Kā ar savām rokām izgatavot ūdeņraža ģeneratoru mājām: praktiski padomi ražošanai un uzstādīšanai

Mēs esam pieraduši uzskatīt dabasgāzi par pieejamāko degvielas veidu.Taču izrādās, ka tam ir cienīga alternatīva – ūdeņradis, kas iegūts, sadalot ūdeni. Izejmateriālu šīs degvielas ražošanai saņemam pilnīgi bez maksas. Un, ja jūs pats izgatavojat ūdeņraža ģeneratoru, ietaupījumi būs vienkārši pārsteidzoši. Pa labi?

Esam gatavi dalīties ar Jums vērtīgu informāciju par ūdeņraža ražošanai paredzētās tehniskās instalācijas montāžas iespējām un noteikumiem. Izpētot jūsu uzmanībai iesniegto rakstu, tiks garantēta bezproblēmas ierīces ražošana.

Tiem, kas vēlas izveidot lētu, bet ļoti produktīvu degvielas ģeneratoru ar savām rokām, mēs piedāvājam detalizētus norādījumus. Mēs sniedzam ieteikumus pareizai lietošanai. Kā informatīvi papildinājumi tika izmantotas foto aplikācijas un video, kas skaidri izskaidro darbības principu.

Ūdeņraža iegūšanas metodes

Vidusskolas ķīmijas stundās savulaik tika sniegti skaidrojumi, kā iegūt ūdeņradi no parastā krāna ūdens. Ir tāds jēdziens ķīmiskajā jomā - elektrolīze. Pateicoties elektrolīzei, ir iespējams ražot ūdeņradi.

Vienkāršākā ūdeņraža uzstādīšana ir tvertne, kas piepildīta ar ūdeni. Zem ūdens slāņa novietoti divi plākšņu elektrodi. Viņiem tiek piegādāta elektriskā strāva. Tā kā ūdens ir lielisks elektriskās strāvas vadītājs, starp plāksnēm tiek izveidots kontakts ar zemu pretestību.

Strāva, kas iet caur zemo ūdens pretestību, veicina ķīmiskas reakcijas veidošanos, kuras rezultātā veidojas ūdeņradis.

Shēma eksperimentālai ūdeņraža iekārtai, kas agrāk tika pētīta vidusskolas ķīmijas klasē. Kā izrādās, šīs nodarbības nebija liekas mūsdienu ikdienas vajadzību praksei

Šķiet, ka viss ir vienkārši un darāmā atlicis pavisam maz – savākt iegūto ūdeņradi, lai to izmantotu kā enerģijas avotu. Taču ķīmija nekad nav pilnīga bez smalkām detaļām.

Tā tas ir šeit: ja ūdeņradis savienojas ar skābekli, noteiktā koncentrācijā veidojas sprādzienbīstams maisījums. Šis punkts ir viena no kritiskajām parādībām, kas ierobežo iespēju izveidot pietiekami jaudīgas mājas stacijas.

Ūdeņraža ģeneratora dizains

Lai izveidotu ūdeņraža ģeneratorus ar savām rokām, viņi parasti izmanto Brauna klasisko uzstādīšanas shēmu. Šis vidējas jaudas elektrolizators sastāv no šūnu grupas, no kurām katra satur plākšņu elektrodu grupu. Instalācijas jaudu nosaka plākšņu elektrodu kopējais virsmas laukums.

Šūnas ievieto traukā, kas ir labi izolēts no ārējās vides. Tvertnes korpusam ir caurules ūdensvada pieslēgšanai, ūdeņraža izvadam, kā arī kontaktu panelis elektrības pieslēgšanai.

Ūdeņraža ģenerēšanas aparāts, kas izstrādāts pēc Brauna shēmas. Pēc visiem aprēķiniem šai iekārtai vajadzētu pilnībā nodrošināt mājsaimniecību ar siltumu un gaismu. Cits jautājums, kādi izmēri un jauda ļaus to izdarīt (+)

Brown ģeneratora ķēde, cita starpā, nodrošina ūdens blīvējuma un pretvārsta klātbūtni.Pateicoties šiem elementiem, iekārta ir aizsargāta no ūdeņraža pretplūsmas. Saskaņā ar šo shēmu teorētiski ir iespējams salikt ūdeņraža iekārtu, piemēram, organizēt lauku mājas apkuri.

Ūdeņraža apkure mājā

Ūdeņraža ģeneratora montāža efektīvai mājas apkurei ir ideja, kas varbūt nav fantastiska, taču nepārprotami ārkārtīgi neizdevīga. Lai iegūtu nepieciešamo ūdeņraža tilpumu mājas katlu telpai, būs nepieciešama ne tikai jaudīga elektrolīzes iekārta, bet arī ievērojams elektroenerģijas daudzums.

Izšķērdētās elektroenerģijas kompensēšana ar mājās ražotu ūdeņradi šķiet neracionāls process.

Reāli strādājošs ūdeņraža ģenerators lietošanai mājās. Vienīgais, kas mūs apbēdina, ir tas, ka šis ir tikai eksperimentāls variants, kas var tikai parādīt, kā no dzirksteles rodas liesma

Tomēr mēģinājumi atrisināt problēmu, kā ar savām rokām izgatavot ūdeņraža ģeneratoru mājām, neapstājas. Ar darbības principu un dizainu vienam no praksē pārbaudītajiem modeļiem ūdeņraža katls iepazīstinās jūs ar rakstu, kuru iesakām izlasīt.

Un šeit ir piemērs vienai no spīdzināšanas iespējām:

1. Tiek sagatavots noslēgts, uzticams konteiners.
2. Tiek izgatavoti cauruļveida vai plākšņu elektrodi.
3. Ir samontēta vadības ķēde darba spriegumam un strāvai.
4. Tiek izgatavoti papildu moduļi darbstacijai.
5. Tiek izvēlēti piederumi (šļūtenes, vadi, stiprinājumi).

Protams, jums būs nepieciešams rīku komplekts, tostarp īpašs aprīkojums, piemēram, osciloskops un frekvences skaitītājs. Aprīkojot sevi ar visu nepieciešamo, varat pāriet tieši uz ūdeņraža apkures sistēmas ražošanu savai mājai.

Projekta “dari pats” īstenošana

Sākumā jums būs jāizveido ūdeņraža ģenerēšanas šūna. Degvielas elementa kopējie izmēri ir nedaudz mazāki par ģeneratora korpusa garuma un platuma iekšējiem izmēriem. Augstumā bloka izmērs ar elektrodiem ir 2/3 no galvenā korpusa augstuma.

Šūnu var izgatavot no PCB vai organiskā stikla (sienas biezums 5-7 mm). Lai to izdarītu, piecas tekstolīta plāksnes tiek sagrieztas pēc izmēra. Kopā tiek salīmēts taisnstūris (ar epoksīda līmi), kura apakšējā daļa paliek atvērta.

Apmēram šādas organiskā stikla plāksnes veido ūdeņraža ģeneratora degvielas šūnas korpusu. Tiesa, šeit ir parādīta nedaudz atšķirīga inženierijas versija - montāžai un stiprināšanai ar skrūvēm

Taisnstūra augšējā pusē ir izurbts nepieciešamais skaits mazu caurumu elektrodu plākšņu kātiem, viens neliels caurums līmeņa sensoram, plus viens caurums ar diametru 10-15 mm ūdeņraža izdalīšanai.

Taisnstūra iekšpusē ir ievietotas elektrodu plāksnes, kuru kontakta kāti tiek izvesti caur augšējās plāksnes atverēm ārpus šūnas. Ūdens līmeņa sensors ir uzstādīts pie 80% šūnu piepildījuma. Visas pārejas tekstolīta plāksnē (izņemot ūdeņraža izvadu) ir piepildītas ar epoksīda līmi.

Fotoattēlā redzamo ģeneratora moduļu dizaina iezīme ir to cilindriskais dizains. Arī šī miniatūra enerģijas avota elektrodi ir veidoti atšķirīgi.

Ūdeņraža izplūdes atverei jābūt aprīkotai ar stiprinājumu - nostipriniet to mehāniski, izmantojot blīvējumu, vai pielīmējiet to. Samontētā ūdeņraža ģenerēšanas šūna ir ievietota ierīces galvenajā korpusā un ir rūpīgi noslēgta gar augšējo perimetru (atkal var izmantot epoksīda sveķus).

