиданными результатами. Например, стандартная теория коррозии предсказывает, что чистый алюминий будет генерировать больше водорода, чем алюминий, легированный кремнием, что противоположно тому, что они наблюдали в своих экспериментах.

Чтобы пролить свет на лежащие в основе химические реакции, Харт, Меру и Игар исследовали «поток» водорода, то есть объем водорода, образующийся с течением времени на каждом квадратном сантиметре поверхности алюминия, включая внутренние зерна. Они исследовали три размера зерен для каждого из их четырех составов и собрали тысячи точек данных, измеряющих поток водорода.

Их результаты показывают, что уменьшение размера зерна имеет значительный эффект. Он увеличивает пиковый поток водорода из алюминия, легированного кремнием, в 100 раз, а из трех других составов — в 10 раз.Как для чистого алюминия, так и для кремнийсодержащего алюминия уменьшение размера зерна также уменьшает задержку перед пиковым потоком и увеличивает скорость его последующего уменьшения. В случае магнийсодержащего алюминия уменьшение размера зерна вызывает увеличение пикового потока водорода и приводит к несколько более быстрому снижению скорости выхода водорода. При наличии как кремния, так и магния поток водорода с течением времени напоминает поток магнийсодержащего алюминия, если не изменять размер зерна.Когда размер зерна уменьшается, характеристики выхода водорода начинают напоминать поведение, наблюдаемое в кремнийсодержащем алюминии. Этот результат был неожиданным, потому что, когда присутствуют и кремний, и магний, они реагируют с образованием силицида магния, что приводит к новому типу алюминиевого сплава со своими собственными свойствами.

Исследователи подчеркивают преимущества более глубокого понимания лежащих в основе химических реакций. В дополнение к руководству по проектированию практических систем, это может помочь им найти замену дорогостоящему индию в их смеси для предварительной обработки.Другая работа показала, что галлий естественным образом проникает через границы зерен алюминия. «На данный момент мы знаем, что индий в нашей эвтектике важен, но мы не совсем понимаем, что он делает, поэтому мы не знаем, как его заменить», — говорит Харт.

Но уже Харт, Меру и Игар продемонстрировали два практических способа настройки скорости реакции водорода: путем добавления определенных элементов в алюминий и путем изменения размера внутренних зерен алюминия. В сочетании эти подходы могут дать значительные результаты.«Если вы перейдете от магнийсодержащего алюминия с наибольшим размером зерна к кремнийсодержащему алюминию с наименьшим размером зерна, вы получите скорость реакции водорода, которая отличается на два порядка», — говорит Меруэ. «Это здорово, если вы пытаетесь создать реальную систему, которая будет использовать эту реакцию».


Это исследование было поддержано Энергетической инициативой Массачусетского технологического института со стороны ExxonMobil-MIT Energy Fellowships, присужденной Лорин Меруэ доктору философии ’20 с 2018 по 2020 годы. Сейчас Меруэ является генеральным директором Alchemr, Inc., стартап, который разрабатывает следующее поколение масштабируемых электролизеров для воды для недорогого производства экологически чистого водорода. Дополнительную информацию об исследовании можно найти в:

L. Meroueh, T.W. Игар, Д. Харт. «Влияние легирования Mg и Si на образование водорода за счет восстановления алюминиевых сплавов в воде». ACS Applied Energy Materials , т. 3, вып. 2, pp. 1860–1868, 2020. Online: doi.org/10.1021/acsaem.9b02300.

L. Meroueh, L. Neil, T.W. Игар, Д.П. Харт. «Использование влияния размера зерен на водород, образующийся в результате реакции легированного алюминия с водой, которая обеспечивается жидким металлом». ACS Applied Energy Materials , декабрь 2020 г. Онлайн: doi.org/10.1021/acsaem.0c02175.


Эта статья опубликована в весеннем выпуске 2021 года журнала Energy Futures .

Запросы для прессы: [email protected]

Экспериментальное исследование, оценка энергии и усовершенствование гидрокси-генератора в сочетании с бензиновым двигателем

Основные моменты

Исследовано влияние некоторых внешних параметров модернизации на элемент HHO.

Ячейка с плоской пластиной обеспечивает лучшие характеристики электролиза, чем цилиндрическая ячейка.

Импульсная мощность обеспечивает максимальную энергоэффективность и требует максимальной площади ячеек.

Импульсное приращение промышленной частоты обеспечивает максимальную энергоэффективность.

Изучено влияние модернизации генератора HHO на параметры двигателя внутреннего сгорания.

Реферат

В этой статье модернизация гидрокси (HHO) ячейки, которая связана с бензиновым двигателем, выполняется путем исследования влияния формы и расстояний электродов, а также воздействия усовершенствованных технологий ультразвуковых волн, импульсной мощности постоянного тока с различными частотами и магнитным полем на эффективность откачки пузырьков ячейки и скорость производства газа HHO.Впоследствии был проведен энергетический анализ для сравнения различных технологий улучшения. В результате, применяя импульсную мощность постоянного тока с частотой 300 кГц к ячейке HHO, достигается самая высокая производительность газа HHO, энергоэффективность и самая низкая энергоемкость среди других технологий, однако при этом будет выделяться самая низкая поверхностная интенсивность, что приводит к необходимости большего количества электродов. площадь поверхности. Кроме того, использование ультразвуковых волн увеличивает производительность газа HHO примерно с 6.От 4% до 52,4%, и он обладает самой высокой поверхностной интенсивностью, что приводит к необходимости самой низкой поверхности электрода среди других методов. Наконец, изучается влияние передовых методов улучшения на общую стоимость и вес генератора HHO и его влияние на параметры двигателя.

Ключевые слова

Генератор HHO

Модернизация

Импульсная мощность

Ультразвуковые волны

Магнитное поле

Двигатели внутреннего сгорания

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2019 Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

2021 Toyota Mirai Fuel Cell Vehicle

Mirai вырабатывает электроэнергию путем объединения водорода с кислородом из внешнего воздуха.

В основе Mirai водород из топливного бака и воздух, поступающий из впускной решетки, встречаются в Стек топливных элементов. Там химическая реакция с участием кислорода воздуха и водорода создает электричество, питающее Мираи. В конце концов, единственный побочный продукт — это вода.

Ограничено показано с доступными 20-дюйм.Диски из алюминиевого сплава Super Chrome. Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

Заправить Mirai просто. Есть помпа и форсунка, как на бензоколонке. Когда вы накачиваете водород попадает в усиленные углеродным волокном топливные баки, где и хранится. Примерно через пять минут [mirai_fueling] вы будете готовы отправиться в путь.

Ограничено показано в Hydro Blue [extra_cost_color] с доступными 20-дюйм. Диски из алюминиевого сплава Super Chrome.Показан прототип автомобиля с опциями с использованием визуальных эффектов.

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

Водородные топливные баки Mirai прошли тщательные испытания и подтвердили соответствие Глобальным техническим правилам № 13. [mirai_safety] Его топливные баки с полимерным покрытием и углеродным волокном, покрытые углеродным волокном, поглощают в пять раз больше энергии удара, чем сталь. При высокоскоростном столкновении датчики предназначены для остановки потока водорода, и любой вытекший водород быстро улетучится обратно в атмосферу.

Резервуары с водородом показаны с использованием визуальных эффектов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *