ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งที่เกือบจะในอุดมคติ แต่ปัญหาคือบนโลกของเราพบได้เฉพาะในรูปของสารประกอบที่มีองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ เท่านั้น ส่วนแบ่งของสาร “บริสุทธิ์” ในบรรยากาศไม่เกิน 0.00005% เมื่อคำนึงถึงความเป็นจริงเหล่านี้ ปัญหาของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนจึงมีความเกี่ยวข้อง พิจารณาหลักการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวคุณสมบัติการออกแบบขอบเขตการใช้งานและความเป็นไปได้ในการผลิตด้วยตนเอง
คำอธิบายและหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน
มีหลายวิธีในการสกัดไฮโดรเจนจากสารอื่น ๆ ที่เราแสดงรายการที่พบบ่อยที่สุด:
- อิเล็กโทรไลซิสเทคนิคนี้ง่ายที่สุดและสามารถนำไปใช้ที่บ้านได้ กระแสไฟฟ้าตรงจะถูกส่งผ่านสารละลายน้ำที่มีเกลือภายใต้อิทธิพลของปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 ในกรณีนี้ มีการให้ตัวอย่างสำหรับสารละลายเกลือในครัวธรรมดาซึ่งไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดเนื่องจากคลอรีนที่ปล่อยออกมาเป็นสารพิษ โปรดทราบว่าไฮโดรเจนที่ได้จากวิธีนี้มีความบริสุทธิ์ที่สุด (ประมาณ 99.9%)
- โดยการส่งไอน้ำไปเหนือโค้กถ่านหินที่ให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 1,000 ° C ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวจะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้: H 2 O + C ⇔ CO + H 2
- การสกัดจากมีเทนโดยการแปลงด้วยไอน้ำ (เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาคืออุณหภูมิ 1,000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2 ตัวเลือกที่สองคือออกซิเดชันมีเธน: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2
- ในระหว่างกระบวนการแคร็ก (การกลั่นปิโตรเลียม) ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาเป็นผลพลอยได้ โปรดทราบว่าในประเทศของเรายังคงปฏิบัติในการเผาไหม้สารนี้ที่โรงกลั่นน้ำมันบางแห่งเนื่องจากขาดอุปกรณ์ที่จำเป็นหรือมีความต้องการเพียงพอ
ตัวเลือกสุดท้ายคือตัวเลือกที่แพงที่สุดและตัวเลือกแรกคือตัวเลือกที่เข้าถึงได้มากที่สุดซึ่งเป็นตัวเลือกพื้นฐานของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนส่วนใหญ่รวมถึงของใช้ในครัวเรือนด้วย หลักการทำงานของพวกเขาคือในกระบวนการส่งกระแสผ่านสารละลาย อิเล็กโทรดบวกจะดึงดูดไอออนลบ และอิเล็กโทรดที่มีประจุตรงกันข้ามจะดึงดูดไอออนบวก ส่งผลให้สารแตกตัว
คุณสมบัติการออกแบบและโครงสร้างของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน
แม้ว่าในปัจจุบันจะไม่มีปัญหาในการผลิตไฮโดรเจน แต่การขนส่งและการเก็บรักษายังคงเป็นงานเร่งด่วน โมเลกุลของสารนี้มีขนาดเล็กมากจนสามารถเจาะโลหะได้ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย พื้นที่เก็บข้อมูลแบบดูดซับยังไม่ให้ผลกำไรสูง ดังนั้นทางเลือกที่ดีที่สุดคือการสร้างไฮโดรเจนทันทีก่อนนำไปใช้ในวงจรการผลิต
เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการผลิตโรงงานอุตสาหกรรมเพื่อผลิตไฮโดรเจน ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้คืออิเล็กโทรไลเซอร์ชนิดเมมเบรน การออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าวที่เรียบง่ายและหลักการทำงานมีดังต่อไปนี้
การกำหนด:
- A – ท่อสำหรับขจัดคลอรีน (Cl 2)
- B – การกำจัดไฮโดรเจน (H 2)
- C คือขั้วบวกที่เกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้: 2CL – →CL 2 + 2e – .
- D คือแคโทดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นสามารถอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
- E – สารละลายของน้ำและโซเดียมคลอไรด์ (H 2 O & NaCl)
- F – เมมเบรน;
- G – สารละลายโซเดียมคลอไรด์อิ่มตัวและการเกิดโซดาไฟ (NaOH)
- H – กำจัดน้ำเกลือและโซดาไฟเจือจาง
- I – อินพุตของน้ำเกลืออิ่มตัว
- เจ – ปก
การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในครัวเรือนนั้นง่ายกว่ามาก เนื่องจากส่วนใหญ่ไม่ได้ผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์ แต่ผลิตก๊าซของบราวน์ นี่คือชื่อที่ตั้งให้กับส่วนผสมของออกซิเจนและไฮโดรเจน ตัวเลือกนี้ใช้งานได้จริงที่สุดโดยไม่จำเป็นต้องแยกไฮโดรเจนและออกซิเจน การออกแบบสามารถทำให้ง่ายขึ้นอย่างมากและราคาถูกกว่า นอกจากนี้ก๊าซที่เกิดขึ้นจะถูกเผาไหม้ในขณะที่ผลิต การเก็บและสะสมที่บ้านไม่เพียงแต่เป็นปัญหาเท่านั้น แต่ยังไม่ปลอดภัยอีกด้วย
การกำหนด:
- a – ท่อสำหรับระบายก๊าซของ Brown;
- b – ท่อร่วมน้ำเข้า;
- c – ตัวเรือนที่ปิดสนิท;
- d – บล็อกของแผ่นอิเล็กโทรด (แอโนดและแคโทด) โดยมีฉนวนติดตั้งอยู่ระหว่างนั้น
- อี – น้ำ;
- f – เซ็นเซอร์ระดับน้ำ (เชื่อมต่อกับชุดควบคุม)
- g – ตัวกรองแยกน้ำ
- h – แหล่งจ่ายไฟที่จ่ายให้กับอิเล็กโทรด;
- i – เซ็นเซอร์ความดัน (ส่งสัญญาณไปยังชุดควบคุมเมื่อถึงระดับเกณฑ์)
- เจ – วาล์วนิรภัย;
- k คือทางออกของแก๊สออกจากวาล์วนิรภัย
คุณลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์ดังกล่าวคือการใช้บล็อกอิเล็กโทรดเนื่องจากไม่จำเป็นต้องแยกไฮโดรเจนและออกซิเจน ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีขนาดกะทัดรัด
การประยุกต์เครื่องกำเนิดไฮโดรเจน
เนื่องจากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งและการจัดเก็บไฮโดรเจน อุปกรณ์ดังกล่าวจึงเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมที่จำเป็นต้องมีก๊าซนี้ตามวัฏจักรเทคโนโลยี เรามาแสดงรายการทิศทางหลักกัน:
- การผลิตที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไฮโดรเจนคลอไรด์
- การผลิตเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์จรวด
- การสร้างปุ๋ย
- การผลิตไฮโดรเจนไนไตรด์ (แอมโมเนีย)
- การสังเคราะห์กรดไนตริก
- ในอุตสาหกรรมอาหาร (สำหรับการผลิตไขมันแข็งจากน้ำมันพืช)
- การแปรรูปโลหะ (การเชื่อมและการตัด)
- การกู้คืนโลหะ
- การสังเคราะห์เมทิลแอลกอฮอล์
- การผลิตกรดไฮโดรคลอริก
แม้ว่าการผลิตไฮโดรเจนในระหว่างการกลั่นน้ำมันจะมีราคาถูกกว่าการผลิตด้วยกระแสไฟฟ้าดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น แต่ปัญหาก็เกิดขึ้นกับการขนส่งก๊าซ สถานการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมไม่อนุญาตให้มีการก่อสร้างโรงงานผลิตสารเคมีอันตรายใกล้กับโรงกลั่นน้ำมันเสมอไป นอกจากนี้ ไฮโดรเจนที่เกิดจากอิเล็กโทรไลซิสยังสะอาดกว่าที่เกิดจากน้ำมันแตกตัวมาก ในเรื่องนี้เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนทางอุตสาหกรรมจึงมีความต้องการสูงอยู่เสมอ
ของใช้ในครัวเรือน
ยังมีการใช้ไฮโดรเจนในชีวิตประจำวันอีกด้วย ก่อนอื่นนี่คือระบบทำความร้อนอัตโนมัติ แต่นี่คือลักษณะเฉพาะบางประการ โรงงานผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์มีราคาแพงกว่าเครื่องกำเนิดก๊าซบราวน์อย่างมาก แต่เมื่อจัดระบบทำความร้อนในบ้านจำเป็นต้องคำนึงว่าอุณหภูมิการเผาไหม้ของก๊าซสีน้ำตาลนั้นสูงกว่าอุณหภูมิของมีเทนมากดังนั้นคุณจะต้องมีหม้อไอน้ำพิเศษซึ่งค่อนข้างแพงกว่าปกติ
บนอินเทอร์เน็ตคุณจะพบบทความมากมายที่เขียนว่าหม้อไอน้ำธรรมดาสามารถใช้ในการระเบิดก๊าซได้ แต่เป็นสิ่งต้องห้ามโดยเด็ดขาด อย่างดีที่สุด พวกเขาจะล้มเหลวอย่างรวดเร็ว และอย่างเลวร้ายที่สุด พวกเขาสามารถก่อให้เกิดผลลัพธ์ที่น่าเศร้าหรือน่าเศร้าได้ มีการออกแบบพิเศษพร้อมหัวฉีดที่ทนความร้อนมากขึ้นสำหรับส่วนผสมของ Brown
ควรสังเกตว่าความสามารถในการทำกำไรของระบบทำความร้อนที่ใช้เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนนั้นเป็นที่น่าสงสัยอย่างมากเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ ในระบบดังกล่าวมีการสูญเสียสองเท่า ประการแรกในระหว่างกระบวนการผลิตก๊าซ และประการที่สองเมื่อให้ความร้อนน้ำในหม้อไอน้ำ การต้มน้ำในหม้อต้มน้ำไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนทันทีนั้นถูกกว่า
การใช้งานภายในประเทศที่เป็นที่ถกเถียงไม่แพ้กัน ซึ่งใช้ก๊าซของ Brown เพื่อเสริมน้ำมันเบนซินในระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์รถยนต์เพื่อประหยัดเงิน
การกำหนด:
- ก – เครื่องกำเนิด NHO (ได้รับการยอมรับสำหรับก๊าซของบราวน์);
- b – ช่องจ่ายก๊าซไปยังห้องอบแห้ง
- c – ช่องสำหรับกำจัดไอน้ำ
- d - การส่งคืนคอนเดนเสทไปยังเครื่องกำเนิด
- e – การจ่ายก๊าซแห้งให้กับตัวกรองอากาศของระบบเชื้อเพลิง
- ฉ – เครื่องยนต์ของรถยนต์;
- g - การเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ควรสังเกตว่าในบางกรณีระบบดังกล่าวยังใช้งานได้ (หากประกอบอย่างถูกต้อง) แต่คุณจะไม่พบพารามิเตอร์ที่แน่ชัด ค่าสัมประสิทธิ์การเพิ่มพลังงาน หรือเปอร์เซ็นต์การประหยัด ข้อมูลเหล่านี้มีการเบลออย่างมากและความน่าเชื่อถือของข้อมูลยังเป็นที่น่าสงสัย อีกครั้งคำถามยังไม่ชัดเจนว่าอายุการใช้งานของเครื่องยนต์จะลดลงเท่าใด
แต่อุปสงค์สร้างอุปทานบนอินเทอร์เน็ตคุณสามารถค้นหาภาพวาดโดยละเอียดของอุปกรณ์ดังกล่าวและคำแนะนำในการเชื่อมต่อได้ นอกจากนี้ยังมีโมเดลสำเร็จรูปที่ผลิตในดินแดนอาทิตย์อุทัยด้วย
ทำเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนง่ายๆ ด้วยมือของคุณเองทีละขั้นตอน
