L'hidrogen és un combustible gairebé perfecte per al nostre planeta. L'únic problema és que només es troba al planeta en combinació amb altres substàncies. En la seva forma pura, l'hidrogen a la Terra només és del 0,00005%. En aquest sentit, la qüestió del disseny de generadors d'hidrogen és molt rellevant. No oblideu que l'hidrogen és una font d'energia infinita, pràcticament sota els nostres peus.
Contingut
El dispositiu i el principi de funcionament del generador d'hidrogen
Com funciona
L'aparell clàssic per generar hidrogen inclou un tub de petit diàmetre, sovint de secció circular.A sota hi ha cèl·lules especials amb electròlit. Les mateixes partícules d'alumini es troben al recipient inferior. L'electròlit en aquest cas només és adequat per al tipus alcalí. S'instal·la un dipòsit a sobre de la bomba d'alimentació, on es recull el condensat. Alguns models utilitzen 2 bombes. La temperatura es controla directament a les cèl·lules.
El generador treu gas de l'aigua. La seva qualitat afecta directament la quantitat d'impureses en el producte acabat. Per tant, si l'aigua amb una alta concentració d'ions estrangers entra al generador, primer haurà de passar per un filtre de desionització.
A continuació es mostra com es produeix el procés d'obtenció del gas:
- El destil·lat es divideix en oxigen (O) i hidrogen (H) durant el procés d'electròlisi.
- L'O2 entra al dipòsit d'alimentació i després s'escapa a l'atmosfera com a subproducte.
- L'H2 es subministra al separador, separat de l'aigua, que després torna al dipòsit de subministrament.
- L'hidrogen es torna a fer passar a través d'una membrana separadora, que n'extreu l'oxigen restant, i després entra a l'equip cromatogràfic.
mètode d'electròlisi
Com s'ha esmentat anteriorment, pràcticament no hi ha fonts d'energia tan inesgotables al món com l'hidrogen. No s'ha d'oblidar que 2/3 de l'oceà mundial està format per aquest element, i a tot l'Univers, l'H2, juntament amb l'heli, ocupa el volum més gran. Però per obtenir hidrogen pur, cal dividir l'aigua en partícules, i això no és molt fàcil de fer.
Els científics després de molts anys de trucs inventats mètode d'electròlisi. Aquest mètode es basa en col·locar dues plaques metàl·liques a prop l'una de l'altra dins l'aigua, que estan connectades a una font d'alta tensió.A continuació, s'aplica energia, i un gran potencial elèctric trenca la molècula d'aigua en components, com a resultat dels quals s'alliberen 2 àtoms d'hidrogen (HH) i 1 d'oxigen (O).
Aquest gas (HHO) va rebre el nom del científic australià Yull Brown, que l'any 1974 va patentar la creació d'un electrolitzador.
Pila de combustible Stanley Meyer
Un científic dels EUA, Stanley Meyer, va inventar una instal·lació d'aquest tipus que no utilitzava un fort potencial elèctric, sinó corrents d'una determinada freqüència. La molècula d'aigua oscil·la en el temps amb els impulsos elèctrics canviants i entra en ressonància. A poc a poc, guanya poder, que és suficient per separar la molècula en components. Per a aquest impacte, els corrents són deu vegades més petits que per al funcionament d'una unitat d'electròlisi estàndard.
IMPORTANT! Meyer va pagar amb la seva vida el seu invent. Va ser assassinat, segons els rumors, per ordre dels magnats, ja que el seu invent podria matar el negoci del petroli de sobte. No obstant això, alguns dels assoliments del científic s'han conservat, de manera que els seus contemporanis tenen l'oportunitat d'intentar fabricar aquest tipus d'aparells.
Beneficis del gas de Brown com a font d'energia
- L'aigua de la qual s'obté HHO està present al nostre planeta en grans quantitats. En conseqüència, les fonts d'hidrogen són pràcticament inesgotables.
- La combustió del gas de Brown produeix vapor d'aigua. Es pot tornar a condensar en un líquid i tornar a utilitzar-se com a matèria primera.
- La combustió de HHO no allibera cap substància nociva a l'atmosfera i no forma subproductes que no siguin l'aigua. Podem dir que el gas de Brown és el combustible més respectuós amb el medi ambient del món.
- Quan s'utilitza un generador d'hidrogen, s'allibera vapor d'aigua.La seva quantitat és suficient per mantenir una humitat còmoda a l'habitació durant molt de temps.
IMPORTANT! L'hidrogen també es pot obtenir per craqueig - refinació del petroli (allibera gas com a subproducte). Aquest mètode és més barat que l'obtenció per electròlisi, però pot haver-hi dificultats per transportar el gas. A més, el gas produït per electròlisi és molt més net que el produït per craqueig.
L'abast del generador d'hidrogen
H2 és un portador d'energia modern que s'utilitza activament en moltes àrees industrials. Aquests són només alguns:
- producció de clorur d'hidrogen (HC)l;
- producció de combustible per a llança-coets;
- producció d'amoníac;
- processament i tall de metalls;
- desenvolupament de fertilitzants per a zones suburbanes;
- síntesi d'àcid nítric;
- creació d'alcohol metílic;
- industria alimentària;
- producció d'àcid clorhídric;
- creació de sistemes de "pis calent".
A més, l'HHO s'ha tornat molt útil en la vida quotidiana, però, amb reserves. En primer lloc, s'utilitza per a sistemes de calefacció autònoms. A més, el gas de Brown s'afegeix a la gasolina en un intent d'enganyar el motor i estalviar combustible.
