مولد الهيدروجين محلي الصنع. كيفية إنشاء مولد الهيدروجين في المنزل؟ هل توجد بالفعل طرق لبناء مولد هيدروجين يعمل بكفاءة أعلى من الوحدة؟

اعتمادًا على الغرض الذي تحتاجه من أجله، يمكن الآن شراء مولد الهيدروجين بشكل عام من المتجر. ولكن في كثير من الأحيان الخيارات الصناعيةمن غير المرجح أن تتمكن من تكييفها بشكل مثالي مع احتياجاتك. اختيار النموذج محدود للغاية، والخصائص، وخاصة الكفاءة، لا تسمح لنا بالحديث عنها الاستخدام الفعال. بالإضافة إلى ذلك، فإن أسعار هذه المنتجات، وخاصة إذا نحن نتحدث عنهتلك المخصصة للاستخدام في نظام التدفئة المنزلية لا تظهر اتجاهًا نزوليًا إلى مستوى متوسط ​​على الأقل.

لماذا وفرة العروض و توصيات عمليةحول كيفية صنع مثل هذا الجهاز بيديك في المنزل . يحاول كل مؤلف في كثير من الأحيان إضافة شيء خاص به، لتقديم المشورة بشأن هذا أو ذاك الفروق الدقيقة. يصف العديد من الأشخاص طريقهم الخاص لبناء جهاز محلي الصنع، وإدخاله في نظام وقود السيارة، ودائرة التدفئة المنزلية، وما إلى ذلك. بطريقة أو بأخرى، لا يمكن تأكيد فعالية أي توصيات إلا من خلال التجربة الشخصية. يمكن تجميع معظم النصائح في عدة مواضيع رئيسية:

• البحث عن مخطط يسمح بأقل تكلفةوإنتاج الغاز بأكبر قدر من الكفاءة؛
• اختيار المواد التي ينبغي أن تصنع منها مكونات الجهاز؛
• اختيار الكواشف المستخدمة للتحلل المائي.
• المعلمات الهندسية والكهربائية وغيرها من المكونات (متطلبات حجم العناصر ومصدر الطاقة وما إلى ذلك).

دوائر منزلية بسيطة

إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار الوحدات المتطورة والتي يصعب إعادة إنتاجها في المنزل، ولكن يقتصر الأمر على الوسائل والمواد المرتجلة التي يمكنك العثور عليها دون مغادرة المنزل، فقد يتبين أنه يمكنك صنع مدمج، ولكن مولد فعالالهيدروجين ليس مشكلة مستعصية على الحل. واحدة من أكثر دوائر بسيطةيتضمن مكونات في متناول الجميع تقريبًا. إليك هذه الأشياء التي يمكن أن تكون موجودة بسهولة في منزلك:

• مصدر الطاقة (12 فولت، 1-2 أمبير)؛
• وعاء زجاجي بغطاء معدني ملولب (~0.5 لتر)؛
• زجاجة بلاستيكية (~ 1.0 لتر)؛
• مسطرة بلاستيكية مستطيلة (10-15 سم)؛
• شفرات الحلاقة (الشفرات اللوحية، تأتي في علب مستطيلة مكونة من 10 قطع)؛
• زوج من الأنظمة الطبية الوريدية؛
• توصيل الأسلاك (مصنوعة من النحاس، مقطع عرضي صغير)؛
• الماء وملح الطعام.

لصنع مولد هيدروجين من هذه المجموعة من العناصر بيديك، ستحتاج إلى أداة بسيطة، مثل سكين القرطاسية، وورق الصنفرة، ومكواة لحام مع مواد لحام مناسبة، مملوءة بـ مسدس الغراء. يجب أن تبدأ بتحضير الشفرات، والتي تتكون من تجريدها من جانب واحد على طول حواف غير حادة (2-3 مم) وصبغها بالقصدير. ثم من الضروري تطبيق الشقوق والأخاديد بالتساوي (كل 3-4 مم) على المسطرة. سيتم وضع الشفرات فيها.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن زيادة المسافة بين الفتحات سوف يستلزم استهلاكًا أكبر للتيار، وبالتالي ستكون هناك حاجة إلى مصدر طاقة أكثر قوة.

يجب أن تكون كل شفرة متعامدة مع المستوى الرئيسي للمسطرة. يتم تثبيتها بالغراء بحيث يتم استبعاد الاتصال الكهربائي. بصريا، والنتيجة هي نوع من بطارية التدفئة المضلعة المصغرة. بعد أن يجف الغراء، من الضروري استكمال الهيكل الناتج بوصلات سلكية. ببساطة، تحتاج إلى توصيل جميع الشفرات ذات الأرقام الفردية بسلك واحد، وجميع الشفرات ذات الأرقام الزوجية بالآخر (على غرار ما يتم مع اللوحات الموجودة داخل البطاريات).

بعد ذلك، يجب عمل ثقوب في الغطاء المعدني لهذا الزوج من أسلاك الإمداد، وفتحة أخرى أكبر لمخرج الهيدروجين (يتم تحديد القطر حسب حجم مرشح القطارة، الذي سيتم تركيبه في الغطاء). يمكن تثبيت المسطرة ذات الشفرات هنا على المستوى الداخلي الحر للغطاء. يجب ملء جميع الثقوب التي يتم إجراؤها بعد تمرير الأسلاك والقطارات من خلالها بالغراء لتثبيت هذه العناصر. بحيث يغلق الغطاء بعد الشد حجم الجرة محكم الإغلاق تمامًا.

يجب أن تكون الزجاجة البلاستيكية مجهزة بحيث تعمل كختم للمياه الفقاعية (قد يكون هناك أكثر من واحد). يجب أن يصل خرطوم الجرة الزجاجية الذي يمر عبر الغطاء إلى قاع الزجاجة تقريبًا. وعليه يقع الخرطوم الثاني لإزالة الهيدروجين في الجزء العلوي. يجب أيضًا إغلاق ممر الموصل الموجود في الغطاء.

أنت الآن بحاجة إلى صب الماء في الزجاجة (وليس إلى الأعلى) وفي الجرة، ثم صب بضع ملاعق كبيرة من الملح في الجرة الأخيرة وحركها. بعد ذلك، كل ما تبقى هو إغلاق الأغطية بإحكام والبدء في اختبار هذا المولد الصغير الذي أنشأته بنفسك. بعد وقت قصير من تشغيل مصدر الطاقة، يمكنك مراقبة عملية التحلل المائي وإطلاق الهيدروجين. يجب أن يكون كافيًا أنه عندما تضع ولاعة مضاءة على طرف الإبرة الموجودة على خرطوم المخرج، يتم التقاط اللهب بواسطة هذا الموقد الصغير. بالطبع، هذا مجرد نموذج أولي يوضح الإمكانية الأساسية لإنشاء مثل هذا الجهاز في المنزل.

لأغراض جدية مثل تدفئة المنزل أو قطع المعادن بالغاز، ستحتاج بالطبع إلى توسيع نطاقها.بدلاً من الشفرات، خذ لوحات أكبر كاملة، بدلاً من العلبة التي تحتوي على زجاجة، استخدم الحاويات المقابلة، وما إلى ذلك. المخططات الشائعة الأخرى التي يمكن القيام بها أيضًا بيديك في المنزل (على الأقل في المرآب)، في البنية الأساسيةكلها مماثلة لتلك الموصوفة. يمكن أن تؤخذ الحاويات أشكال مختلفةومن مواد مختلفةيمكن لمركبات المعادن والقلويات والأحماض وما إلى ذلك أن تعمل ككواشف. باختصار، هناك مجال كبير للتجريب.

أين ترسل

اعتمادًا على الأهداف التي حددتها لنفسك، ومدى إتقانك للمخططات التي يقترحها الحرفيون لتنفيذها بيديك بمهارة وعمق، ومدى تقدمك في تجاربك، يعتمد على كيفية ومكان تطبيق نتائج عملك. وبشكل عام هناك عدة اتجاهات رئيسية:

• قطع الغاز للمعادن.
• إثراء الوقود في السيارة.
• التدفئة في المنزل.

تظهر ممارسة سائقي السيارات اليائسين أن هذه الأجهزة، بما في ذلك تلك المصنوعة يدويا، يمكن أن تكون فعالة للغاية سواء من حيث الاقتصاد في استهلاك الوقود أو من حيث تقليل استهلاك الوقود. المواد الضارةفي العوادم. وفيمؤخرا

على اتساع المدونات والمنتديات، يتم مناقشة تطبيق جديد إلى حد ما لمثل هذه المنتجات - في أنظمة التدفئة. يتم تنفيذ هذا بشكل أساسي كإضافة إلى الأجهزة الرئيسية.

على سبيل المثال، الأرضيات أو الجدران الدافئة. عند إنشاء جهاز مثل مولد الهيدروجين بيديك في المنزل، خذ عناء الاهتمام بقواعد السلامة الأساسية. إذا كان مخصصًا لنظام التدفئة، فيجب أن يكون مصممًا للتشغيل على مدار الساعة. هذا صحيح بشكل خاص إذا قررت استخدام مركبات كيميائية غير ضارة ككواشف.(المحلل الكهربائي) هو جهاز يستخدم الضوء من عمليتين: فيزيائية وكيميائية.

أثناء التشغيل، تحت تأثير التيار الكهربائي، يتحلل الماء إلى الأكسجين والهيدروجين. وتسمى هذه العملية التحليل الكهربائي. يحظى المحلل الكهربائي بشعبية كبيرة بين الأكثر الأنواع المعروفةمولدات الهيدروجين.

كيف يعمل الجهاز

يتكون المحلل الكهربائي من عدة صفائح معدنية مغمورة في وعاء مغلق به ماء مقطر.

يحتوي السكن نفسه على أطراف لتوصيل مصدر الطاقة ويوجد غلاف يتم من خلاله تفريغ الغاز.

يمكن وصف تشغيل الجهاز على النحو التالي: يتم تمرير تيار كهربائي عبر الماء المقطر بين ألواح ذات مجالات مختلفة (أحدها يحتوي على الأنود والآخر يحتوي على الكاثود)، مما يؤدي إلى تقسيمه إلى أكسجين وهيدروجين.

اعتمادًا على مساحة الصفائح، يكون للتيار الكهربائي قوته؛ إذا كانت المساحة كبيرة، فإن الكثير من التيار يمر عبر الماء ويتم إطلاق المزيد من الغاز. يكون مخطط توصيل اللوحات بديلاً، أولاً زائد، ثم ناقص، وهكذا.

يوصى بصنع أقطاب كهربائية من الفولاذ المقاوم للصدأوالتي لا تتفاعل مع الماء أثناء عملية التحليل الكهربائي. الشيء الرئيسي هو العثور على الفولاذ المقاوم للصدأ جودة عالية. ومن الأفضل جعل المسافة بين الأقطاب الكهربائية صغيرة، ولكن حتى تتمكن فقاعات الغاز من التحرك بينهما بسهولة. من الأفضل صنع أدوات التثبيت من نفس معدن الأقطاب الكهربائية.

يرجى الملاحظة:نظرًا لحقيقة أن تكنولوجيا التصنيع مرتبطة بالغاز، لتجنب تكوين شرارة، فمن الضروري إجراء توافق محكم لجميع الأجزاء.

في النموذج قيد النظر، يشتمل الجهاز على 16 لوحة، وتقع من بعضها البعض في حدود 1 مم.

نظرًا لحقيقة أن الألواح تحتوي على مساحة سطحية وسمك كبيرة إلى حد ما، سيكون من الممكن المرور عبر مثل هذا الجهاز التيارات العاليةومع ذلك، فإن المعدن لن يسخن. إذا قمت بقياس سعة الأقطاب الكهربائية في الهواء، فستكون 1 نانو فهرنهايت؛ وتستخدم هذه المجموعة ما يصل إلى 25 أمبير في ماء الصنبور العادي.

لتجميع مولد الهيدروجين بيديك، يمكنك استخدام حاوية الطعام، لأن البلاستيك مقاوم للحرارة. ثم تحتاج إلى إنزال الأقطاب الكهربائية في الحاوية لتجميع الغاز باستخدام موصلات معزولة بإحكام وغطاء ووصلات أخرى.

إذا كنت تستخدم حاوية معدنية، لتجنب ذلك ماس كهربائى، الأقطاب الكهربائية متصلة بالبلاستيك. يتم تثبيت موصلين على جانبي التركيبات النحاسية والنحاسية (تركيب - تركيب، تجميع) لاستخراج الغاز. يجب تأمين موصلات وتجهيزات التلامس بإحكام باستخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون.

الامتثال لتدابير السلامة

المحلل الكهربائي هو جهاز عالي الخطورة.

لذلك، أثناء تصنيعه وتركيبه وتشغيله، من الضروري الالتزام بتدابير السلامة العامة والخاصة.

وتشمل التدابير الخاصة ما يلي:

• يجب التحكم في تركيز خليط الهيدروجين والأكسجين لمنع حدوث انفجار.
• إذا كان مستوى السائل غير مرئي في نافذة التفتيش لمولد الهيدروجين، فلا يمكن استخدامه؛
• عند إجراء الإصلاحات، تحتاج إلى التأكد من عدم وجود الهيدروجين في نقطة نهاية النظام؛
• استخدام اللهب المكشوف، الكهربائية أجهزة التدفئةومصابيح محمولة بجهد يزيد عن 12 فولت بالقرب من المحلل الكهربائي؛
• عند العمل مع المنحل بالكهرباء، يجب عليك حماية نفسك باستخدام معدات الحماية (الملابس العامة والقفازات والنظارات الواقية).

يعتقد الحرفيون المؤهلون أن صنع مولدات الهيدروجين محلية الصنع للسيارات في المنزل يعد مهمة محفوفة بالمخاطر.

يفسرون ذلك بحقيقة أن المحلل الكهربائي للسيارة يحتوي على نظام معقد وغير آمن من الأجهزة.

يتطلب تصنيع هذه الوحدات استخدام مواد وكواشف خاصة.

يرجى الملاحظة:في حالة التثبيت الذاتي للمحلل الكهربائي الذي صنعته بنفسك، يوصى بالاستبعاد الصارم لاحتمال دخول الغاز إلى غرفة الاحتراق عند إيقاف تشغيل المحرك. عند إيقاف تشغيل المحرك، يجب أن يتم فصل مولد الهيدروجين تلقائيًا عن الشبكة الإمدادات الكهربائيةسيارة.

إذا كنت لا تزال تقرر صنع جهاز التحلل المائي للسيارة بنفسك، فيجب عليك بالتأكيد تجهيزه بفقاعة - وهذا صمام مياه خاص. سيؤدي استخدامه إلى زيادة السلامة بشكل كبير عند قيادة السيارة.

تدفئة المنزل بالغاز البني

الهيدروجين هو العنصر الكيميائي الأكثر شيوعًا، لذا فإن استخدامه مربح اقتصاديًا.

بالنسبة للعديد من أصحاب المنازل والبيوت، غالبا ما يطرح السؤال حول كيفية الحصول على طاقة "نظيفة" ورخيصة للاحتياجات المنزلية. يمكن العثور على الإجابة في ابتكارات مثل مولد المياه لتدفئة المنزل.

وقد سمح العلماء، بفضل تطوراتهم، للكثيرين باستخدام مثل هذا الجهاز لإنتاج الغاز. المنشأة قادرة على توليد الهيدروجين (الغاز البني) وسيتم استخدام هذا الغاز لتوليد الطاقة.

هل يمكنك تخيل هذا الارتباط؟ الصيغة الكيميائية، مثل هو. يمكن الحصول على هذا الغاز من الماء باستخدام طريقة التحليل الكهربائي. هناك العديد من الأمثلة في الحياة عندما يريد الناس تدفئة منازلهم بالأكسجين الهيدروجين. ولكن لكي يكتسب هذا النوع من الوقود شعبية، عليك أولاً أن تتعلم كيفية إنتاجه (غاز براون) في الظروف المنزلية.

لا توجد تكنولوجيا حتى الآن تسخين الهيدروجينمنزل خاص، والذي سيكون موثوقًا به تمامًا.

شاهد الفيديو الذي يشرح فيه أحد المستخدمين ذوي الخبرة كيفية صنع مولد الهيدروجين بيديك:

الهيدروجين (H2)، "توليد الماء"، هو العنصر الأكثر شيوعا في الكون. وفقا للعلماء، فهي تمثل ما يقرب من 90٪ من جميع الذرات في الكون. الهيدروجين، الذي يوفر الطاقة لشمسنا أثناء تفاعل الاندماج النووي الحراري، يمكن أن يكون بمثابة وقود ممتاز على الأرض. هذا هو الوقود الوحيد غير الضار على الإطلاق والصديق للبيئة: عند حرق الغاز، يدخل في تفاعل كيميائي مع الأكسجين، ومنتج الاحتراق هو الماء المقطر. يعتبر الهيدروجين وقودًا مثاليًا من جميع النواحي، كما أنه مثالي أيضًا لتدفئة المنزل. علاوة على ذلك، يمكن تحويل غلاية الغاز التقليدية إلى غلاية تسخين الهيدروجين عن طريق الإضافة فقط تغييرات طفيفةفي تصميمه. مشكلة واحدة: على الرغم من انتشار الهيدروجين (نحن أنفسنا نصف مصنوعين منه)، فإنه لا يوجد تقريبًا على كوكبنا في شكله النقي. في بيع مفتوحهذا الغاز غير متوفر، أين يمكننا الحصول عليه بكميات كافية؟ يعطينا الإنترنت إجابة واضحة ودقيقة: شراء أو تجميع مولد الهيدروجين للتدفئة المنزلية.

تقنيات إنتاج الهيدروجين النقي

هناك العديد من التقنيات لإنتاج الهيدروجين. سنذكر فقط أولئك الذين يجدون التطبيق العمليخارج أسوار المختبرات:

• التفاعل الكيميائي للماء مع المعادن. الوقود هو الماء، والكاشف عبارة عن سبيكة من الألومنيوم والجاليوم. وتكفي 150 كيلوغراماً من خلايا الوقود لقيادة سيارة هيدروجينية مسافة 500 كيلومتر، ومن ثم يجب إزالة المعدن وإرساله للاسترداد، الأمر الذي يتطلب التعرض لدرجات حرارة عالية.
• تحويل الغاز الطبيعي، تغويز الفحم، الانحلال الحراري للخشب. ومن خلال التسخين فوق 1000 درجة مئوية، يمكن الحصول على الهيدروجين النقي من الهيدروكربونات لتدفئة المنزل.
• التحليل الكهربائي للماء. يعتبر التحليل الكهربائي بدرجة حرارة عالية أكثر فعالية.
• إنتاج الهيدروجين من الكتلة الحيوية. يمكن أن تكون المواد الخام هي السماد والقش والعشب والطحالب والنفايات الزراعية الأخرى. يمكن أن يحتوي الغاز الحيوي على ما بين 2 إلى 12% هيدروجين.
• يتم الحصول على الهيدروجين "غير المرغوب فيه" من النفايات المنزليةوإخضاعها للتحلل الحراري.

مولدات الهيدروجين المنزلية

كما يتبين من القسم السابق، الأغلبية العمليات التكنولوجيةوينطوي إنتاج الهيدروجين الصناعي على التعرض لدرجات حرارة عالية، وهو ما يمثل مشكلة في المنزل. دعونا نفكر في تركيبات التدفئة الهيدروجينية المتوفرة في المنازل الخاصة:

الهيدروجين من السماد

مصانع الغاز الحيوي، والتي يوجد منها الكثير أوروبا الغربية، بدأت تظهر بين المزارعين المحليين. إن مفاعلات الغاز الحيوي محلية الصنع التي تتحدث عنها "الأيدي المجنونة" على الإنترنت لا تتميز بالإنتاجية ولا باستقرار التوليد. فقط التركيبات المعقدة والمكلفة إلى حد ما تكون فعالة، بشرط وجود إمدادات مستقرة من المواد الخام. من المستحيل القيام بذلك في مزرعة خاصة صغيرة، ولكنه ممكن في مزرعة قوية الزراعة. الهيدروجين ليس سوى منتج ثانوي في إنتاج الغاز الحيوي، وكقاعدة عامة، لا يتم فصله عن طريق حرقه مع الميثان. ولكن إذا لزم الأمر، يمكن فصل H2.

رسم تخطيطيمصنع الغاز الحيوي. ولضمان أن تكون عملية إنتاج الغازات القابلة للاشتعال مكثفة، يتم تخمير المواد الخام وتحريكها بشكل دوري

الهيدروجين من الماء

التحليل الكهربائي مصنع الهيدروجينلتدفئة المنزل - الحل الوحيد المتاح اليوم لمنزل خاص. المحلل الكهربائي صغير الحجم، وسهل الصيانة، ويمكن تركيبه فيه غرفة صغيرة. المواد الخام لإنتاج الوقود - ماء الصنبور. هناك عدد من الشركات المصنعة المعروفة التي تقدم مولدات هيدروجين منزلية مماثلة للتدفئة المنزلية وتزويد السيارات بالوقود. على سبيل المثال، منذ عام 2003، تنتج شركة هوندا محطة الطاقة المنزلية، واليوم يتم بيع الجيل الثالث بالفعل. تم تجهيز HES III الألواح الشمسية، يمكن تركيبها في المرآب أو في الهواء الطلق.

محطة الطاقة المنزلية عبارة عن منشأة مكلفة للغاية قادرة على إنتاج ما يصل إلى 2 متر مربع من الهيدروجين في الساعة من الغاز الطبيعي أو عن طريق التحليل الكهربائي للماء. وتضم المحطة مصلح، خلايا الوقودونظام التنقية والضاغط وخزان الغاز. يمكن أن تأتي الكهرباء من الشبكة أو يتم توليدها بواسطة الألواح الشمسية

بالإضافة إلى المعدات "ذات العلامات التجارية"، والتي، بالمناسبة، لا أحد يزود بلدان رابطة الدول المستقلة رسميًا، يتم الإعلان اليوم على نطاق واسع عن مولدات H2 التي ينتجها أصدقاؤنا في المملكة الوسطى أو زملائنا الطاجيكيين في المرائب المحلية. يختلف مستوى الجودة والإنتاجية، من لا شيء إلى مقبول مشروط. بائعو هذه المعدات، على عكس اليابانيين الصادقين الذين لا يعدون بالمن من السماء، يستخدمون كلمة "قذرة" تقنيات الإعلان، خداع علني المشترين المحتملينفيما يتعلق بخصائص معداتهم التي تباع بأسعار مبالغ فيها.

مصنع شبه مؤقت لإنتاج الهيدروجين

افعل ذلك بنفسك تسخين الهيدروجين، والذي يتضمن الإنتاج الذاتيمحلل كهربائي هذا ممكن وليس صعبًا جدًا إذا بارع في المنزليعرف أساسيات الهندسة الكهربائية ويداه تنموان حيث ينبغي. ما مدى فعالية وآمنة هو سؤال منفصل.

والسؤال الآخر هو أن الحصول على الوقود ليس سوى جزء من المشكلة. من الضروري ضمان جيلها في الكميات المطلوبة، منفصل عن الأكسجين وبخار الماء، ينشئ احتياطيًا، ويوفر الضغط المستمرعندما يتم توفيره لمولد الحرارة.

كم تكلفة كيلوغرام من الهيدروجين؟

متوسط ​​تكلفة 1 كجم من الهيدروجين، اعتمادًا على تقنية إنتاجه، وفقًا لمختبر INEEL، هو كما يلي:

• التفاعل الكيميائي - 700 روبل الطريقة القياسيةاسترداد الكاشف و 320 - عند استخدام طاقة محطة الطاقة النووية.
• التحليل الكهربائي من الشبكة الصناعية- 420 روبل. البيانات صالحة للمحللات الكهربائية المتوازنة "ذات العلامات التجارية". أما بالنسبة لمنتجات الحرف اليدوية، فمن الواضح أن المؤشرات أقل.
• الإنتاج من الكتلة الحيوية - 350 روبل.
• تحويل الهيدروكربونات - 200 روبل.
• التحليل الكهربائي بدرجة حرارة عالية في محطات الطاقة النووية - 130 روبل.

ومن هذه الأرقام يتضح أن أرخص طريقة لإنتاج الهيدروجين هي في محطات الطاقة النووية، حيث يوجد مورد مهم ارتفاع درجة الحرارة، هو منتج ثانوي للإنتاج الرئيسي. كما أن طاقة الهيدروجين من المصادر المتجددة لا تكفي لتغطية تكاليفها بسبب ارتفاع تكلفة المعدات. ماذا عن التدفئة المنزلية المعتمدة على الهيدروجين؟ تركيب مدمج؟ عليك أن تفهم أنه لا يمكن التحايل على قانون الحفاظ على الطاقة. من أجل إطلاق H2 في المحلل الكهربائي، سيتعين عليك إنفاق مبلغ معين الطاقة الكهربائية. للحصول عليه، تم حرق الوقود الأحفوري في محطة للطاقة الحرارية أو تم توليد الطاقة بواسطة محطة الطاقة الكهرومائية. ثم تم نقل الكهرباء عبر الأسلاك. في جميع مراحل العملية، تحدث خسائر لا مفر منها وستكون كمية الطاقة الحرارية المحتملة التي تم الحصول عليها في النهاية أقل مما كانت عليه في البداية.

هل من المربح تدفئة المنزل بالهيدروجين؟

يقنع بائعو مولدات الهيدروجين المدمجة المشترين بأن تدفئة المنزل بالهيدروجين أمر رخيص للغاية. من المفترض أن هذا أكثر ربحية من التدفئة بالغاز. يقولون أن الماء الذي يتم سكبه في التركيب لا يكلف شيئا، وهم صامتون بشأن التكاليف الأخرى. مثل هذه الوعود لها تأثير سحري على بعض مواطنينا الذين يحبون الهدايا المجانية. ولكن دعونا لا نكون مثل بينوكيو، وقبل أن نطأ قدمنا ​​أرض الحمقى، دعونا نكتشف التكلفة الفعلية لتسخين الهيدروجين في المنزل.

ويبلغ متوسط ​​سعر بيع الغاز الطبيعي للسكان لأغراض التدفئة وتوليد الكهرباء 4.76 روبل/م3. 1 م3 يحتوي على 0.712 كجم. وعليه فإن 1 كجم من الغاز الطبيعي يكلف 6.68 روبل. ويبلغ متوسط ​​القيمة الحرارية للغاز الطبيعي 50.000 كيلوجول/كجم. أما بالنسبة للهيدروجين فهو أعلى بكثير، 140.000 كيلوجول/كجم. وهذا هو، من أجل الحصول على كمية من الطاقة الحرارية تساوي تلك الناتجة عن احتراق 1 كجم من الهيدروجين، ستكون هناك حاجة إلى 2.8 كجم من الغاز الطبيعي. تكلفتها 13.32 روبل. الآن دعونا نقارن تكلفة الطاقة الحرارية التي يتم الحصول عليها من حرق 1 كجم من الهيدروجين الذي تم الحصول عليه في محلل كهربائي جيد في المصنع ومن 2.8 كجم من الغاز الطبيعي: 420 روبل مقابل 13.32. الفرق هائل حقًا، 31.5 مرة! حتى بالمقارنة مع أغلى الأنواع التقليديةالتدفئة كهربائية، والهيدروجين لا يمكنه حتى أن يقترب من المنافسة، فهو يكلف 4 مرات أكثر! من الأفضل استخدام الكهرباء التي سيتم إنفاقها على تشغيل المحلل الكهربائي لتشغيل أجهزة التدفئة الكهربائية؛

أما آفاق الطاقة الهيدروجينية فهي موجودة، لكن النجاح مرتبط بالواعدة التقنيات الصناعية، والتي لم يتم اختراعها بعد. من المؤكد أن مولدات الهيدروجين المنزلية ومركبات الهيدروجين غير مربحة على الأقل خلال العقود القادمة. ولا يمكن استخدامها المحدود للغاية في بعض البلدان إلا بفضل الإعانات الحكومية الكبيرة كجزء من البرامج البيئية التجريبية.

تذكار موري - بضع كلمات حول احتياطات السلامة

الهيدروجين هو غاز قابل للاشتعال والانفجار. وفي نفس الوقت فهو عديم الرائحة ومن المستحيل تحديد تسربه بدون معدات خاصة. التعامل مع مثل هذا مظهر خطيريتطلب الوقود تدابير سلامة خاصة. من الضروري التحقق بشكل دوري من ضيق خطوط الأنابيب وصهاريج التخزين وإمكانية الخدمة صمامات الإغلاق. مولد H2 ليس جهازًا بسيطًا كما قد يبدو من مقاطع الفيديو القصيرة. هذه قنبلة محتملة يمكن أن تفجر منزلك. يعد تحويل غلاية تسخين الغاز إلى غلاية هيدروجينية بيديك أمرًا خطيرًا أيضًا.

غلاية تسخين الهيدروجين محلية الصنع، تم تحويلها بطريقة أو بأخرى من حرق الخشب القديم، ومولد الهيدروجين لتدفئة المنزل، مجمعة على الركبة وغير آمنة. يتحدث مؤلفو الفيديو عن الكفاءة الاستثنائية للتركيب، دون إعطاء أي أرقام وعرض طلب مماثل منهم بسعر معقول

فضح الخرافات حول كفاءة غلايات الهيدروجين

إذا لم تقنعك الحسابات الاقتصادية، وما زلت تقرر تجربة موضوع تسخين الهيدروجين بخسارة، فإننا نوصي بشدة بعدم الانخراط في أنشطة الهواة، ولكن دعوة المتخصصين ذوي الخبرة في هذا المجال من النشاط. بالمناسبة، هناك عدد قليل جدا منهم في بلدنا.

أسعار الوقود ترتفع كل عام، ولا نهاية في الأفق لارتفاعها. لذلك، فإن مسألة الادخار ذات صلة تماما، خاصة عندما الوضع الحاليفي البلاد. فيما يتعلق بالأزمة، فكرت في كيفية توفير البنزين. قام بعض السائقين منذ فترة طويلة بتركيب معدات الغاز لهذا الغرض وتحولوا من البنزين إلى الغاز، لكن هذه المناورة لا تساعد حقًا في توفير المال. وكما تبين، هناك طريقة أخرى لاستخدام كمية أقل من الوقود، وهي مولد الهيدروجين للسيارة. لا، هذا لا يعني أن السيارة ستعمل بالهيدروجين وسوف تتخلى عن البنزين، ولكن هذا سيسمح لك بالفعل بتقليل الكمية الأولية للوقود المستهلك عن طريق إنشاء خليط الهيدروجين والبنزين.

لتحديث القارئ، سأخبرك أولاً كيف يعمل مولد الهيدروجين للسيارة. يجب أن يشير الاسم إلى أن هذا الجهاز يولد شيئًا ما عن طريق تحويل مادة إلى أخرى. مولد الهيدروجين هو الجهاز الذي تفاعل كيميائيالهيدروجين مع الأكسجين مما يؤدي إلى تكوين تيار كهربائي.

مبدأ التشغيل هو كما يلي: على جانب واحد من المولد، يتم توفير الهيدروجين إلى الأنود، ومن ناحية أخرى، يتم توفير الأكسجين من الهواء إلى الكاثود. نظرًا لأن الأنود عبارة عن محفز بلاتيني، فإنه يقسم ذرات الهيدروجين، مما ينتج عنه أيونات موجبة الشحنة وبروتونات لها شحنة سالبة. يسمح غشاء البوليمر الموجود بين الكاثود والأنود بمرور أيونات الهيدروجين فقط. أين تذهب الإلكترونات ذات الشحنة السالبة؟ يجدون طريقًا آخر - يصلون إلى الكاثود، ويشقون طريقهم على طول الدائرة الخارجية، أثناء الإنشاء التيار الكهربائي.

بمجرد وصولها إلى الكاثود، تتفاعل جزيئات الهيدروجين مع الأكسجين. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل المياه، والتي يتم تفريغها في الخارج. يتكون المولد من خلايا تنتج إحداها ما يصل إلى 1.16 فولت. وهذا بالطبع لا يكفي لبدء تشغيل السيارة. لذلك فإن مولد الهيدروجين للسيارة له هيكل عدد كبيرالخلايا الفردية. تعتمد الطاقة على عدد الخلايا وكذلك على حجم الغشاء.

هل هي اقتصادية؟

يوفر مولد الهيدروجين كمية الوقود المستخدمة في وضع المدينة وعلى الطريق السريع.يعتمد معدل التوفير على قوة المولد وطراز السيارة. إذا قمت بإجراء مسح للسائقين الذين يستخدمون هذا التثبيت، فيمكنك أن تفهم أن توفير الوقود عند استخدام مولد الهيدروجين يتراوح من 15 إلى 30 بالمائة. لكن عليك أن تعلم أن استخدامه لا يساعد فقط على توفير الوقود، بل له بعض التأثير على تشغيل السيارة، وهذا التأثير ليس إيجابياً دائماً.

مولد DIY بسيط

لتوفير الوقود، يمكنك استخدام مولد الهيدروجين، والذي يمكنك تجميعه بنفسك. لذلك، دعونا نجمع الجهاز ونوفر أموالنا.
لجمعها، تحتاج إلى تخزين المواد الضروريةوالتفاصيل:

لإنشاء مولد، عليك أن تأخذ حاوية وتضع فيها لوحات. لمنع تلف الحاوية أثناء الاهتزاز، يجب أن يكون جسمها متينًا. لتعزيزها، يمكنك لصق شرائح من زجاج شبكي على سطح الحاوية أو صنع أضلاع تصلب من البولي إيثيلين.

اصنع ثقوبًا في غطاء الحاوية وقم بتمرير الأسلاك من خلالها إلى اللوحة. من الأفضل جعل الغطاء قابلاً للإزالة بسرعة لضمان تجديد المياه دون عوائق في المستقبل، لكن لا تنس أن الغطاء يجب أن يغلق بإحكام. كمادة مانعة للتسرب، يمكنك استخدام حشية سيليكون لا يزيد سمكها عن 1 ملليمتر. بهذه الطريقة سوف تتجنب فقدان الغاز.

لتزويد مشعب السحب بالغاز، تحتاج إلى عمل ثقب في الغطاء وتوصيل أنبوب به. ولتجنب فقدان الطاقة، ينصح باستخدام جودة عالية مادة عازلة. القادمة تحتاج إلى تجميع وحدة التحكم. للقيام بذلك، تحتاج إلى فهم القليل عن مبادئ الإلكترونيات الراديوية.

إذا لم تكن لديك المهارات، فيمكنك طلب الكتلة من أحد المتخصصين (لا يزال أرخص من شرائها من المتجر). تتحكم وحدة التحكم بشكل مستقل في التيار الذي يجب توفيره للوحات اعتمادًا على تشغيل المحرك. في البداية، من خلال المحاولات التجريبية، قم بتعيين القوة الحالية على اللوحات في الوضع سرعة الخمولوفي هذه اللحظة السرعة القصوى. سيؤدي هذا إلى إنشاء الحد الأدنى والحد الأقصى للحدود للمولد.

يوجد أيضًا مولد به محرك يدوي، ولكنه أكثر ملاءمة لاستخدام جهاز آلي. بمجرد تركيب المولد، يجب فحص جميع التوصيلات بعناية للتأكد من عدم وجود خسائر. يمكنك التحقق باستخدام رغوة الصابون. يتم وضع الرغوة على الوصلة، وفي حالة وجود تسرب، ستخبرك الفقاعات بذلك. لا يؤثر التسرب على هدفك الأصلي المتمثل في توفير المال فحسب، بل قد يؤدي تسرب الهيدروجين أيضًا إلى اشتعال النار في سيارتك.

سأقدم لك بعض النصائح ذات الصلة: للتحديث، يمكنك توصيل الخزان الثاني. يتم تثبيته أقل قليلاً من الأول. يجب أن تكون الخزانات متصلة ببعضها البعض بواسطة أنبوبين. يتم استخدام أنبوب واحد لتوفير المياه، والثاني لتصريف الغاز. يتم استخدام الخزان الثاني أكثر كمخزن، والأول يقوم بالعمل الرئيسي.

يجب أن تكون جميع الاتصالات متصلة بإحكام. وإلا فإنها سوف تسخن وقد يحدث شرارة نتيجة للتسخين.

لا تحتاج إلى معرفة الكثير لتوفير القليل من المال على الوقود. سيساعدك مولد الهيدروجين في ذلك. من المهم أن نفهم أنه أثناء تشغيل المولد، يتم إنتاج الغاز، ويكون الغاز قابلاً للانفجار. ولذلك، فمن الضروري التعامل مع هذه العملية بأقصى قدر من المسؤولية. أتمنى لك حظا سعيدا ومدخرات كبيرة.

فيديو "افعل ذلك بنفسك مولد الهيدروجين للسيارة"

يوضح التسجيل كيف يمكنك صنع مولد هيدروجين للسيارة في المنزل.

الهيدروجين عمليا منظر مثاليالوقود ولكن المشكلة أنه لا يوجد على كوكبنا إلا على شكل مركبات مع غيرها العناصر الكيميائية. ولا تزيد حصة المادة "النقية" في الغلاف الجوي عن 0.00005%. وبالنظر إلى هذه الحقائق، يصبح قضية موضعيةحول مولد الهيدروجين. دعونا نفكر في مبدأ تشغيل مثل هذا الجهاز وميزات تصميمه ونطاق التطبيق وإمكانية الإنتاج الذاتي.

وصف ومبدأ تشغيل مولد الهيدروجين

هناك عدة طرق لاستخلاص الهيدروجين من المواد الأخرى، نذكر أكثرها شيوعاً:

1. التحليل الكهربائي، هذه التقنية هي الأبسط ويمكن تنفيذها في المنزل. خلال محلول مائييحتوي على الملح، ويتم تمرير تيار كهربائي مباشر، وتحت تأثيره يحدث تفاعل يمكن وصفه بالمعادلة التالية: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 . في في هذه الحالةيتم إعطاء المثال لمحلول ملح المطبخ العادي، وهو ليس كذلك الخيار الأفضل، حيث أن الكلور المنطلق هو مادة سامة. لاحظ أن الهيدروجين الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة هو أنقى (حوالي 99.9%).
2. عن طريق تمرير بخار الماء فوق فحم الكوك المسخن إلى درجة حرارة 1000 درجة مئوية، في مثل هذه الظروف يحدث التفاعل التالي: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. استخلاص الميثان عن طريق تحويل البخار ( شرط ضروريللتفاعل - درجة الحرارة 1000 درجة مئوية): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. الخيار الثاني هو أكسدة الميثان: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. أثناء عملية التكسير (تكرير النفط)، يتم إطلاق الهيدروجين كمنتج ثانوي. لاحظ أنه لا يزال من المعتاد في بلادنا حرق هذه المادة في بعض مصافي النفط بسبب نقصها المعدات اللازمةأو الطلب الكافي

من بين الخيارات المدرجة، الخيار الأخير هو الأقل تكلفة، والأول هو الأكثر سهولة؛ وهو الذي يشكل الأساس لمعظم مولدات الهيدروجين، بما في ذلك تلك المنزلية. مبدأ عملها هو أنه في عملية تمرير التيار عبر المحلول، يجذب القطب الموجب الأيونات السالبة، والقطب ذو الشحنة المعاكسة يجذب الأيونات الموجبة، مما يؤدي إلى تقسيم المادة.

ميزات التصميم وتصميم مولد الهيدروجين

في حين أنه لا توجد أي مشاكل في الحصول على الهيدروجين الآن، إلا أن نقله وتخزينه لا يزال قائما مهمة عاجلة. جزيئات هذه المادة صغيرة جدًا بحيث يمكنها اختراق المعدن، مما يشكل خطرًا معينًا على السلامة. التخزين الممتص لا يختلف ربحية عالية. ولذلك فإن معظم الخيار الأفضل– توليد الهيدروجين مباشرة قبل استخدامه في دورة الإنتاج.

ولهذا الغرض يتم تصنيع المنشآت الصناعية لتوليد الهيدروجين. كقاعدة عامة، هذه هي المحللات الكهربائية من النوع الغشائي. ويرد أدناه التصميم المبسط لمثل هذا الجهاز ومبدأ التشغيل.

التسميات:

• أ – أنبوب إزالة الكلور (Cl2).
• ب – إزالة الهيدروجين (H2).
• C هو الأنود الذي يحدث عليه التفاعل التالي: 2CL – →CL 2 + 2e – .
• D هو الكاثود، ويمكن وصف التفاعل عليه بالمعادلة التالية: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
• هـ – محلول الماء وكلوريد الصوديوم (H 2 O & NaCl).
• و – الغشاء.
• ز – محلول كلوريد الصوديوم المشبع وتكوينه الصودا الكاوية(هيدروكسيد الصوديوم).
• ح – إزالة المحلول الملحي والصودا الكاوية المخففة.
• I – إدخال محلول ملحي مشبع.
• ي – الغلاف .

تصميم المولدات المنزلية أبسط بكثير، حيث أن معظمها لا ينتج الهيدروجين النقي، بل ينتج غاز براون. هذا هو الاسم الذي يطلق على خليط من الأكسجين والهيدروجين. هذا الخيار هو الأكثر عملية؛ فهو لا يتطلب فصل الهيدروجين والأكسجين؛ ويمكن تبسيط التصميم بشكل كبير، وبالتالي أرخص. بالإضافة إلى ذلك، يتم حرق الغاز الناتج أثناء إنتاجه. إن تخزينها وتجميعها في المنزل لا يمثل مشكلة فحسب، بل إنه غير آمن أيضًا.

التسميات:

• أ – أنبوب لتنفيس غاز براون؛
• ب – مشعب مدخل إمدادات المياه.
• ج - السكن مختوم؛
• د - كتلة من صفائح الأقطاب الكهربائية (الأنودات والكاثودات)، مع تركيب العوازل بينهما؛
• ه - الماء؛
• و - مستشعر مستوى الماء (متصل بوحدة التحكم)؛
• ز – مرشح فصل الماء؛
• ح - إمدادات الطاقة المقدمة إلى الأقطاب الكهربائية.
• ط - مستشعر الضغط (يرسل إشارة إلى وحدة التحكم عند الوصول إلى مستوى العتبة)؛
• ي – صمام الأمان.
• ك – مخرج الغاز من صمام الأمان .

ومن السمات المميزة لهذه الأجهزة استخدام كتل الأقطاب الكهربائية، حيث أن فصل الهيدروجين والأكسجين غير مطلوب. وهذا يسمح للمولدات بأن تكون مضغوطة تمامًا.

تطبيقات مولد الهيدروجين

ونظرا للمشاكل المرتبطة بنقل وتخزين الهيدروجين، فإن مثل هذه الأجهزة مطلوبة في الصناعات التي تتطلب الدورة التكنولوجية وجود هذا الغاز. دعونا قائمة الاتجاهات الرئيسية:

1. الإنتاج المتعلق بتخليق كلوريد الهيدروجين.
2. إنتاج الوقود لمحركات الصواريخ.
3. خلق الأسمدة.
4. إنتاج نيتريد الهيدروجين (الأمونيا).
5. تخليق حمض النيتريك.
6. في صناعة المواد الغذائية(للحصول على الدهون الصلبة من الزيوت النباتية).
7. معالجة المعادن (اللحام والقطع).
8. استعادة المعادن.
9. تخليق كحول الميثيل
10. إنتاج حمض الهيدروكلوريك.

على الرغم من أن إنتاج الهيدروجين أثناء تكرير النفط أرخص من إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي، كما ذكرنا أعلاه، إلا أن هناك صعوبات في نقل الغاز. لا يسمح الوضع البيئي دائمًا ببناء منشآت إنتاج المواد الكيميائية الخطرة بجوار مصافي النفط مباشرةً. بالإضافة إلى ذلك، فإن الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي أنظف بكثير من الهيدروجين الناتج عن تكسير النفط. في هذا الصدد، مولدات الهيدروجين الصناعية هي دائما في ارتفاع الطلب.

الاستخدام المنزلي

هناك أيضًا استخدامات للهيدروجين في الحياة اليومية. بادئ ذي بدء، هذه أنظمة تدفئة مستقلة. ولكن هنا بعض الخصائص. إن محطات إنتاج الهيدروجين النقي أغلى بكثير من مولدات الغاز البني، ويمكن تجميع الأخير بنفسك. ولكن عند تنظيم التدفئة المنزلية، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار أن درجة حرارة احتراق الغاز البني أعلى بكثير من الميثان، لذلك ستحتاج إلى غلاية خاصة، وهي أكثر تكلفة إلى حد ما من المعتاد.

يمكنك العثور على الإنترنت على العديد من المقالات التي تقول أنه يمكن استخدام الغلايات العادية لتفجير الغاز، لكن هذا ممنوع منعا باتا. في أفضل سيناريوسوف تفشل بسرعة، وفي أسوأ الأحوال يمكن أن تسبب عواقب حزينة أو حتى مأساوية. تتوفر تصميمات خاصة بفوهة أكثر مقاومة للحرارة لخليط براون.

وتجدر الإشارة إلى أن الربحية أنظمة التدفئةإن الاعتماد على مولدات الهيدروجين أمر مشكوك فيه للغاية بسبب انخفاض كفاءته. في مثل هذه الأنظمة هناك خسائر مزدوجة، أولا، أثناء عملية توليد الغاز، وثانيا، عند تسخين المياه في المرجل. من الأرخص تسخين الماء على الفور في غلاية كهربائية للتدفئة.

تنفيذ مثير للجدل بنفس القدر لـ الاستخدام المنزليحيث يتم إثراء البنزين بالغاز البني في نظام الوقود لمحرك السيارة من أجل توفير المال.

التسميات:

• أ - مولد NHO (التسمية المقبولة لغاز براون)؛
• ب – مخرج الغاز إلى غرفة التجفيف.
• ج – حجرة لإزالة بخار الماء.
• د – عودة المكثفات إلى المولد.
• هـ - إمداد الغاز المجفف إلى مرشح الهواء لنظام الوقود؛
• و – محرك السيارة.
• ز – التوصيل بالبطارية والمولد الكهربائي.

تجدر الإشارة إلى أنه في بعض الحالات يعمل هذا النظام (إذا تم تجميعه بشكل صحيح). لكنك لن تجد معلمات دقيقة أو معامل اكتساب الطاقة أو نسبة التوفير. هذه البيانات غير واضحة للغاية وموثوقيتها مشكوك فيها. مرة أخرى، السؤال غير واضح إلى أي مدى سينخفض ​​عمر المحرك.

لكن الطلب يخلق العرض، ويمكنك العثور على رسومات تفصيلية لهذه الأجهزة وتعليمات توصيلها على الإنترنت. هناك أيضا نماذج جاهزةصنع في أرض الشمس المشرقة.

صنع مولد هيدروجين بسيط بيديك خطوة بخطوة

سنخبرك كيف يمكنك القيام بذلك مولد محلي الصنعللحصول على خليط من الهيدروجين والأكسجين (HHO). قوتها لا تكفي لتدفئة المنزل، بل ل موقد غازولقطع المعادن، فإن كمية الغاز المنتجة ستكون كافية.

أرز. 8. مخطط موقد الغاز

التسميات:

• أ – فوهة الموقد.
• ب – الأنابيب.
• ج – أختام المياه.
• د – الماء
• ه - الأقطاب الكهربائية.
• و – السكن المختوم.

بادئ ذي بدء، نصنع محللًا كهربائيًا؛ ولهذا نحتاج إلى حاوية مغلقة وأقطاب كهربائية. كالأخير، نستخدم ألواح فولاذية (يتم اختيار حجمها بشكل تعسفي، اعتمادًا على الأداء المطلوب)، متصلة بقاعدة عازلة. نقوم بتوصيل جميع لوحات كل قطب كهربائي ببعضها البعض.

عندما تصبح الأقطاب الكهربائية جاهزة، يجب تأمينها في الحاوية بحيث تكون نقاط توصيل أسلاك الطاقة أعلى من مستوى الماء المتوقع. تذهب الأسلاك من الأقطاب الكهربائية إلى مصدر طاقة 12 فولت أو بطارية السيارة.

نصنع ثقبًا في غطاء الحاوية لأنبوب مخرج الغاز. يمكن استخدام أختام المياه التقليدية الجرار الزجاجيةسعة 1 لتر. نملأها بنسبة 2/3 بالماء ونوصلها بالمحلل الكهربائي والموقد، كما هو موضح في الشكل 8.

من الأفضل أن تأخذ موقدًا جاهزًا، لأنه لا يمكن لكل مادة أن تتحمل درجة حرارة احتراق الغاز البني. نقوم بتوصيله بمخرج صمام الماء الأخير.

نملأ المحلل الكهربائي بالماء الذي أضيف إليه ملح المطبخ العادي.

قم بتطبيق الجهد على الأقطاب الكهربائية وتحقق من تشغيل الجهاز.