Tas tika izvēlēts ūdeņraža ģeneratoram nākamajam eksperimentālajam projektam. Vienkārša ideja ir pievilcīga, taču šī iespēja, visticamāk, nebūs piemērota jaudīgai stacijai, kas paredzēta privātmājas telpu apsildīšanai

Bet, pirms ievietojat šūnu, ir jāsagatavo ģeneratora korpuss:

• izveidojiet ūdens padevi apakšējā zonā;
• izveidojiet augšējo vāku ar stiprinājumiem;
• izvēlēties uzticamu blīvējuma materiālu;
• novietojiet elektrisko spaiļu bloku uz vāka;
• uzlieciet uz vāka ūdeņraža savācēju.

Rezultātam vajadzētu būt daļēji gatavam ūdeņraža ģeneratoram pēc:

1. Degvielas šūna ir ielādēta korpusā.
2. Elektrodi ir savienoti ar vāka spaiļu bloku.
3. Ūdeņraža izplūdes armatūra ir savienota ar ūdeņraža kolektoru.
4. Vāks ir uzstādīts uz korpusa caur blīvējumu un nostiprināts.

Atliek tikai savienot ūdeni un papildu moduļus.

Ūdeņraža ģeneratora papildinājumi

Pašdarināta ierīce ūdeņraža ražošanai jāpapildina ar palīgmoduļiem. Piemēram, ūdens padeves modulis, kas funkcionāli apvienots ar ģeneratora iekšpusē uzstādītu līmeņa sensoru.

Vienkāršākajā formā šādu moduli attēlo ūdens sūknis un vadības kontrolieris. Sūkni kontrolē regulators, pamatojoties uz sensora signālu, atkarībā no ūdens līmeņa degvielas elementā.

Papildu konstrukcijas elementi, kas jāiekļauj jebkuras ūdeņraža stacijas projektēšanā un pat eksperimentālajā. Ūdeņraža ģeneratoru nevar darbināt bez automatizācijas, vadības un aizsardzības ierīcēm.

Tāpat ir vēlama ierīce, kas regulē kurināmā elementa darba elektrodu spailēm pievadītās elektriskās strāvas frekvenci un sprieguma līmeni.Vismaz elektriskajam modulim jābūt aprīkotam ar sprieguma stabilizatoru un pārstrāvas aizsardzību.

Ūdeņraža kolektors visvienkāršākajā formā izskatās kā caurule ar vārstu, manometru, pretvārsts. Ūdeņradis tiek ņemts no kolektora caur pretvārstu, un to faktiski var piegādāt patērētājam.

Ūdeņraža kolektors un manometrs ir neatņemamas ūdeņraža iekārtas sastāvdaļas, nodrošinot gāzes sadali un spiediena kontroli

Bet praksē viss ir nedaudz sarežģītāk. Ūdeņradis ir sprādzienbīstama gāze ar augstu sadegšanas temperatūru. Tāpēc vienkārši sūknēt ūdeņradi apkures katla sistēmā kā degvielu nedarbosies.

Uzstādīšanas kvalitātes kritēriji

Mājās ir ārkārtīgi grūti salikt kvalitatīvu, efektīvu un produktīvu instalāciju. Piemēram, pat ja mēs ņemam vērā tādu kritēriju kā metāls, no kura izgatavotas elektrodu plāksnes vai caurules, jau pastāv risks, ka radīsies problēmas.

Elektrodu izturība ir atkarīga no metāla veida un tā īpašībām. Jūs, protams, varat izmantot to pašu nerūsējošo tēraudu, taču šādu elementu kalpošanas laiks būs īss.

Sava veida parodija par elektrodu plāksnēm ūdeņraža ģeneratoram. Plāksnes ir ņemtas no parastā mainīgā kondensatora, kas ir izgatavots no alumīnija. Ar šādiem elektrodiem pietiks tieši pusstundai darbībai pat nelielas eksperimentālās sistēmas ietvaros

Nozīmīga loma ir arī uzstādīšanas izmēriem. Nepieciešami aprēķini ar augstu precizitāti attiecībā uz nepieciešamo jaudu, ūdens kvalitāti un citiem parametriem.

Tātad, ja atstarpe starp darba elektrodiem ir ārpus aprēķinātās vērtības, ūdeņraža ģenerators var nedarboties vispār. Sliktākajā gadījumā jauda, ​​par kuru tika veikts aprēķins, izrādīsies vairākas reizes mazāka.

Ūdeņraža ģeneratora konstrukcijā svarīgs ir pat stieples šķērsgriezums, kas savieno elektrodus ar strāvas avotu. Tiesa, tas attiecas uz ierīces drošu darbību. Tomēr šī dizaina detaļa ir jāņem vērā arī mājas instalācijās.

Atgriežoties pie drošas sistēmas darbības, nevajadzētu aizmirst arī par tā sauktā ūdens blīvējuma ieviešanu konstrukcijā, kas novērš gāzes apgriezto kustību.

Neskatoties uz diezgan iespaidīgo paštaisītu ūdeņraža ģeneratoru izstrādņu skaitu, vēl nav īsti efektīvas iespējas. Visi modeļi ir zemāki par rūpnīcas aprīkojumu

Rūpnieciskais ģenerators

Rūpnieciskās ražošanas līmenī pakāpeniski tiek apgūtas un attīstītas mājsaimniecības ūdeņraža ģeneratoru ražošanas tehnoloģijas. Parasti tiek ražotas mājas lietošanai paredzētās enerģijas stacijas, kuru jauda nepārsniedz 1 kW.

Šāda ierīce ir paredzēta ūdeņraža degvielas ražošanai nepārtrauktā darbībā ne ilgāk kā 8 stundas. Viņu galvenais mērķis ir energoapgāde apkures sistēmām.

Tiek izstrādātas un ražotas arī iekārtas ekspluatācijai dzīvokļu dzīvokļos. Tās jau ir jaudīgākas konstrukcijas (5-7 kW), kuru mērķis ir ne tikai apkures sistēmu enerģija, bet arī elektroenerģijas ražošana. Šī kombinācijas iespēja ātri iegūst popularitāti Rietumvalstīs un Japānā.

Kombinētie ūdeņraža ģeneratori tiek raksturoti kā sistēmas ar augstu efektivitāti un zemu oglekļa dioksīda emisiju līmeni.

Reālas rūpnieciski ražotas stacijas piemērs ar jaudu līdz 5 kW. Nākotnē līdzīgas instalācijas tiek plānotas kotedžu un daudzdzīvokļu māju aprīkošanai

Arī Krievijas rūpniecība ir sākusi nodarboties ar šo daudzsološo degvielas ražošanas veidu. Jo īpaši Noriļskas niķelis apgūst ūdeņraža iekārtu, tostarp mājsaimniecības, ražošanas tehnoloģijas.

Izstrādē un ražošanā plānots izmantot dažādus kurināmā elementu veidus:

• protonu apmaiņas membrāna;
• ortofosforskābe;
• protonu apmaiņas metanols;
• sārmains;
• cietais oksīds.

Tikmēr elektrolīzes process ir atgriezenisks. Šis fakts liecina, ka ir iespējams iegūt jau uzsildītu ūdeni, nededzinot ūdeņradi.

Šķiet, ka šī ir tikai kārtējā ideja, kuru tverot, var uzsākt jaunu kaislību raundu saistībā ar bezmaksas kurināmā ražošanu jūsu mājas katlam.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Mājās eksperimentējot ar paštaisītiem modeļiem, jāsagatavojas visnegaidītākajiem rezultātiem, taču pieredze ir arī negatīvā pieredze:

DIY ūdeņraža ģeneratori mājām joprojām ir projekts, kas pastāv vienas idejas līmenī. Nav praktiski realizētu ūdeņraža ģeneratoru projektu, kas tiek izgatavoti pats, un tie, kas ir izvietoti tiešsaistē, ir to autoru iztēle vai tīri teorētiskas iespējas.

Tāpēc varam paļauties tikai uz dārgu industriālo produktu, kas solās parādīties tuvākajā nākotnē.

Vai jūs zināt oriģinālo ūdeņraža ģeneratora modeli, kas nav aprakstīts rakstā? Varbūt vēlies padalīties ar vērtīgu informāciju, kas noderēs mājamatniekiem? Lūdzu, ierakstiet komentārus zemāk esošajā blokā, ievietojiet fotoattēlus par tēmu, izsakiet savu viedokli.