Katalizator razgradnje vode. Kako deluje motor na vodik? Načrt generatorja vodika: diagrami in risbe

MOSKVA, 11. maja - RIA Novosti. Znanstveniki so pokazali, da je nikelj in bor, poceni in lahko dostopna elementa, mogoče uporabiti za proizvodnjo novih katalizatorjev za razgradnjo vode v kisik in vodik, odkritje, ki bi se lahko uporabljalo v čisti energiji prihodnosti, poročajo raziskovalci v članek, objavljen v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences.

Do zdaj je najučinkovitejši med takšnimi katalizatorji za elektrolizo vode (razgradnja kisika in vodika z uporabo električne energije) veljala za platino - drago in redko kovino, katere zaloge na planetu so zelo omejene, zato je veliko znanstvenih skupine iščejo zamenjavo zanj.

Pred tem so avtorji novega članka, skupina Daniela Nocera z Massachusetts Institute of Technology v ZDA, že pokazali uporabnost kobaltovih spojin, dokaj pogoste in dostopne kovine, za te namene. Pred nekaj manj kot dvema tednoma se je v tisku pojavilo poročilo o izdelavi učinkovitega katalizatorja za razgradnjo vode na osnovi molibdena. Kljub temu znanstveniki še naprej iščejo nove spojine, saj za komercialno uporabo takšni katalizatorji ne smejo biti le poceni, temveč morajo biti tudi veliko bolj učinkoviti od svojih obstoječih prototipov.

V svojem novem delu znanstveniki iz skupine Nocera opisujejo katalitični sistem, ki je spojina, ki temelji na elementih niklja in bora. Lahko se nanese kot tanek film na katero koli površino z uporabo električne energije. Na nastali elektrodi, potopljeni v vodno raztopino borovih spojin (elektrolit), ob uporabi električne napetosti manj kot dva volta pride do reakcije razgradnje vode s sproščanjem kisika. V tem primeru pride do reakcije na nasprotni elektrodi s sproščanjem čistega vodika.

Prednost novega katalizatorja je, da ga je mogoče pridobiti iz široko dostopnih in poceni elementov. Poleg tega ima dobre lastnosti delovanja, ki dajejo upanje, da bodo podobni katalitični sistemi v prihodnosti našli komercialno uporabo.

Da bi to naredili, morajo znanstveniki povečati moč takšnih katalizatorjev, jih "naučiti", da delujejo na navadni vodi brez uporabe dodatnih kemičnih komponent kot elektrolitov, in jih tudi združiti s sončnimi celicami v eni sami napravi za največjo učinkovitost.

V taki elektrarni se lahko odvečna električna energija, proizvedena podnevi, pretvori v vodik in shrani za uporabo v temnih urah. Ta koncept vključuje celoten cikel proizvodnje in uporabe energije na majhnih kmetijah, kar je zelo priročno in veliko učinkovitejše od centralizirane proizvodnje energije v elektrarnah in njene nadaljnje distribucije po električnih omrežjih.

MOSKVA, 11. maja - RIA Novosti. Znanstveniki so pokazali, da je nikelj in bor, poceni in lahko dostopna elementa, mogoče uporabiti za proizvodnjo novih katalizatorjev za razgradnjo vode v kisik in vodik, odkritje, ki bi se lahko uporabljalo v čisti energiji prihodnosti, poročajo raziskovalci v članek, objavljen v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences.

Do zdaj je najučinkovitejši med takšnimi katalizatorji za elektrolizo vode (razgradnja kisika in vodika z uporabo električne energije) veljala za platino - drago in redko kovino, katere zaloge na planetu so zelo omejene, zato je veliko znanstvenih skupine iščejo zamenjavo zanj.

Pred tem so avtorji novega članka, skupina Daniela Nocera z Massachusetts Institute of Technology v ZDA, že pokazali uporabnost kobaltovih spojin, dokaj pogoste in dostopne kovine, za te namene. Pred nekaj manj kot dvema tednoma se je v tisku pojavilo poročilo o izdelavi učinkovitega katalizatorja za razgradnjo vode na osnovi molibdena. Kljub temu znanstveniki še naprej iščejo nove spojine, saj za komercialno uporabo takšni katalizatorji ne smejo biti le poceni, temveč morajo biti tudi veliko bolj učinkoviti od svojih obstoječih prototipov.

V svojem novem delu znanstveniki iz skupine Nocera opisujejo katalitični sistem, ki je spojina, ki temelji na elementih niklja in bora. Lahko se nanese kot tanek film na katero koli površino z uporabo električne energije. Na nastali elektrodi, potopljeni v vodno raztopino borovih spojin (elektrolit), ob uporabi električne napetosti manj kot dva volta pride do reakcije razgradnje vode s sproščanjem kisika. V tem primeru pride do reakcije na nasprotni elektrodi s sproščanjem čistega vodika.

Prednost novega katalizatorja je, da ga je mogoče pridobiti iz široko dostopnih in poceni elementov. Poleg tega ima dobre lastnosti delovanja, ki dajejo upanje, da bodo podobni katalitični sistemi v prihodnosti našli komercialno uporabo.

Da bi to naredili, morajo znanstveniki povečati moč takšnih katalizatorjev, jih "naučiti", da delujejo na navadni vodi brez uporabe dodatnih kemičnih komponent kot elektrolitov, in jih tudi združiti s sončnimi celicami v eni sami napravi za največjo učinkovitost.

V taki elektrarni se lahko odvečna električna energija, proizvedena podnevi, pretvori v vodik in shrani za uporabo v temnih urah. Ta koncept vključuje celoten cikel proizvodnje in uporabe energije na majhnih kmetijah, kar je zelo priročno in veliko učinkovitejše od centralizirane proizvodnje energije v elektrarnah in njene nadaljnje distribucije po električnih omrežjih.

Elektroliza je kemijski in fizikalni pojav razgradnje snovi na komponente z električnim tokom, ki se pogosto uporablja v industrijske namene. Na podlagi te reakcije se izdelujejo enote za proizvodnjo na primer klora ali barvnih kovin.

Nenehna rast cen energentov je povzročila priljubljenost elektroliznih naprav za gospodinjstvo. Kakšne so takšne strukture in kako jih narediti doma?

Splošne informacije o elektrolizerju

Elektrolizna naprava je naprava za elektrolizo, ki zahteva zunanji vir energije, strukturno sestavljen iz več elektrod, ki so nameščene v posodi, napolnjeni z elektrolitom. To vrsto instalacije lahko imenujemo tudi naprava za cepljenje vode.

V takih enotah je glavni tehnični parameter produktivnost, kar pomeni količino vodika, proizvedenega na uro in se meri v m³/h. Stacionarne enote nosijo ta parameter v imenu modela, na primer membranska enota SEU-40 proizvede 40 kubičnih metrov na uro. m vodik.

Druge značilnosti takšnih naprav so popolnoma odvisne od predvidenega namena in vrste namestitve. Na primer, pri izvajanju elektrolize vode je učinkovitost enote odvisna od naslednjih parametrov:

1. Raven najnižjega elektrodnega potenciala (napetosti). Za normalno delovanje enote mora biti ta značilnost v območju 1,8-2 V na ploščo. Če ima vir energije napetost 14 V, je smiselno razdeliti kapaciteto elektrolizerja z raztopino elektrolita na liste v 7 celic. Takšna naprava se imenuje suhi elektrolizer. Nižja vrednost ne bo začela elektrolize, višja vrednost pa bo močno povečala porabo energije;

1. Manjša kot je razdalja med komponentami plošče, manjši bo upor, kar bo ob prehodu velikega toka povzročilo povečanje proizvodnje plinaste snovi;
2. Površina plošč neposredno vpliva na zmogljivost;
3. Toplotna bilanca in stopnja koncentracije elektrolitov;
4. Material elektrodnih elementov. Zlato je drag, a idealen material za uporabo v elektrolizerjih. Zaradi visokih stroškov se pogosto uporablja nerjavno jeklo.

Pomembno! V konstrukcijah drugačne vrste bodo vrednosti imele različne parametre.

Naprave za elektrolizo vode se lahko uporabljajo tudi za namene, kot so dezinfekcija, čiščenje in ocena kakovosti vode.

Načelo delovanja in vrste elektrolizerja

Najpreprostejša naprava ima elektrolizerje, ki vodo razdelijo na kisik in vodik. Sestavljeni so iz posode z elektrolitom, v katero so nameščene elektrode, povezane z virom energije.

Načelo delovanja naprave za elektrolizo je, da ima električni tok, ki teče skozi elektrolit, zadostno napetost za razgradnjo vode na molekule. Rezultat procesa je, da anoda proizvede en del kisika, katoda pa dva dela vodika.

Vrste elektrolizatorjev

Naprave za cepljenje vode so naslednje vrste:

1. suha;
2. pretok;
3. membrana;
4. Diafragma;
5. Alkalna.

Suhi tip

Takšni elektrolizerji imajo najpreprostejšo zasnovo (slika zgoraj). Njihova značilnost je, da manipulacija števila celic omogoča napajanje enote iz vira s katero koli napetostjo.

Vrsta pretoka

Te naprave imajo v svoji zasnovi kopel, popolnoma napolnjeno z elektrolitom z elektrodnimi elementi in rezervoarjem.

Načelo delovanja naprave za pretočno elektrolizo je naslednje (iz zgornje slike):

• med elektrolizo se elektrolit skupaj s plinom iztisne skozi cev "B" v rezervoar "D";
• v posodi “D” poteka proces ločevanja plina od elektrolita;
• plin izstopa skozi ventil "C";
• raztopina elektrolita se vrne skozi cev "E" v kopel "A".

Zanimivo vedeti. To načelo delovanja je konfigurirano v nekaterih varilnih strojih - zgorevanje sproščenega plina omogoča varjenje elementov.

Vrsta membrane

Membranska elektrolizna naprava ima podobno zasnovo kot drugi elektrolizerji, vendar je elektrolit trdna snov na osnovi polimera, imenovana membrana.

Membrana v takih enotah ima dvojni namen - prenos ionov in protonov, ločevanje elektrod in produktov elektrolize.

Tip diafragme

Kadar ena snov ne more prodreti in vplivati ​​na drugo, se uporabi porozna diafragma, ki je lahko izdelana iz stekla, polimernih vlaken, keramike ali azbestnega materiala.

Alkalni tip

V destilirani vodi ne more priti do elektrolize. V takih primerih je potrebna uporaba katalizatorjev, ki so alkalne raztopine visoke koncentracije. V skladu s tem lahko večino naprav za elektrolizo imenujemo alkalne.

Pomembno! Omeniti velja, da je uporaba soli kot katalizatorja škodljiva, saj se pri reakciji sprošča plin klor. Idealen katalizator bi bil natrijev hidroksid, ki ne razjeda železnih elektrod in ne prispeva k sproščanju škodljivih snovi.

Samostojna izdelava elektrolizerja

Vsakdo lahko naredi elektrolizer z lastnimi rokami. Za postopek montaže najpreprostejše zasnove bodo potrebni naslednji materiali:

• pločevina iz nerjavečega jekla (idealne možnosti so tuji AISI 316L ali domači 03Х16Н15М3);
• vijaki M6x150;
• podložke in matice;
• prozorna cev - lahko uporabite vodno gladino, ki se uporablja za gradbene namene;
• več fitingov v obliki ribje kosti z zunanjim premerom 8 mm;
• plastična posoda s prostornino 1,5 l;
• majhen filter, ki filtrira tekočo vodo, na primer filter za pralne stroje;
• povratni ventil za vodo.

Postopek gradnje

Sestavite elektrolizer z lastnimi rokami v skladu z naslednjimi navodili:

1. Prvi korak je označiti in nadalje razrezati pločevino iz nerjavečega jekla na enake kvadrate. Žaganje lahko opravite s kotnim brusilnikom (brusilom). Eden od vogalov v takšnih kvadratih mora biti odrezan pod kotom, da se plošče pravilno pritrdijo;
2. Nato boste morali izvrtati luknjo za vijak na strani plošče, ki je nasproti kotnega reza;
3. Povezavo plošč je treba izvesti izmenično: ena plošča na "+", naslednja na "-" in tako naprej;
4. Med različno naelektrenimi ploščami mora biti izolator, ki deluje kot cev od vodne gladine. Narežemo ga na kolobarje, ki jih prerežemo po dolžini, da dobimo trakove debeline 1 mm. Ta razdalja med ploščama zadostuje za učinkovito sproščanje plina med elektrolizo;
5. Plošče so med seboj pritrjene s podložkami na naslednji način: na sornik se namesti podložka, nato plošča, nato tri podložke, nato plošča itd. Pozitivno nabite plošče so razporejene kot zrcalne slike negativno nabitih plošč. To vam omogoča, da preprečite, da bi se žagani robovi dotaknili elektrod;

1. Pri sestavljanju plošč jih morate takoj izolirati in priviti matice;
2. Prav tako mora biti vsaka plošča obročkana, da se zagotovi, da ni kratkega stika;
3. Nato je treba celoten sklop postaviti v plastično škatlo;
4. Po tem morate označiti mesta, kjer se vijaki dotikajo sten posode, kjer izvrtate dve luknji. Če se vijaki ne prilegajo v posodo, jih je treba obrezati z nožno žago;
5. Nato so vijaki zategnjeni z maticami in podložkami za tesnjenje strukture;

1. Po teh manipulacijah boste morali narediti luknje v pokrovu posode in vanje vstaviti okovje. V tem primeru je mogoče zagotoviti tesnost s tesnjenjem šivov s tesnili na osnovi silikona;
2. Zaščitni ventil in filter v zasnovi sta nameščena na izhodu plina in služita kot sredstvo za nadzor njegovega prekomernega kopičenja, kar lahko povzroči katastrofalne posledice;
3. Montirana je elektrolizna naprava.

Končna faza je testiranje, ki se izvaja na naslednji način:

• polnjenje posode z vodo do nivoja pritrdilnih vijakov;
• priključitev napajanja na napravo;
• povezovanje cevi z nastavkom, katerega nasprotni konec je spuščen v vodo.

Če v instalacijo dovedemo šibek tok, bo izpust plina skozi cev skoraj neopazen, vendar ga je mogoče opaziti znotraj elektrolizerja. S povečanjem električnega toka in dodajanjem alkalnega katalizatorja vodi lahko znatno povečate izkoristek plinaste snovi.

Izdelani elektrolizer je lahko sestavni del številnih naprav, na primer vodikovega gorilnika.

Če poznate vrste, glavne značilnosti, strukturo in načelo delovanja naprav za elektrolizo, lahko pravilno sestavite domačo strukturo, ki bo nepogrešljiv pomočnik v različnih vsakodnevnih situacijah: od varjenja in varčevanja s porabo goriva v vozilu do delovanja ogrevalnih sistemov.

Video

Davno so minili časi, ko je bilo mogoče podeželsko hišo ogrevati na en sam način - s kurjenjem lesa ali premoga v peči. Sodobne grelne naprave uporabljajo različne vrste goriva in hkrati samodejno vzdržujejo udobno temperaturo v naših domovih. Zemeljski plin, dizel ali kurilno olje, elektrika, sončna energija - to je nepopoln seznam alternativnih možnosti. Zdi se - živite in bodite srečni, vendar nas nenehna rast cen goriva in opreme prisili, da nadaljujemo z iskanjem poceni načinov ogrevanja. In hkrati dobesedno pod našimi nogami leži neusahljiv vir energije - vodik. In danes bomo govorili o tem, kako uporabiti navadno vodo kot gorivo, tako da z lastnimi rokami sestavite generator vodika.

Zasnova in princip delovanja generatorja vodika

Tovarniški generator vodika je impresivna enota

Uporaba vodika kot goriva za ogrevanje podeželske hiše je koristna ne le zaradi njegove visoke kurilne vrednosti, ampak tudi zato, ker se med zgorevanjem ne sproščajo škodljive snovi. Kot se vsi spomnijo iz šolskega tečaja kemije, ko dva atoma vodika (kemijska formula H 2 - Hidrogenium) oksidira en atom kisika, nastane molekula vode. Pri tem se proizvede trikrat več toplote kot pri zgorevanju zemeljskega plina. Lahko rečemo, da vodiku ni para med drugimi viri energije, saj so njegove zaloge na Zemlji neizčrpne - 2/3 svetovnih oceanov sestavlja kemični element H2, v celotnem vesolju pa je ta plin poleg helija glavni "gradbeni material".

Obstaja le ena težava - da bi dobili čisti H 2, morate vodo razdeliti na njene sestavne dele, kar pa ni lahko storiti. Znanstveniki so dolga leta iskali način pridobivanja vodika in se odločili za elektrolizo.

Ta metoda proizvodnje hlapnega plina vključuje postavitev dveh kovinskih plošč, povezanih z visokonapetostnim virom, v vodo na kratki razdalji ena od druge. Ob uporabi električne energije visok električni potencial dobesedno raztrga molekulo vode, pri čemer se sprostita dva atoma vodika (HH) in en atom kisika (O). Izpuščeni plin je dobil ime po fiziku Yu Brownu. Njegova formula je HHO, kalorična vrednost pa 121 MJ/kg. Brownov plin gori z odprtim plamenom in ne proizvaja nobenih škodljivih snovi. Glavna prednost te snovi je, da je za njeno uporabo primeren običajni kotel, ki deluje na propan ali metan. Naj omenimo le, da vodik v kombinaciji s kisikom tvori eksplozivno zmes, zato bodo potrebni dodatni previdnostni ukrepi.

Shema namestitve za proizvodnjo Brownovega plina

Generator, zasnovan za proizvodnjo Brownovega plina v velikih količinah, vsebuje več celic, od katerih vsaka vsebuje veliko parov elektrodnih plošč. Vgrajeni so v zaprti posodi, ki je opremljena z odvodom plina, priključnimi priključki za napajanje in vratom za polnjenje vode. Poleg tega je namestitev opremljena z varnostnim ventilom in vodnim tesnilom. Zahvaljujoč njim je odpravljena možnost širjenja povratnega ognja. Vodik gori samo na izstopu iz gorilnika in ne vžge v vseh smereh. Večkratno povečanje uporabne površine naprave omogoča ekstrakcijo vnetljive snovi v količinah, ki zadostujejo za različne namene, vključno z ogrevanjem stanovanjskih prostorov.

Toda to s tradicionalnim elektrolizatorjem bo nedonosno. Preprosto povedano, če se električna energija, porabljena za proizvodnjo vodika, neposredno porabi za ogrevanje hiše, potem bo to veliko bolj donosno kot ogrevanje kotla z vodikom.

Vodikova gorivna celica Stanley Meyer

Ameriški znanstvenik Stanley Meyer je našel izhod iz te situacije. Njegova instalacija ni uporabljala močnega električnega potenciala, temveč tokove določene frekvence. Izum velikega fizika je bil v tem, da je molekula vode zanihala v času s spreminjajočimi se električnimi impulzi in vstopila v resonanco, ki je dosegla silo, ki je zadostovala, da jo je razdelila na njene sestavne atome. Takšen učinek je zahteval desetkrat manj toka kot pri delovanju običajnega elektroliznega stroja.

Za svoj izum, ki bi lahko osvobodil človeštvo iz suženjstva naftnih magnatov, je bil Stanley Meyer umorjen, dela njegovih dolgoletnih raziskav pa so izginila bog ve kam. Kljub temu so ohranjeni nekateri zapiski znanstvenika, na podlagi katerih izumitelji v številnih državah po svetu poskušajo zgraditi podobne naprave. In moram reči, ne brez uspeha.

Prednosti Brownovega plina kot vira energije

• Voda, iz katere se pridobiva HHO, je ena najpogostejših snovi na našem planetu.
• Ko ta vrsta goriva zgori, proizvaja vodno paro, ki jo je mogoče kondenzirati nazaj v tekočino in ponovno uporabiti kot surovino.
• Pri zgorevanju detonacijskega plina razen vode ne nastajajo nobeni stranski produkti. Lahko rečemo, da ni okolju prijaznejšega goriva od Brownovega plina.
• Pri delovanju ogrevalnega sistema na vodik se vodna para sprosti v količini, ki zadostuje za vzdrževanje vlažnosti v prostoru na udobni ravni.

Morda vas bo zanimalo tudi gradivo o tem, kako zgraditi svoj plinski generator:

Področje uporabe

Danes je elektrolizer tako pogosta naprava kot generator acetilena ali plazemski rezalnik. Sprva so vodikove generatorje uporabljali varilci, saj je bilo prenašanje le nekaj kilogramov težke enote veliko lažje kot premikanje ogromnih kisikovih in acetilenskih jeklenk.

• Hkrati visoka energetska intenzivnost enot ni bila odločilnega pomena - vse je bilo določeno z udobjem in praktičnostjo. V zadnjih letih je uporaba Brownovega plina presegla običajne koncepte vodika kot goriva za plinske varilne stroje. V prihodnosti so možnosti tehnologije zelo široke, saj ima uporaba HHO številne prednosti.
• Zmanjšanje porabe goriva v vozilih. Obstoječi avtomobilski generatorji vodika omogočajo uporabo HHO kot dodatka tradicionalnemu bencinu, dizlu ali plinu. Zaradi popolnejšega zgorevanja mešanice goriva je mogoče doseči 20–25-odstotno zmanjšanje porabe ogljikovodikov.
• Prihranek goriva v termoelektrarnah na plin, premog ali kurilno olje.
• Zmanjšanje toksičnosti in povečanje učinkovitosti starih kotlovnic.
• Večkratno znižanje stroškov ogrevanja stanovanjskih objektov zaradi popolne ali delne zamenjave tradicionalnih goriv z rjavim plinom.
• Uporaba prenosnih proizvodnih enot HHO za domače potrebe - kuhanje, pridobivanje tople vode itd.

Generator vodika, zgrajen s tehnologijo vodnih gorivnih celic S. Meyerja (tako se je imenovala njegova razprava), je mogoče kupiti - veliko podjetij v ZDA, na Kitajskem, v Bolgariji in drugih državah se ukvarja z njihovo proizvodnjo. Predlagamo, da sami izdelate generator vodika.

Video: Kako pravilno namestiti ogrevanje na vodik

Kaj je potrebno za izdelavo gorivne celice doma

Ob začetku izdelave vodikove gorivne celice je nujno preučiti teorijo procesa nastajanja detonacijskega plina. To bo omogočilo razumevanje dogajanja v generatorju in pomagalo pri nastavitvi in ​​upravljanju opreme. Poleg tega se boste morali založiti s potrebnimi materiali, ki jih boste večino zlahka našli v maloprodajni verigi. Kar zadeva risbe in navodila, bomo poskušali v celoti zajeti ta vprašanja.

Načrt generatorja vodika: diagrami in risbe

Domača naprava za proizvodnjo Brownovega plina je sestavljena iz reaktorja z nameščenimi elektrodami, generatorja PWM za njihovo napajanje, vodnega tesnila in povezovalnih žic in cevi. Trenutno obstaja več modelov elektrolizatorjev, ki uporabljajo plošče ali cevi kot elektrode. Poleg tega lahko na internetu najdete namestitev tako imenovane suhe elektrolize. Za razliko od tradicionalne zasnove v takšni napravi plošče niso nameščene v posodi z vodo, ampak se tekočina dovaja v režo med ravnimi elektrodami.

Zavrnitev tradicionalne sheme omogoča znatno zmanjšanje dimenzij gorivne celice.
Električni tokokrog regulatorja PWM. Shema enega para elektrod, ki se uporablja v Meyerjevi celici.

Risba gorivne celice Električno vezje krmilnika PWM Električno vezje krmilnika PWM

Pri svojem delu lahko uporabite risbe in diagrame delujočih elektrolizatorjev, ki jih lahko prilagodite svojim razmeram.

Izbira materialov za izdelavo vodikovega generatorja

1. Če je zasnova, ki jo izberete, generator "mokrega" tipa, boste potrebovali zaprto posodo za vodo, ki bo služila tudi kot reaktorska posoda. Lahko vzamete katero koli primerno posodo, glavna zahteva je zadostna trdnost in plinotesnost. Seveda je pri uporabi kovinskih plošč kot elektrod bolje uporabiti pravokotno strukturo, na primer skrbno zaprto ohišje iz starega avtomobilskega akumulatorja (črno). Če se za pridobivanje HHO uporabljajo cevi, bo primerna tudi prostorna posoda iz gospodinjskega filtra za čiščenje vode. Najboljša možnost bi bila izdelava ohišja generatorja iz nerjavečega jekla, na primer razreda 304 SSL.

   Sklop elektrode za "mokri" generator vodika

   Pri izbiri »suhe« gorivne celice potrebujete ploščo iz pleksi stekla ali druge prozorne plastike debeline do 10 mm in tesnilne obroče iz tehničnega silikona.

2. Cevi ali plošče iz nerjavečega jekla. Seveda lahko vzamete navadno "železo" kovino, vendar med delovanjem elektrolizerja preprosto ogljikovo železo hitro korodira in elektrode bo treba pogosto menjati. Uporaba visokoogljične kovine, legirane s kromom, bo omogočila dolgotrajno delovanje generatorja. Obrtniki, ki sodelujejo pri izdelavi gorivnih celic, so dolgo izbirali material za elektrode in se ustalili na nerjavečem jeklu 316 L. Mimogrede, če se pri zasnovi uporabljajo cevi iz te zlitine, je treba njihov premer izbrati tako tako, da pri vgradnji enega dela v drugega med njima ne ostane razmak največ 1 mm. Za perfekcioniste so točne mere:
   - zunanji premer cevi - 25,317 mm;
   - premer notranje cevi je odvisen od debeline zunanje. V vsakem primeru mora zagotoviti razmik med temi elementi, ki je enak 0,67 mm.