Tots dos casos tenen les seves pròpies característiques. Per tant, a l'hora d'organitzar la calefacció de la llar, cal tenir en compte que la temperatura de combustió de l'HHO és un ordre de magnitud superior a la del metà. En aquest sentit, cal comprar una caldera especial cara amb un broquet resistent a la calor. En cas contrari, el propietari i la seva casa correran un perill considerable.
Pel que fa a l'ús d'un generador en un cotxe, de vegades el sistema pot funcionar, si està dissenyat correctament. Però és gairebé impossible trobar paràmetres ideals o un factor de guany de potència.A més, no està del tot clar fins a quin punt es reduirà la vida útil del motor i la seva substitució costarà un bon cèntim.
Què es necessita per fer una pila de combustible a casa
Crear una unitat d'hidrogen a casa no és una tasca fàcil. Cal armar-se no només amb una sèrie d'eines, sinó també amb els coneixements rellevants, així com amb diagrames.
Disseny d'un generador d'hidrogen: esquemes i dibuixos
El dispositiu consta d'un reactor amb elèctrodes instal·lats, un generador PWM per a l'alimentació, un segell d'aigua, cables i mànegues que connecten l'estructura. Fins ara es coneixen diversos esquemes d'electrolitzadors, on s'utilitzen plaques o tubs com a elèctrodes.
Els dispositius d'electròlisi en sec també són populars. A diferència de la versió clàssica, en aquesta unitat, les plaques no es col·loquen en un recipient amb líquid, sinó que l'aigua mateixa es dirigeix a l'espai entre els elèctrodes plans.
L'elecció dels materials per a la construcció d'un generador d'hidrogen
Per fer un generador a casa, no es necessiten eines especials i inusuals. Aquí teniu el que heu de preparar:
- serra per treballar amb productes metàl·lics;
- trepant i trepans per a això;
- conjunt de claus;
- tornavís plans i ranurats;
- esmoladora angular ("moladora") amb un cercle per tallar metall;
- multímetre i cabalímetre;
- regle;
- marcador.
Generador d'hidrogen de bricolatge: instruccions
El procés comença amb la creació d'una cèl·lula de producció d'hidrogen. Pel que fa a les dimensions, hauria de ser lleugerament inferior als paràmetres interns de la longitud i l'amplada de la carcassa del generador. En alçada, és 2/3 de l'alçada de l'edifici principal. La cèl·lula està feta de textolita o plexiglàs (gruix de paret 5-7 mm).Per fer-ho, es tallen 5 plaques a mida, de les quals s'enganxa un rectangle i la seva part inferior no està tancada per res.
Amb una esmoladora, les plaques d'elèctrodes es tallen d'una làmina d'acer inoxidable. De mida, haurien de ser 10-20 mm més petites que les parets laterals.
IMPORTANT! Per obtenir prou HHO, l'acer inoxidable s'ha de polir per les dues cares.
En cada placa, cal perforar 2 forats: per subministrar aigua a l'espai entre els elèctrodes i per eliminar el gas de Brown.
Els accessoris per al subministrament d'aigua i l'extracció de gas s'insereixen a les parets del tauler dur. Les juntes on es van unir es tracten acuradament amb segellador. Els tacs s'instal·len en una de les parts transparents del cos i després es col·loquen els elèctrodes.
IMPORTANT! El pla dels elèctrodes de la placa ha de ser pla, en cas contrari els elements poden provocar un curtcircuit.
Les plaques es desprenen dels laterals del reactor mitjançant juntes tòriques, que poden ser de silicona, paronita o un altre material. Després de col·locar l'última placa, es munta un anell de segellat, després del qual el generador es tanca amb una segona paret de tauler dur. L'estructura resultant es fixa amb volanderes i femelles.
El generador està connectat a un dipòsit d'aigua i un bombollador mitjançant mànegues de polietilè. Els coixinets de contacte dels elèctrodes estan interconnectats, després de la qual cosa es connecta energia. La cèl·lula s'activa mitjançant un generador PWM.
Hidrogen a casa: hi ha algun benefici?
Notem de seguida: no és rendible utilitzar un generador d'hidrogen per escalfar una casa.Gastareu més electricitat alliberant H2 pur de la que obtindreu en cremar-lo. Per tant, per 1 kW de calor es gasten 2 kW d'electricitat, és a dir, no hi ha cap benefici. Més fàcil d'instal·lar a casa qualsevol calderes elèctriques.
Per substituir 1 litre de gasolina per un cotxe, es necessitaran 4766 litres d'hidrogen pur o 7150 litres de gas detonant, 1/3 dels quals és oxigen. Fins ara, fins i tot les millors ments del món no han desenvolupat una unitat capaç d'oferir aquest rendiment.
Manteniment de generadors d'hidrogen
L'equip s'ha de mantenir amb cura. Els experts aconsellen seguir els següents consells:
- no milloreu ni modifiqueu el generador vosaltres mateixos, encara que tingueu un dibuix d'enginyeria professional;
- es recomana instal·lar sensors de temperatura especials dins de l'intercanviador de calor a l'equip, que permetran controlar el procés de sobreescalfament de l'aigua;
- Les vàlvules de tancament es poden instal·lar al cremador i connectar-se al sensor de temperatura. Això permetrà que l'aparell es refredi correctament.
Un generador fet a si mateix us permet obtenir hidrogen, però s'utilitza principalment per a experiments i soldadura de gas. Per escalfar una estructura considerable, l'eficiència del dispositiu simplement no és suficient. I al mateix temps, no s'ha d'oblidar la baixa eficiència del dispositiu, així com la molèstia i el cost de muntar-lo.
Articles semblants:
