Brint er en næsten ideel type brændstof, men problemet er, at det på vores planet kun findes i form af forbindelser med andre kemiske elementer. Andelen af "rent" stof i atmosfæren er ikke mere end 0,00005%. I betragtning af disse realiteter bliver spørgsmålet om en brintgenerator relevant. Lad os overveje driftsprincippet for en sådan enhed, dens designfunktioner, anvendelsesområde og muligheden for selvproduktion.
Beskrivelse og princip for drift af en brintgenerator
Der er flere metoder til at udvinde brint fra andre stoffer, vi lister de mest almindelige:
- Elektrolyse, denne teknik er den enkleste og kan implementeres derhjemme. En jævnstrøm ledes gennem en vandig opløsning indeholdende salt, under dens indflydelse sker der en reaktion, der kan beskrives ved følgende ligning: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. I dette tilfælde er eksemplet givet for en opløsning af almindeligt køkkensalt, hvilket ikke er den bedste mulighed, da det frigivne klor er et giftigt stof. Bemærk, at hydrogenet opnået ved denne metode er det reneste (ca. 99,9%).
- Ved at lede vanddamp over kulkoks opvarmet til en temperatur på 1000 ° C, under sådanne forhold sker følgende reaktion: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
- Ekstraktion fra methan ved omdannelse med vanddamp (en nødvendig betingelse for reaktionen er en temperatur på 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. Den anden mulighed er methanoxidation: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
- Under krakningsprocessen (råolieraffinering) frigives brint som et biprodukt. Bemærk, at i vores land praktiseres det stadig at brænde dette stof på nogle olieraffinaderier på grund af manglen på nødvendigt udstyr eller tilstrækkelig efterspørgsel.
Af de anførte muligheder er den sidste den billigste, og den første er den mest tilgængelige, det er den, der danner grundlaget for de fleste brintgeneratorer, inklusive husholdningsgeneratorer. Deres funktionsprincip er, at i processen med at føre strøm gennem en opløsning, tiltrækker den positive elektrode negative ioner, og elektroden med den modsatte ladning tiltrækker positive, hvilket resulterer i spaltning af stoffet.
Designfunktioner og design af brintgeneratoren
Selvom der praktisk talt ikke er nogen problemer med at producere brint nu, er transport og opbevaring stadig en presserende opgave. Molekylerne i dette stof er så små, at de endda kan trænge igennem metal, hvilket udgør en vis sikkerhedsrisiko. Opbevaring i absorberet form er endnu ikke særlig rentabel. Derfor er den mest optimale mulighed at generere brint umiddelbart før dets brug i produktionscyklussen.
Til dette formål fremstilles industrielle enheder til fremstilling af brint. Som regel er disse elektrolysatorer af membrantypen. Det forenklede design af en sådan enhed og funktionsprincippet er angivet nedenfor.
Betegnelser:
- A – rør til fjernelse af klor (Cl 2).
- B – brintfjernelse (H 2).
- C er den anode, hvorpå følgende reaktion sker: 2CL – →CL 2 + 2e – .
- D er katoden, reaktionen på den kan beskrives ved følgende ligning: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
- E – opløsning af vand og natriumchlorid (H 2 O & NaCl).
- F – membran;
- G – mættet opløsning af natriumchlorid og dannelsen af kaustisk soda (NaOH).
- H – fjernelse af saltlage og fortyndet kaustisk soda.
- I – input af mættet saltlage.
- J – omslag.
Designet af husholdningsgeneratorer er meget enklere, da de fleste af dem ikke producerer rent brint, men producerer Browns gas. Dette er navnet på en blanding af ilt og brint. Denne mulighed er den mest praktiske, den kræver ikke adskillelse af brint og ilt designet kan forenkles betydeligt, og derfor billigere. Derudover forbrændes den resulterende gas, efterhånden som den produceres. At opbevare og akkumulere det derhjemme er ikke kun problematisk, men også usikkert.
Betegnelser:
- a – rør til udluftning af Browns gas;
- b – indløbsmanifold for vandforsyning;
- c – forseglet hus;
- d - blok af elektrodeplader (anoder og katoder), med isolatorer installeret mellem dem;
- e - vand;
- f – vandstandssensor (tilsluttet kontrolenheden);
- g – vandseparationsfilter;
- h – strømforsyning til elektroderne;
- i – tryksensor (sender et signal til styreenheden, når tærskelniveauet er nået);
- j - sikkerhedsventil;
- k – gasudtag fra sikkerhedsventilen.
Et karakteristisk træk ved sådanne enheder er brugen af elektrodeblokke, da adskillelse af brint og oxygen ikke er påkrævet. Dette gør det muligt for generatorerne at være ret kompakte.
Anvendelser af brintgenerator
På grund af problemerne forbundet med transport og opbevaring af brint er sådanne enheder efterspurgte i industrier, hvor tilstedeværelsen af denne gas er påkrævet af den teknologiske cyklus. Lad os liste de vigtigste retninger:
- Produktion relateret til syntese af hydrogenchlorid.
- Produktion af brændstof til raketmotorer.
- Fremstilling af gødning.
- Produktion af hydrogennitrid (ammoniak).
- Syntese af salpetersyre.
- I fødevareindustrien (til fremstilling af fast fedt fra vegetabilske olier).
- Metalbearbejdning (svejsning og skæring).
- Metalgenvinding.
- Syntese af methylalkohol
- Produktion af saltsyre.
På trods af det faktum, at produktionen af brint under olieraffinering er billigere end dens produktion gennem elektrolyse, som nævnt ovenfor, opstår der vanskeligheder med gastransport. Miljøsituationen tillader ikke altid opførelse af farlige kemikalieproduktionsanlæg direkte ved siden af olieraffinaderier. Desuden er brint, der produceres ved elektrolyse, meget renere end det, der produceres ved krakning af olie. I denne henseende er industrielle brintgeneratorer altid i høj efterspørgsel.
Husholdningsbrug
Der er også anvendelser for brint i hverdagen. Først og fremmest er disse autonome varmesystemer. Men her er nogle ejendommeligheder. Rene brintproduktionsanlæg er meget dyrere end brune gasgeneratorer. Sidstnævnte kan endda samles selv. Men når du organiserer boligopvarmning, er det nødvendigt at tage højde for, at forbrændingstemperaturen for brun gas er meget højere end metans, så du skal bruge en speciel kedel, som er noget dyrere end en almindelig.
På internettet kan du finde mange artikler, hvori det er skrevet, at almindelige kedler kan bruges til at detonere gas, men det er strengt forbudt. I bedste fald vil de hurtigt fejle, og i værste fald kan de forårsage triste eller endda tragiske konsekvenser. Specielle designs med en mere varmebestandig dyse fås til Browns blanding.
Det skal bemærkes, at rentabiliteten af varmesystemer baseret på brintgeneratorer er meget tvivlsom på grund af lav effektivitet. I sådanne systemer er der dobbelte tab, for det første under gasproduktionsprocessen, og for det andet ved opvarmning af vand i kedlen. Det er billigere straks at opvarme vand i en el-kedel til opvarmning.
En lige så kontroversiel implementering til husholdningsbrug, hvor Browns gas bruges til at berige benzin i en bilmotors brændstofsystem for at spare penge.
Betegnelser:
- a – NHO-generator (accepteret betegnelse for Browns gas);
- b – gasudgang til tørrekammeret;
- c – rum til fjernelse af vanddamp;
- d – tilbageføring af kondensat til generatoren;
- e - tilførsel af tørret gas til brændstofsystemets luftfilter;
- f - bilmotor;
- g – tilslutning til batteri og elektrisk generator.
Det skal bemærkes, at i nogle tilfælde fungerer et sådant system endda (hvis det er monteret korrekt). Men du finder ikke nøjagtige parametre, effektforstærkningskoefficient eller besparelsesprocent. Disse data er meget slørede, og deres pålidelighed er tvivlsom. Igen er spørgsmålet ikke klart, hvor meget motorens levetid vil falde.
Men efterspørgsel skaber udbud på internettet kan du finde detaljerede tegninger af sådanne enheder og instruktioner til at forbinde dem. Der er også færdige modeller lavet i Land of the Rising Sun.
Lav en simpel brintgenerator med dine egne hænder trin for trin
Lad os fortælle dig, hvordan du kan lave en hjemmelavet generator til at producere en blanding af brint og oxygen (HHO). Dens kraft er ikke nok til at opvarme et hus, men for en gasbrænder til skæring af metal vil mængden af produceret gas være tilstrækkelig.
Ris. 8. Gasbrænderdiagram Betegnelser:
- a – brændermundstykke;
- b – rør;
- c – vandtætninger;
- d - vand;
- e - elektroder;
- f – forseglet hus.
Først og fremmest laver vi en elektrolysator til dette har vi brug for en forseglet beholder og elektroder. Som sidstnævnte bruger vi stålplader (deres størrelse er valgt vilkårligt, afhængigt af den ønskede ydeevne), fastgjort til en dielektrisk base. Vi forbinder alle pladerne på hver elektrode til hinanden.
Når elektroderne er klar, skal de sikres i beholderen, så tilslutningspunkterne for strømledningerne er over den forventede vandstand. Ledningerne fra elektroderne går til en 12-volts strømforsyning eller bilbatteri.
Vi laver et hul i låget på beholderen til gasudløbsrøret. Almindelige 1-liters glas kan bruges som vandtætninger. Vi fylder dem 2/3 med vand og forbinder dem til elektrolysatoren og brænderen, som vist i figur 8.
Det er bedre at tage en færdiglavet brænder, da ikke alle materialer kan modstå forbrændingstemperaturen af brun gas. Vi forbinder det til udgangen af den sidste vandventil.
Vi fylder elektrolysatoren med vand, som er tilsat almindeligt køkkensalt.
Sæt spænding på elektroderne og kontroller enhedens funktion.
Ideen om, at planetens reservoirer bogstaveligt talt flyder over med det mest upåklagelige brændstof fra et miljømæssigt synspunkt - brint - har længe været i videnskabsmændenes hoveder.
Gennem årene er der blevet foreslået mange løsninger, der gør det muligt at opnå denne gas i sin rene form.
Som det viser sig, kan vi hver især udvinde brændstof fra vand ved hjælp af en simpel proces kaldet elektrolyse. Dernæst vil vi lære, hvordan man laver en brintgenerator med egne hænder til opvarmning.
Ren brint frigives gennem en række kemiske reaktioner, men denne metode til at fremstille det er ret kompleks og ofte for dyr.
Undtagelsen er teknologiske processer, hvor gas dannes som et biprodukt, men en sådan produktion er stadig i ringe mængder.
Det er meget lettere at adskille brint fra vand ved at føre en elektrisk strøm igennem det - denne proces kaldes elektrolyse. Først nedbrydes H2O-molekylet til et hydrogenatom H og en hydroxogruppe OH, derefter sker den endelige adskillelse af oxygen og brint.
Den første, der har en negativ ladning, skynder sig til anoden, den anden - til katoden. Elementerne akkumuleres i form af bobler, som efter at have nået en vis størrelse bryder væk fra elektroden og flyder op. Derefter kommer ilt og brint, uden nogen adskillelse (denne blanding kaldes "Brown's gas"), ind i brænderen, hvor de under forbrændingsprocessen igen omdannes til vand. For at sikre, at det færdige produkt leveres uden besvær, er brintgeneratorer ofte udstyret med luftdræning.
Det er indlysende, at installationens produktivitet vil stige med stigende kontaktareal mellem vand og elektroder.
Af denne grund er sidstnævnte lavet i form af plader. De er samlet i strukturer, der ligner stålfinnede varmeradiatorer.
For at øge produktiviteten bruges cylindriske elektroder i dag, såvel som dem, der har en mere kompleks form.
Hastigheden af brintudvikling afhænger også af elektrodernes materiale.
I stedet for kobber eller rustfrit stål bruger moderne "avancerede" generatorer specielle legeringer, der er ret dyre.
En anden betingelse er, at vandet skal passere strøm. Bemærk, at det i destilleret form er et dielektrikum. Denne væske er en leder af elektricitet på grund af de ioner, som de stoffer, der er opløst i den, primært salte, nedbrydes. Jo køligere løsningen er, jo bedre vil den passere strøm.Efterhånden som elektrodens størrelse øges, falder effekten af varmegenerering, når en elektrisk strøm føres gennem den. Dette er et meget vigtigt punkt, da pladerne ved opvarmning over 65 grader bliver intensivt belagt med plak, som konstant skal renses af.
Den største fordel ved brint som brændstof er dets absolutte uskadelighed: når dette stof forbrændes, dannes der ren vanddamp.
Ingen anden type brændstof kan prale af denne kvalitet.
Selv naturgas, når den brændes, producerer kuldioxid, hvilket, som man almindeligvis tror i dag, fører til drivhuseffekten.
Den anden fordel er tilgængelighed. Brint er det mest udbredte stof i universet, og det kan udvindes direkte fra vand, hvis reserver på vores planet kan betragtes som uudtømmelige.
Sandt nok, som vi vil se senere, er denne tilgængelighed stadig kun tilsyneladende.
En vigtig fordel er, at for at skifte til brintbrændstof behøver en gaskedel, ligesom en forbrændingsmotor, næsten ikke at blive ændret.
Negative aspekter ved brintopvarmning af bygninger
- I diskussioner om gennemførligheden af at bruge brintbrændstof til varmesystemer citerer skeptikere vægtige argumenter:
- Høje omkostninger: selv i de mest effektive elektrolyseanlæg, der er skabt i dag, er det nødvendigt at bruge 2 gange mere energi for at producere brint end den efterfølgende forbrænding.
- Eksplosivitet: Folk blev overbevist om brints evne til let at eksplodere under styrtet af Hindenburg-luftskibet, hvis cylinder var fyldt med denne særlige gas.
Installationen til fremstilling af brint bliver således til et helt anlæg, som ikke alle boligejere vil være i stand til at købe og hoste.
At lave din egen brintgenerator
Installationen til at adskille brint fra vand er ret enkel at lave selv. Med hensyn til dets egenskaber vil det ikke være meget ringere end den købte, men det vil koste meget mindre. Lad os overveje skabelsesstadierne sekventielt.
Projekt (tegning)
For at lave generatoren skal du bruge en hermetisk lukket beholder, som fyldes med vand, inden brintproduktionen påbegyndes.
Elektroderne placeret indeni vil ligne et sæt plader (16 stykker vil være nødvendige), installeret med et mellemrum på 1 mm.
En afstand på 1 mm er optimal: hvis du øger den, bliver du nødt til at øge den nuværende styrke; Når mellemrummet er reduceret, vil udslip af gasbobler være vanskelig. Pladerne vil skiftevis være forbundet til anoden og katoden på en 12-volts strømforsyning. I dette tilfælde skal de sættes på en akse, også lavet af dielektrisk materiale.
Når elektroderne er fastgjort til holderen, skal den fastgøres til husdækslet nedefra.
For at vælge gasblandingen skæres et rør fra en konventionel dråbeholder ind i husdækslet. Derudover er det nødvendigt at bore yderligere to huller, gennem hvilke ledningerne føres. Efter montering af installationen skal alle huller i dækslet forsegles med silikoneforsegling eller lim.
En vigtig komponent i generatoren er vandtætningen. For at lave det skal du bruge en lille beholder (en almindelig flaske duer), som du skal hælde vand i, før du bruger enheden. I det hermetisk forseglede låg skal du bore to huller: i det ene passerer vi røret fra generatoren (det skal sænkes til bunden), og ind i det andet - et andet rør, gennem hvilket gasblandingen vil strømme til brænderen . Hullerne i vandtætningsdækslet skal også tætnes. Vand skal hældes i flasken til ¾ af dens volumen.
For at vandet, der hældes ind i generatorhuset, skal have bedre ledningsevne, skal du tilføje et par spiseskefulde bordsalt eller kaustisk soda (natriumhydroxid) til det.Valg af elektroder
Materialet, som elektroderne skal fremstilles af, skal have lav elektrisk modstand og være kemisk inert med hensyn til oxygen og stoffer, der er til stede i opløsningen.Hvis det andet krav ikke er opfyldt, vil der ske en kemisk reaktion med deltagelse af elektroderne forbundet til katodepolen, hvorved opløsningen bliver mættet med fremmede stoffer.
Dette er grunden til, at kobber, en af de bedste ledere, ikke kan bruges i en vandig opløsning. Det anbefales at bruge rustfrit stål i stedet. Den optimale tykkelse for elektrodeplader lavet af dette materiale er 2 mm.
Beholder
Under hensyntagen til risikoen for eksplosion bør generatorhuset være lavet af slidstærkt og plastisk materiale, der er modstandsdygtigt over for høje temperaturer. Stål opfylder bedst disse krav. Det er kun nødvendigt helt at udelukke kontakt af ledninger eller elektroder med huset, hvilket vil resultere i en kortslutning.
I bolig- og erhvervsbygninger bruges polyvinylchloridrør i vid udstrækning til at organisere vandforsyning. : fordele, ulemper, installationsegenskaber og tekniske egenskaber.
Du kan gøre dig bekendt med egenskaberne ved Slavaqua septiktanken.
Metal-plastrør er ikke kun kendetegnet ved deres positive egenskaber under drift, de er også nemme at installere. Her finder du nyttig information om selv at montere rør.
DIY brintgenerator til en bil (tegninger)
Berigelse af brændstof-luftblandingen med brint hjælper med at reducere brændstofforbruget. Ifølge nogle bilentusiaster kan brændstofbesparelsen være op til 30 %.
Grundlaget for en bilbrintgenerator er den enhed, der blev beskrevet i det foregående afsnit. Forskellen er fraværet af en vandtætning (det resulterende brint sendes straks til indsugningsmanifolden) og tilstedeværelsen af en kontrolenhed. Sidstnævnte vil regulere strømmen mellem elektroderne afhængigt af motorhastigheden.
Selvfremstilling af en sådan enhed er kun mulig for dem, der er flydende i radioelektronik, så vi anbefaler at bruge en købt option. Desuden påtager de fabriksfremstillede enheder alt arbejdet med at regulere brintgeneratorens ydeevne uden at kræve brugerdeltagelse.
Systemelementer til en bilgenerator
Alt, der skal til, er for første gang manuelt at vælge den aktuelle værdi (optimal) for tilstandene "tomgang" og "maksimal belastning", og derefter vil selve styreenheden variere installationens ydeevne inden for de angivne grænser.
Det er nødvendigt at forsegle alle forbindelser meget omhyggeligt: brintlækage kan føre til brand.
Det er bedst at kontrollere tætheden af strukturen med sæbeskum: lækager, hvis nogen, vil manifestere sig som konstant optrædende og voksende bobler.
Kroppen af en bilbrintgenerator kan være lavet af et vandfilter, som er ret holdbart. Dens volumen er lille, og for at installationen ikke skal genopfyldes for ofte, kan den desuden udstyres med en tank til opbevaring af en forsyning af opløsning. Den er forbundet til arbejdsbeholderen med to rør.
Video om emnet
Bærbar elektrolyseinstallation - tegninger til fremstilling.
Ved at bruge princippet om at producere brint ved elektrolyse af en vandig alkaliopløsning besluttede jeg at lave en enkel og kompakt enhed, praktisk til at arbejde med små dele ved lodning med hårde lodninger. Takket være elektrolysatorens små ydre dimensioner er der plads til den på et lille arbejdsbord, og brugen af en standardensretter til genopladning af batterier som en elektrolytisk enhed letter fremstillingen af installationen og gør arbejdet med det sikkert.
Den relativt lille, men ganske tilstrækkelige ydeevne af enheden gjorde det muligt at ekstremt forenkle designet af vandtætningen og garantere brand- og eksplosionssikkerhed.
Elektrolyseapparat
Mellem to plader forbundet med fire stifter er der et batteri af stålelektrodeplader adskilt af gummiringe. Batteriets indre hulrum er halvt fyldt med en vandig opløsning af KOH eller NaOH. En konstant spænding påført pladerne forårsager elektrolyse af vand og frigivelse af brint og oxygengasser.
Denne blanding udledes gennem et polyvinylchloridrør placeret på en fitting i en mellembeholder og fra den til en vandtætning, som er lavet af to tomme dåser til genopfyldning af gastændere (du kan bruge dåser fra Severny Press-fabrikken i Leningrad) . Gassen, der er passeret gennem en 1:1-blanding af vand og acetone placeret der, har den sammensætning, der er nødvendig for forbrændingen og, omdirigeret af et andet rør ind i dysen - en nål fra en medicinsk sprøjte, brænder ved udløbet med en temperatur på omkring 1800 °C.
Ris. 1. Vandbrænder.
Til elektrolysepladerne brugte jeg tykt plexiglas, 25 mm tykt. Dette materiale er let at behandle, kemisk modstandsdygtigt over for virkningen af elektrolyt og giver dig mulighed for visuelt at kontrollere dets niveau, så du om nødvendigt kan tilføje destilleret vand gennem påfyldningshullet.
Pladerne kan fremstilles af metalplader (rustfrit stål, nikkel, bejdset eller transformerjern) med en tykkelse på 0,6-0,8 mm. For at lette monteringen presses runde fordybninger ind i pladerne til gummitætningsringene, og deres dybde, med en ringtykkelse på 5-6 mm, skal være 2-3 mm.
Ringe beregnet til forsegling af det indre hulrum og elektrisk isolering af pladerne er skåret af olie-benzin-resistente eller syrefaste gummiplader. Det er ikke svært at gøre dette i hånden, men det ville stadig være ideelt at gøre det med en rund skærer.
De fire M8 stålstifter, der forbinder delene, er isoleret med 10 mm cambric og gevind gennem tilsvarende 11 mm huller.
Antallet af plader i batteriet er 9. Det bestemmes af strømforsyningens parametre: dens effekt og maksimal spænding - baseret på 2 V pr. plade. Strømforbruget afhænger af antallet af involverede plader (jo færre der er, jo større strøm) og af koncentrationen af alkaliopløsningen. I en mere koncentreret opløsning er strømmen mindre, men det er bedre at bruge en 4-8% opløsning - den skummer ikke så meget under elektrolyse.
Kontaktklemmer loddes på de første og sidste tre plader. Standard for bilbatterier, VA-2, forbundet til 8 plader, ved en spænding på 17 V og en strøm på omkring 5 A, giver den nødvendige ydeevne af den brændbare blanding til en injektor - en nål med en indvendig diameter på 0,6 mm. Det optimale forhold mellem dysenålens diameter og elektrolysatorens produktivitet etableres eksperimentelt - således at blandingens antændelseszone er placeret uden for nålen. Hvis produktiviteten er lav, eller huldiameteren er for stor, begynder forbrændingen i selve nålen, som hurtigt vil varme op og smelte.
En pålidelig barriere mod spredning af flamme langs forsyningsrøret ind i elektrolysatoren er en simpel vandtætning, som er lavet af to tomme dåser til genopfyldning af gastændere. Deres fordele er de samme som for pladematerialet: let bearbejdning, kemisk resistens og gennemskinnelighed, som giver dig mulighed for at kontrollere væskeniveauet i vandtætningen. Den mellemliggende beholder eliminerer muligheden for at blande elektrolytten og sammensætningen af vandtætningen i intensive driftstilstande eller under påvirkning af vakuum, der opstår, når strømforsyningen er slukket. Og for at undgå dette med sikkerhed, efter afslutning af arbejdet skal du straks afbryde røret fra elektrolysatoren. Beholderbeslagene er lavet af 4 og 6 mm kobberrør og monteres i beholderens overvæg på et gevind. Gennem dem fyldes vandtætningssammensætningen, og kondensat drænes fra separationstanken. En fremragende tragt til dette vil komme fra en anden tom dåse, skåret op. i halvdelen og med et tyndt rør installeret i stedet for ventilen.
Forbind elektrolysatoren med et kort 5 mm polyvinylchloridrør til mellemtanken, sidstnævnte til vandtætningen, og dens udløbsfitting med et længere rør til nålemundstykket (Du kan bruge en medicinsk sprøjte med en nål som dyse). En brandslukningspakning er placeret inde i håndtaget (sprøjten) - et messingnet rullet ind i en spiral.
Ris. 2. Elektrolysatordesign:
1 - isolerende polyvinylkloridrør 10 mm, 2 - M8 tap (4 stk.), 3 - M8 møtrik med skive (4 stk.), 4 - venstre plade, 5 - M10 stikbolt med skive, 6 - plade, 7 - gummiring, 8 - fitting, 9 - skive, 10 - PVC-rør 5 mm, 11 - højre bord, 12 - kort fitting (3 stk.), 13 - mellembeholder, 14 - base, 15 - terminaler, 16 - boble rør , 17 - nålemundstykke, 18 - vandtætningslegeme.
Tænd for ensretteren, juster spændingen eller antallet af tilsluttede plader til mærkestrømmen og antænd gassen, der kommer ud af dysen.
Hvis du har brug for større ydeevne, så øg antallet af plader og brug en kraftigere strømforsyning - med LATR og en simpel ensretter. Flammetemperaturen kan også justeres lidt af sammensætningen af vandtætningen. Når der kun er vand, er der meget ilt i blandingen, hvilket i nogle tilfælde er uønsket. Ved at hælde methylalkohol i vandforseglingen kan blandingen beriges og temperaturen hæves til 2600 ° C. For at reducere flammetemperaturen fyldes vandforseglingen med en blanding af acetone og vand i forholdet 1:1. i sidstnævnte tilfælde bør du ikke glemme at genopfylde indholdet af vandforseglingen.
Y. ORLOV, Troitsk, Moskva-regionen.
Udgivet af: Modeler designer
Driftsprincippet for gør-det-selv brintgeneratorer til biler er baseret på elektrolyseprocessen. Systemet aktiveres kun under kørsel og bruger strøm fra batteriet til at producere brint fra vand. Hydrogen akkumuleres ikke i dette tilfælde, det vil sige, at den producerede HHO-gas hurtigt kommer ind i motoren og blandes med traditionelt brændstof:
- benzin;
- diesel;
Blandingen af brændstof og brint brænder mere effektivt, hvilket resulterer i reduceret brændstofforbrug og mængden af forurenende stoffer, der udledes til luften.
Denne moderne brintteknologi gør det muligt at reducere brændstofforbruget med 20-60 procent, hvilket giver betydelige reduktioner i emissionerne af følgende stoffer:
Du kan lave en brintgenerator med dine egne hænder i henhold til vores instruktioner.
Valg af elektroder
Typisk er elektroder lavet af metal eller grafit, så de leder elektrisk energi ud i vandet. Det er vigtigt at vælge et materiale, der ikke vil reagere med ilt eller et opløst stof, ellers vil reaktionen finde sted på overfladen af katoden (negativ elektrode), og vandet vil blive forurenet.
Brugen af uegnede elektroder reducerer mængden af produceret gas og får elektroden til at slides for hurtigt.
Brint generator projekt
Der er meget simple systemer, der bruges til at producere brint og ilt gennem elektrolyse af vand. Pointen er, at for at opnå en tilstrækkelig mængde gas bruges teknologi uden yderligere kemikalier og erosion af elektroderne. Du kan prøve at lave elektroder af kobber, men dette materiale reagerer med vand og frigiver en masse forurenende stoffer, så denne mulighed er ikke egnet.
Mængden af produceret gas er proportional med ladningen, der passerer gennem vandet. Jo højere strømmen er, jo mere gas. Til dette formål skal afstanden mellem elektroderne være så lille som muligt, men gasbobler skal let bevæge sig mellem dem.
Plademateriale
Til plader anbefaler vi også at bruge godt rustfrit stål, som har en minimal risiko for korrosion. Rustfrit stål leder ikke elektricitet så godt som kobber, så elektrodepladerne er lavet af plader, der er omkring 2 mm tykke. Dette vil reducere modstanden. Jo højere kvaliteten af metallet er, jo sværere vil det være for dig at lave elektroder (materialet er sværere at skære).
Vi anbefaler at lægge elektrodepladerne i lag, og afstanden mellem dem kan justeres ved hjælp af nylonskiver eller skiver lavet af andet dielektrisk materiale. Pladerne skal placeres i en variabel position, så positive skifter med negative.
Fastgørelsesmidler
Befæstelserne skal desuden være af rustfrit stål, så materialerne matcher hinanden. Det er vigtigt at sikre en tæt pasform af alle elementer, hvilket forhindrer gnistdannelse. Husk, at du har med brændbar gas at gøre.
I vores særlige tilfælde samler vi et system af 16 plader med en afstand mellem dem på omkring 1 mm. Det større overfladeareal, pladetykkelsen og boltene tillader højere strømme at passere gennem systemet uden modstandsdygtig opvarmning af metallet. Elektrodernes samlede kapacitans er -1nF målt i luft. Dette sæt elektroder kan bruges i simpelt postevand op til 25A.
Gasopsamlingselektroder skal placeres inde i en beholder med hermetisk lukkede stik, låg og andre forbindelser. Beholderen skal i første omgang være fødevaregodkendt og modstandsdygtig over for høje temperaturer.
Hvis beholderen er af metal, skal elektroderne fastgøres til en plastikbund for at forhindre kortslutninger. To stik kan installeres på begge sider af kobber- og messingfittings, der bruges til gasudsugning. Fittings og stik er solidt sikret med silikoneforsegling for at sikre en fuldstændig forseglet beholder.
Vær forsigtig
Den producerede gas er en eksplosiv blanding af brint og ilt, så den skal bruges med ekstrem forsigtighed. Beholderen indeholder meget gas, der er mulighed for antændelse, og hvis der er overtryk, kan der endda opstå en eksplosion. For at undgå detonation af gassen inde i brintgeneratoren skal rørene fra beholderen forbindes med en anden beholder halvt fyldt med vand. Hvis der er ild ved udtaget, trænger flammen ikke tilbage i apparatet. Denne sikkerhedsanordning er absolut nødvendig og skal installeres.
Mange bilejere leder efter måder at spare brændstof på. En brintgenerator til en bil vil radikalt løse dette problem. Feedback fra dem, der har installeret denne enhed, tyder på en betydelig reduktion i omkostningerne ved betjening af køretøjer. Så emnet er ret interessant. Nedenfor vil vi tale om, hvordan man laver en brintgenerator på egen hånd.
ICE på brintbrændstof
I flere årtier har der været søgt efter muligheden for at tilpasse forbrændingsmotorer til fuld- eller hybriddrift på brintbrændstof. I Storbritannien, tilbage i 1841, blev en motor, der kørte på en luft-brint-blanding, patenteret. I begyndelsen af det 20. århundrede brugte Zeppelin-koncernen forbrændingsmotorer, der kørte på brint, som fremdriftssystem for sine berømte luftskibe.
Udviklingen af brintenergi blev også lettet af den globale energikrise, der brød ud i 70'erne af forrige århundrede. Men med sin slutning blev brintgeneratorer hurtigt glemt. Og dette på trods af en masse fordele sammenlignet med konventionelt brændstof:
- ideel brændbarhed af brændstofblandingen baseret på luft og brint, hvilket gør det muligt nemt at starte motoren ved enhver omgivende temperatur;
- stor varmeafgivelse under gasforbrænding;
- absolut miljøsikkerhed - udstødningsgasser bliver til vand;
- forbrændingshastigheden er 4 gange højere sammenlignet med en benzinblanding;
- blandingens evne til at fungere uden detonation ved et højt kompressionsforhold.
Den væsentligste tekniske årsag, som er en uoverstigelig hindring for brugen af brint som brændstof til køretøjer, var manglende evne til at montere en tilstrækkelig mængde gas på et køretøj. Størrelsen på brintbrændstoftanken vil være sammenlignelig med parametrene for selve bilen. Gassens høje eksplosivitet bør udelukke muligheden for den mindste lækage. I flydende form kræves en kryogen installation. Denne metode er heller ikke særlig gennemførlig i en bil.
Browns gas
I dag vinder brintgeneratorer popularitet blandt bilentusiaster. Det er dog ikke præcis, hvad der blev diskuteret ovenfor. Ved elektrolyse omdannes vand til den såkaldte Browns gas, som tilsættes brændstofblandingen. Hovedopgaven, som denne gas løser, er fuldstændig forbrænding af brændstoffet. Dette tjener til at øge kraften og reducere brændstofforbruget med en anstændig procentdel. Nogle mekanikere har opnået besparelser på 40 %.
Elektrodernes overflade er af afgørende betydning for det kvantitative gasudbytte. Under påvirkning af en elektrisk strøm begynder et vandmolekyle at nedbrydes til to brintatomer og et oxygen. Ved forbrænding frigiver en sådan gasblanding næsten 4 gange mere energi end forbrænding af molekylært brint. Derfor fører brugen af denne gas i forbrændingsmotorer til mere effektiv forbrænding af brændstofblandingen, reducerer mængden af skadelige emissioner til atmosfæren, øger effekten og reducerer mængden af forbrugt brændstof.
Universelt diagram af en brintgenerator
For dem, der ikke har evnen til at designe, kan en brintgenerator til en bil købes fra håndværkere, der sætter montering og installation af sådanne systemer i gang. I dag er der mange sådanne tilbud. Omkostningerne ved enheden og installationen er omkring 40 tusind rubler.
Men du kan selv samle et sådant system - der er ikke noget kompliceret ved det. Den består af flere simple elementer kombineret til en helhed:
- Installationer til vandelektrolyse.
- Opbevaringstank.
- Fugtlås fra gas.
- Elektronisk styreenhed (strømmodulator).
Nedenfor er et diagram, hvorefter du nemt kan samle en brintgenerator med dine egne hænder. Tegningerne af hovedinstallationen, der producerer Browns gas, er ganske enkle og forståelige.
Kredsløbet repræsenterer ikke nogen teknisk kompleksitet; alle, der ved, hvordan man arbejder med værktøjet, kan gentage det. For køretøjer med et brændstofindsprøjtningssystem er det også nødvendigt at installere en controller, der regulerer niveauet af gasforsyningen til brændstofblandingen og er forbundet til køretøjets indbyggede computer.
Reaktor
Mængden af produceret brun gas afhænger af arealet af elektroderne og deres materiale. Hvis kobber- eller jernplader bruges som elektroder, vil reaktoren ikke være i stand til at fungere i lang tid på grund af pladernes hurtige ødelæggelse.
Brugen af titanium plader ser ideel ud. Men deres brug øger omkostningerne ved at samle enheden flere gange. Det anses for at være optimalt at bruge plader lavet af højlegeret rustfrit stål. Dette metal er tilgængeligt, det vil ikke være svært at købe. Du kan også bruge en brugt vaskemaskinetank. Den eneste vanskelighed vil være at skære pladerne ud i den nødvendige størrelse.
Typer af installationer
I dag kan en brintgenerator til en bil udstyres med tre elektrolysatorer, der adskiller sig i type, drift og ydeevne:
Den første type design er ganske tilstrækkelig til mange karburatormotorer. Der er ikke behov for at installere et komplekst elektronisk kredsløb til en gasydelsesregulator, og monteringen af en sådan elektrolysator i sig selv er ikke vanskelig.
For mere kraftfulde biler er det at foretrække at samle den anden type reaktor. Og til motorer, der kører på dieselbrændstof og tunge køretøjer, bruges den tredje type reaktor.
Påkrævet ydeevne
For virkelig at spare brændstof skal en brintgenerator til en bil producere gas hvert minut med en hastighed på 1 liter pr. 1000 motorvolumen. Ud fra disse krav vælges antallet af plader til reaktoren.
For at øge overfladen af elektroderne er det nødvendigt at behandle overfladen med sandpapir i en vinkelret retning. Denne behandling er ekstremt vigtig - den vil øge arbejdsområdet og undgå at "klæbe" af gasbobler til overfladen.
Sidstnævnte fører til isolering af elektroden fra væsken og forhindrer normal elektrolyse. Glem ikke også, at for normal drift af elektrolysatoren skal vandet være basisk. Almindelig sodavand kan tjene som en katalysator.
Nuværende regulator
En brintgenerator på en bil øger dens produktivitet under drift. Dette skyldes frigivelsen af varme under elektrolysereaktionen. Reaktorens arbejdsvæske oplever opvarmning, og processen forløber meget mere intenst. For at kontrollere reaktionens forløb anvendes en strømregulator.
Hvis du ikke sænker den, kan vandet simpelthen koge, og reaktoren vil holde op med at producere brun gas. En speciel controller, der regulerer driften af reaktoren, giver dig mulighed for at ændre produktiviteten med stigende hastighed.
Karburatormodeller er udstyret med en controller med en konventionel kontakt til to driftstilstande: "Highway" og "City".
Installationssikkerhed
Mange håndværkere placerer tallerkener i plastikbeholdere. Du skal ikke spare på det her. Du skal bruge en rustfri ståltank. Hvis det ikke er der, kan du bruge et design med åbne plader. I sidstnævnte tilfælde er det nødvendigt at bruge en højkvalitets strøm- og vandisolator til pålidelig drift af reaktoren.
Det er kendt, at forbrændingstemperaturen for brint er 2800. Dette er den mest eksplosive gas i naturen. Browns gas er intet andet end en "eksplosiv" blanding af brint. Derfor kræver brintgeneratorer i vejtransport højkvalitets samling af alle systemkomponenter og tilstedeværelsen af sensorer for at overvåge processens fremskridt.
En arbejdsvæsketemperaturføler, trykføler og amperemeter vil ikke være overflødig i udformningen af installationen. Der skal lægges særlig vægt på vandtætningen ved reaktorens udløb. Det er livsvigtigt. Hvis blandingen antændes, vil en sådan ventil forhindre flammen i at sprede sig ind i reaktoren.
En brintgenerator til opvarmning af bolig- og industrilokaler, der fungerer efter de samme principper, er kendetegnet ved flere gange større reaktorproduktivitet. I sådanne installationer udgør fraværet af en vandtæt en dødelig fare. For at sikre sikker og pålidelig drift af systemet anbefales det også at udstyre brintgeneratorer på biler med en sådan kontraventil.
For nu kan du ikke undvære konventionelt brændstof
Der er flere eksperimentelle modeller i verden, der udelukkende kører på brun gas. Tekniske løsninger har dog endnu ikke nået deres perfektion. Sådanne systemer er ikke tilgængelige for almindelige indbyggere på planeten. Derfor må bilentusiaster indtil videre nøjes med "håndværksmæssige" udviklinger, der gør det muligt at reducere brændstofomkostningerne.
Lidt om godtroenhed og naivitet
Nogle driftige forretningsmænd tilbyder en brintgenerator til biler til salg. De taler om laserbehandling af overfladen på elektroder eller om de unikke hemmelige legeringer, som de er lavet af, specielle vandkatalysatorer udviklet i videnskabelige laboratorier rundt om i verden.
Det hele afhænger af evnen til sådanne iværksætteres tanker til at flyve videnskabeligt. Godroenhed kan gøre dig, for egen regning (nogle gange ikke engang små), til ejer af en installation, hvis kontaktplader vil kollapse efter to måneders drift.
Hvis du beslutter dig for at spare penge på denne måde, så er det bedre at samle installationen selv. Der vil i hvert fald ikke være nogen at bebrejde senere.