   Njegova zmogljivost je odvisna od tega, kako natančno so izbrani parametri delov vodikovega generatorja.

3. PWM generator. Pravilno sestavljeno električno vezje vam bo omogočilo uravnavanje frekvence toka v zahtevanih mejah, kar je neposredno povezano s pojavom resonančnih pojavov. Z drugimi besedami, da se začne evolucija vodika, bo treba izbrati parametre napajalne napetosti, zato je posebna pozornost namenjena sestavi generatorja PWM. Če ste seznanjeni s spajkalnikom in lahko ločite tranzistor od diode, potem lahko električni del naredite sami. V nasprotnem primeru se lahko obrnete na znanega elektronika ali naročite izdelavo stikalnega napajalnika v servisu elektronskih naprav.
   

   Preklopni napajalnik, zasnovan za povezavo z gorivno celico, lahko kupite na spletu. Izdelujejo jih manjša zasebna podjetja pri nas in v tujini.

4. Električne žice za povezavo. Zadostovali bodo vodniki s presekom 2 kvadratnih metrov. mm.
5. Bubbler. Obrtniki so to modno ime dali najpogostejšemu vodnemu tesnilu. Za to lahko uporabite katero koli zaprto posodo. V idealnem primeru bi moral biti opremljen s tesno prilegajočim se pokrovom, ki se bo takoj odtrgal, če se plin v notranjosti vname. Poleg tega je med elektrolizator in mehurček priporočljivo namestiti zapiralno napravo, ki bo preprečila vračanje HHO v celico.

   Dizajn mehurčkov

6. Cevi in ​​priključki. Za priključitev generatorja HHO boste potrebovali prozorno plastično cev, dovodne in izstopne priključke ter objemke.
7. Matice, vijaki in čepi. Potrebovali jih bodo za pritrditev delov elektrolizatorja drug na drugega.
8. Reakcijski katalizator. Da bi proces nastajanja HHO potekal intenzivneje, se v reaktor dodaja kalijev hidroksid KOH. To snov je mogoče enostavno kupiti na spletu. Za prvič ne bo dovolj več kot 1 kg prahu.
9. Avtomobilski silikon ali druga tesnilna masa.

Upoštevajte, da polirane cevi niso priporočljive. Nasprotno, strokovnjaki priporočajo obdelavo delov z brusnim papirjem, da dobite mat površino. V prihodnosti bo to pomagalo povečati produktivnost namestitve.

Orodja, ki bodo potrebna med delovnim procesom

Preden začnete graditi gorivno celico, pripravite naslednja orodja:

• žaga za kovino;
• vrtalnik s kompletom svedrov;
• komplet ključev;
• ploščati izvijači in izvijači z režami;
• kotni brusilnik ("brusilnik") z nameščenim krogom za rezanje kovine;
• multimeter in merilnik pretoka;
• ravnilo;
• marker.

Poleg tega, če sami sestavite generator PWM, boste za njegovo nastavitev potrebovali osciloskop in merilnik frekvence. V okviru tega članka tega vprašanja ne bomo izpostavili, saj izdelavo in konfiguracijo stikalnega napajalnika najbolje obravnavajo strokovnjaki na specializiranih forumih.

Bodite pozorni na članek, ki prikazuje druge vire energije, s katerimi lahko ogrevate svoj dom:

Navodila: kako narediti generator vodika z lastnimi rokami

Za izdelavo gorivne celice bomo vzeli najnaprednejše "suho" elektrolizatorsko vezje z elektrodami v obliki plošč iz nerjavečega jekla. Spodnja navodila prikazujejo postopek ustvarjanja generatorja vodika od "A" do "Z", zato je bolje slediti vrstnemu redu dejanj.

Diagram gorivne celice suhega tipa

1. Izdelava ohišja gorivne celice. Stranske stene okvirja so plošče iz lesonita ali pleksi stekla, razrezane na velikost bodočega generatorja. Razumeti morate, da velikost naprave neposredno vpliva na njeno delovanje, vendar bodo stroški pridobitve HHO višji. Za izdelavo gorivne celice bodo optimalne dimenzije naprave od 150x150 mm do 250x250 mm.
2. V vsako ploščo je izvrtana luknja za dovod (odvod) za vodo. Poleg tega bo treba izvrtati stransko steno za izhod plina in štiri luknje v vogalih za povezavo elementov reaktorja med seboj.

   Izdelava stranskih sten

3. S kotnim brusilnikom so elektrodne plošče izrezane iz pločevine iz nerjavečega jekla 316L. Njihove dimenzije morajo biti 10–20 mm manjše od dimenzij stranskih sten. Poleg tega je treba pri izdelavi vsakega dela v enem od vogalov pustiti majhno kontaktno ploščico. To bo potrebno za povezavo negativnih in pozitivnih elektrod v skupine, preden jih priključite na napajalno napetost.
4. Da bi dobili zadostno količino HHO, je treba nerjaveče jeklo obojestransko obdelati s finim brusnim papirjem.
5. V vsako ploščo izvrtamo dve luknji: s svedrom s premerom 6 - 7 mm - za dovod vode v prostor med elektrodama in z debelino 8 - 10 mm - za odstranitev Brownovega plina. Točke vrtanja se izračunajo ob upoštevanju lokacij vgradnje ustreznih dovodnih in odvodnih cevi.

   Ta sklop delov je treba pripraviti pred sestavljanjem gorivne celice

6. Začnejo sestavljati generator. Da bi to naredili, so v stene lesonitne plošče nameščene armature za dovod vode in odvod plina. Mesta, kjer so povezani, so skrbno zatesnjena z avtomobilsko ali vodovodno tesnilno maso.
7. Po tem se zatiči namestijo v enega od prozornih delov telesa, po katerem se začne polaganje elektrod.

   Polaganje elektrod se začne s tesnilnim obročem

   Upoštevajte: ravnina ploščatih elektrod mora biti ravna, sicer se elementi z nasprotnimi naboji dotikajo in povzročijo kratek stik!

8. Plošče iz nerjavečega jekla so ločene od stranskih površin reaktorja z O-ringi, ki so lahko iz silikona, paronita ali drugega materiala. Pomembno je le, da njegova debelina ne presega 1 mm. Isti deli se uporabljajo kot distančniki med ploščami. Med postopkom namestitve se prepričajte, da so kontaktne plošče negativne in pozitivne elektrode združene na različnih straneh generatorja.

   Pri sestavljanju plošč je pomembno pravilno usmeriti iztočne luknje

9. Po polaganju zadnje plošče je nameščen tesnilni obroč, po katerem je generator zaprt z drugo steno lesonita, sama konstrukcija pa je pritrjena s podložkami in maticami. Pri izvajanju tega dela se prepričajte, da je zategovanje enakomerno in da med ploščami ni izkrivljanj.

   Med končnim zategovanjem preverite vzporednost stranskih sten. Tako se boste izognili izkrivljanju

10. S pomočjo polietilenskih cevi je generator povezan s posodo z vodo in mehurčkom.
11. Kontaktne plošče elektrod so na kakršen koli način povezane med seboj, nato pa so nanje priključene napajalne žice.

    Če sestavite več gorivnih celic in jih povežete vzporedno, lahko pridobite zadostno količino rjavega plina

12. Gorivna celica se napaja z napetostjo iz generatorja PWM, nato pa se naprava konfigurira in prilagodi na največji izhod plina HHO.

Za proizvodnjo rjavega plina v zadostnih količinah za ogrevanje ali kuhanje je nameščenih več vodikovih generatorjev, ki delujejo vzporedno.

Video: Sestavljanje naprave

Video: Delovanje strukture "suhega" tipa

Izbrana mesta uporabe

Najprej bi rad opozoril, da tradicionalna metoda zgorevanja zemeljskega plina ali propana v našem primeru ni primerna, saj je temperatura zgorevanja HHO več kot trikrat višja od temperature ogljikovodikov. Kot sami razumete, konstrukcijsko jeklo ne bo dolgo zdržalo te temperature. Sam Stanley Meyer je priporočil uporabo gorilnika nenavadne zasnove, katerega diagram je podan spodaj.

Shema vodikovega gorilnika, ki jo je zasnoval S. Meyer

Celoten trik te naprave je v tem, da HHO (označen s številko 72 na diagramu) prehaja v zgorevalno komoro skozi ventil 35. Goreča vodikova zmes se dviga skozi kanal 63 in hkrati izvaja proces izmetavanja, pri čemer skozi nastavljive luknje zajema zunanji zrak. 13 in 70. Pod pokrovom 40 se zadržuje določena količina produktov zgorevanja (vodna para), ki skozi kanal 45 vstopi v zgorevalni stolpec in se meša z gorečim plinom. To vam omogoča večkratno znižanje temperature zgorevanja.

Druga točka, na katero bi rad opozoril, je tekočina, ki jo je treba vliti v instalacijo. Najbolje je uporabiti pripravljeno vodo, ki ne vsebuje soli težkih kovin. Idealna možnost je destilat, ki ga lahko kupite v kateri koli avtomobilski trgovini ali lekarni. Za uspešno delovanje elektrolizatorja vodi dodamo kalijev hidroksid KOH, in sicer približno eno žlico prahu na vedro vode.

Med delovanjem naprave je pomembno, da generatorja ne pregrejete. Ko se temperatura dvigne na 65 stopinj Celzija ali več, se bodo elektrode naprave onesnažile s stranskimi produkti reakcije, kar bo zmanjšalo produktivnost elektrolizatorja. Če se to zgodi, bo treba vodikovo celico razstaviti in z brusnim papirjem odstraniti usedline.

In tretja stvar, na katero dajemo poseben poudarek, je varnost. Ne pozabite, da mešanica vodika in kisika ni bila naključno imenovana eksplozivna. HHO je nevarna kemikalija, ki lahko povzroči eksplozijo, če z njo ne ravnate pravilno. Upoštevajte varnostna pravila in bodite še posebej previdni pri eksperimentiranju z vodikom. Samo v tem primeru bo "opeka", iz katere je sestavljeno naše vesolje, v vaš dom prinesla toplino in udobje.

Upamo, da ste našli ta članek kot vir navdiha, da zavihate rokave in začnete izdelovati vodikovo gorivno celico. Seveda vsi naši izračuni niso končna resnica, vendar jih je mogoče uporabiti za izdelavo delujočega modela generatorja vodika. Če želite popolnoma preiti na to vrsto ogrevanja, bo treba vprašanje podrobneje preučiti. Morda bo vaša instalacija postala temeljni kamen, zahvaljujoč kateremu se bo končala prerazporeditev energetskih trgov, poceni in okolju prijazna toplota pa bo vstopila v vsak dom.

Podrobnosti Objavljeno: 04.11.2015 07:48

Peč ogrevanje v Ukrajini, kot pravijo, doživlja ponovno rojstvo. Razlogi za ta pojav so jasni brez kakršne koli razlage. Zato je harkovski inovator Oleg Petrik predlagal uporabo tehnologij termoelektrarn na premog v prahu za povečanje učinkovitosti domačih peči, za to pa sploh ni potrebno imeti veščin izkušenega mehanika.

Kako povečati izkoristek peči na premog (drva) ali kotla na trda goriva brez porabe dodatnih energentov.

Načelo delovanja tehnologije je povsem preprosto: voda iz rezervoarja (uparjalnika) se pri visoki temperaturi (400 - 500 C) pretvori v paro in dovaja neposredno v plamen, ki deluje kot nekakšen katalizator zgorevanja in poveča produktivnost ogrevalne naprave.

Če želite ustvariti racionalizacijski sistem, boste potrebovali: generator pare, ki je izdelan iz improviziranih sredstev (kanister ali ponev, po možnosti iz nerjavečega jekla, bo dovolj; lahko uporabite tudi staro destilator). V posodo je vrezan nastavek iz avtomobilske gume. Potrebovali boste tudi približno pol metra cevi za kisik in približno en meter in pol cevi, po možnosti iz tankostenskega nerjavečega jekla z notranjim premerom 8 mm, iz katerega je izdelan pregrevalec.

Po pregrevalniku para v segretem stanju vstopi v rešetko skozi luknjo v peči. Na koncu cevi je nameščen parni delilnik za nevtralizacijo hrupa: cev se z brusilnikom prereže na malo manj kot polovico, v korakih po približno 10 mm, naredi se 7 - 10 rezov, nato se luknje ovijejo z mrežico. z okencem iz nerjavečega jekla 20-30 mikronov v dveh ali treh slojih, na cev pa je pritrjen z žico premera 1-1,5 mm.

Gumijasta cev nad štedilnikom mora biti dvignjena 20-30 centimetrov (na sliki ni dvignjena). Čeprav se cev za kisik nekoliko ohladi zaradi vodne pare, je to treba narediti zaradi požarne varnosti.

Da bi pospešili proizvodnjo pare s generatorjem pare, je treba pri kurjenju drv v posodo vliti največ 200 ml vode, ki bo zavrela v 5-8 minutah in naprava bo začne delovati s polno močjo. Po tem lahko generator pare popolnoma napolnite z vodo za dolgotrajno delovanje pečice.

Povečanje produktivnosti je približno 50% v primerjavi s klasičnimi napravami. Testi naprave so pokazali, da se je čas delovanja peči zmanjšal za polovico, to je z 2 na 4 ure. To pomeni, da boste za kurjenje peči potrebovali pol manj drv. Izboljšana je popolnost zgorevanja goriva, dim iz dimnika je praktično neviden, količina pepela se je bistveno zmanjšala. Zaradi rasti cen energentov, zlasti zemeljskega plina, bo takšna posodobitev postala pomembna za mnoge lastnike stanovanj.

Seveda predlagana rešitev zahteva pomembne izboljšave: potrebno je avtomatizirati proces oskrbe z vodo, optimizirati samo zasnovo itd. Vendar pa bo možnost poceni in hitrega »črpanja« peči z osnovnimi sredstvi, ki jih najdemo v vsakem domu, marsikomu pomagala veliko prihraniti, lahko pa postane tudi spodbuda za razvoj novih tehnologij in rojstvo novih idej. .

Rokodelec iz Harkova ima tudi eksperimentalno napravo z oknom za kurjenje premoga ali lesa v parni atmosferi ali, kot jo sam imenuje, »vodikovo lončnico«.

Referenca. Pregreta para se pogosto uporablja za izboljšanje učinkovitosti turbin v termoelektrarnah, od začetka prejšnjega stoletja pa se uporablja na vseh vrstah lokomotiv. Poleg tega so bili razviti načrti jedrskih reaktorjev, pri katerih bi bilo treba del procesnih kanalov uporabiti za pregrevanje pare, preden se dovaja v turbine. Znano je, da lahko uporaba pregrevalnika bistveno poveča učinkovitost parne naprave in zmanjša obrabo njenih komponent.