เราจะบอกคุณว่าคุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบโฮมเมดเพื่อผลิตส่วนผสมของไฮโดรเจนและออกซิเจน (HNO) ได้อย่างไร กำลังไฟไม่เพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่บ้าน แต่สำหรับหัวเผาแก๊สสำหรับตัดโลหะ ปริมาณก๊าซที่ผลิตจะเพียงพอ
ข้าว. 8. แผนภาพเตาแก๊ส การกำหนด:
- เอ – หัวฉีดหัวเผา;
- ข – หลอด;
- c – ซีลน้ำ
- ง – น้ำ;
- อี – อิเล็กโทรด;
- f – ตัวเรือนที่ปิดสนิท
ก่อนอื่น เราสร้างเครื่องอิเล็กโตรไลเซอร์ เพื่อสิ่งนี้ เราจำเป็นต้องมีภาชนะและอิเล็กโทรดที่ปิดสนิท อย่างหลังเราใช้แผ่นเหล็ก (ขนาดจะถูกเลือกโดยพลการขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพที่ต้องการ) ติดกับฐานอิเล็กทริก เราเชื่อมต่อแผ่นทั้งหมดของอิเล็กโทรดแต่ละอันเข้าด้วยกัน
เมื่ออิเล็กโทรดพร้อม จะต้องยึดไว้ในภาชนะเพื่อให้จุดเชื่อมต่อสำหรับสายไฟอยู่เหนือระดับน้ำที่คาดไว้ สายไฟจากอิเล็กโทรดไปที่แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์หรือแบตเตอรี่รถยนต์
เราทำรูที่ฝาภาชนะสำหรับท่อจ่ายแก๊ส ขวดแก้วธรรมดาขนาด 1 ลิตรสามารถใช้เป็นซีลน้ำได้ เราเติมน้ำ 2/3 แล้วเชื่อมต่อเข้ากับอิเล็กโทรไลเซอร์และหัวเผา ดังแสดงในรูปที่ 8
ควรใช้เตาสำเร็จรูปเนื่องจากวัสดุบางชนิดไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิการเผาไหม้ของก๊าซสีน้ำตาลได้ เราเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของวาล์วน้ำตัวสุดท้าย
เราเติมน้ำลงในอิเล็กโทรไลเซอร์ซึ่งเติมเกลือในครัวธรรมดาลงไป
จ่ายแรงดันไฟฟ้าไปที่อิเล็กโทรดและตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์
ความคิดที่ว่าแหล่งกักเก็บน้ำบนโลกนี้เต็มไปด้วยเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดอย่างไฮโดรเจน คอยหลอกหลอนจิตใจของนักวิทยาศาสตร์มานานแล้ว
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา มีการเสนอวิธีแก้ปัญหาหลายอย่างที่ทำให้ได้ก๊าซนี้ในรูปแบบบริสุทธิ์
ปรากฎว่าเราทุกคนสามารถแยกเชื้อเพลิงออกจากน้ำได้โดยใช้กระบวนการง่ายๆ ที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิส ต่อไปเราจะเรียนรู้วิธีสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยมือของคุณเองเพื่อให้ความร้อน
ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ถูกปล่อยออกมาผ่านปฏิกิริยาเคมีต่างๆ แต่วิธีการผลิตนี้ค่อนข้างซับซ้อนและมักจะมีราคาแพงเกินไป
ข้อยกเว้นคือกระบวนการทางเทคโนโลยีที่มีก๊าซเกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้ แต่การผลิตดังกล่าวยังมีปริมาณไม่เพียงพอ
การแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำทำได้ง่ายกว่ามากโดยการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านกระบวนการนี้เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิส ขั้นแรก โมเลกุลของ H2O จะแตกตัวออกเป็นอะตอมไฮโดรเจน H และหมู่ไฮดรอกโซ OH จากนั้นออกซิเจนและไฮโดรเจนก็จะแยกตัวออกมาในที่สุด
ครั้งแรกที่มีประจุลบรีบไปที่ขั้วบวกส่วนที่สอง - ไปที่แคโทด องค์ประกอบต่างๆสะสมอยู่ในรูปของฟองอากาศซึ่งเมื่อถึงขนาดที่กำหนดจะแยกตัวออกจากอิเล็กโทรดและลอยขึ้น ถัดไป ออกซิเจนและไฮโดรเจนเข้าสู่เตาโดยไม่มีการแยกใดๆ (ส่วนผสมนี้เรียกว่า "ก๊าซบราวน์") ซึ่งในระหว่างกระบวนการเผาไหม้พวกมันจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำอีกครั้ง เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะได้รับการจัดส่งโดยไม่มีปัญหา เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนมักจะติดตั้งระบบระบายน้ำอากาศ
เห็นได้ชัดว่าประสิทธิภาพในการติดตั้งจะเพิ่มขึ้นตามพื้นที่สัมผัสระหว่างน้ำและอิเล็กโทรดที่เพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้อย่างหลังจึงถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของจาน พวกมันถูกประกอบเข้าด้วยกันเป็นโครงสร้างที่ชวนให้นึกถึงหม้อน้ำทำความร้อนแบบครีบเหล็ก
เพื่อเพิ่มผลผลิต ปัจจุบันมีการใช้อิเล็กโทรดทรงกระบอกและอิเล็กโทรดที่มีรูปร่างซับซ้อนมากขึ้น
อัตราการวิวัฒนาการของไฮโดรเจนยังขึ้นอยู่กับวัสดุของอิเล็กโทรดด้วย
แทนที่จะใช้ทองแดงหรือสแตนเลส เครื่องกำเนิดไฟฟ้า "ขั้นสูง" สมัยใหม่ใช้โลหะผสมพิเศษซึ่งมีราคาค่อนข้างแพง
เงื่อนไขอีกประการหนึ่งคือน้ำจะต้องผ่านกระแส โปรดทราบว่าในรูปแบบกลั่นจะเป็นอิเล็กทริก ของเหลวนี้เป็นตัวนำไฟฟ้าเนื่องจากไอออนซึ่งสารที่ละลายอยู่ในนั้นซึ่งส่วนใหญ่เป็นเกลือจะสลายตัว ยิ่งสารละลายเย็นเท่าไร กระแสก็จะไหลผ่านได้ดีขึ้นเท่านั้น
เมื่อขนาดของอิเล็กโทรดเพิ่มขึ้น กำลังของการสร้างความร้อนจะลดลงเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน นี่เป็นจุดสำคัญมากเนื่องจากเมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 65 องศา แผ่นจะถูกเคลือบด้วยคราบจุลินทรีย์อย่างเข้มข้นซึ่งจะต้องทำความสะอาดอย่างต่อเนื่องประโยชน์ของการใช้งาน
ข้อได้เปรียบหลักของไฮโดรเจนในฐานะเชื้อเพลิงคือไม่เป็นอันตรายอย่างแน่นอน: เมื่อสารนี้ถูกเผาจะเกิดไอน้ำบริสุทธิ์
ไม่มีเชื้อเพลิงประเภทอื่นใดที่สามารถอวดคุณภาพนี้ได้
แม้แต่ก๊าซธรรมชาติเมื่อถูกเผาไหม้ก็ยังผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งอย่างที่เชื่อกันโดยทั่วไปในทุกวันนี้ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก
ข้อได้เปรียบประการที่สองคือการเข้าถึงได้ ไฮโดรเจนเป็นสสารที่มีมากที่สุดในจักรวาลและสามารถสกัดได้จากน้ำโดยตรง ซึ่งปริมาณสำรองบนโลกของเราถือว่าไม่สิ้นสุด จริงอยู่ดังที่เราจะได้เห็นในภายหลัง การเข้าถึงนี้ยังคงปรากฏให้เห็นเท่านั้น
ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือการเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน หม้อต้มก๊าซ เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน แทบจะไม่ต้องเปลี่ยนแปลงเลย
ด้านลบของการทำความร้อนด้วยไฮโดรเจนในอาคาร
ในการอภิปรายเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับระบบทำความร้อน ผู้คลางแคลงใจให้ข้อโต้แย้งที่น่าสนใจ:
- ต้นทุนสูง: แม้ในโรงงานอิเล็กโทรลิซิสที่มีประสิทธิภาพสูงสุดที่สร้างขึ้นในปัจจุบัน เพื่อผลิตไฮโดรเจน จำเป็นต้องใช้พลังงานมากกว่าการเผาไหม้ในภายหลังถึง 2 เท่า
- การระเบิด: ผู้คนเริ่มเชื่อมั่นในความสามารถของไฮโดรเจนที่จะระเบิดได้ง่ายระหว่างการชนของเรือเหาะ Hindenburg ซึ่งเป็นกระบอกสูบที่เต็มไปด้วยก๊าซชนิดนี้
- ความซับซ้อนของกระบวนการเตรียมการ: การได้ไฮโดรเจนจากน้ำมีชัยไปกว่าครึ่ง หากต้องการใช้อย่างมีประสิทธิภาพในเครื่องกำเนิดความร้อน จะต้องจ่ายแรงดันคงที่ซึ่งต้องใช้คอมเพรสเซอร์และอ่างเก็บน้ำเพิ่มเติมพร้อมตัวลด นอกจากนี้คุณจะต้องกำจัดไอน้ำซึ่งจะต้องใช้เครื่องลดความชื้น
ทำเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนใช้เอง
การติดตั้งเพื่อแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำนั้นค่อนข้างง่ายที่จะทำด้วยตัวเอง ในแง่ของลักษณะของมันจะไม่ด้อยกว่าของที่ซื้อมามากนัก แต่จะมีราคาถูกกว่ามาก ลองพิจารณาขั้นตอนของการสร้างตามลำดับ
โครงการ (เขียนแบบ)
ในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คุณจะต้องมีภาชนะที่ปิดสนิท ซึ่งจะเต็มไปด้วยน้ำก่อนที่จะเริ่มการผลิตไฮโดรเจน
อิเล็กโทรดที่อยู่ภายในจะมีลักษณะเหมือนชุดแผ่น (ต้องใช้ 16 ชิ้น) ติดตั้งโดยมีช่องว่าง 1 มม.
เพื่อให้แน่ใจว่าจะต้องวางตัวเว้นระยะไนลอนไว้ระหว่างแผ่น (อนุญาตให้ใช้ไดอิเล็กตริกอื่นได้)
ระยะทางที่เหมาะสมที่สุดคือ 1 มม.: หากคุณเพิ่มขึ้นคุณจะต้องเพิ่มความแรงของกระแส เมื่อช่องว่างลดลง ฟองก๊าซจะหลุดออกได้ยาก เพลตจะเชื่อมต่อสลับกับขั้วบวกและแคโทดของแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์ ในกรณีนี้จะต้องวางบนแกนที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริกด้วย
เมื่อติดอิเล็กโทรดเข้ากับที่ยึดแล้ว จะต้องติดเข้ากับฝาครอบตัวเรือนจากด้านล่าง
ในการเลือกส่วนผสมของก๊าซ จะมีการตัดท่อจากหยดแบบธรรมดาเข้ากับฝาครอบตัวเรือน นอกจากนี้จำเป็นต้องเจาะอีกสองรูเพื่อผ่านสายไฟ หลังจากประกอบการติดตั้งแล้ว จะต้องปิดผนึกรูทั้งหมดในฝาครอบโดยใช้น้ำยาซีลซิลิโคนหรือกาว
ส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือซีลน้ำ คุณจะต้องมีภาชนะขนาดเล็ก (ขวดธรรมดาก็ได้) ซึ่งคุณจะต้องเทน้ำก่อนใช้อุปกรณ์ ในฝาปิดที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนาคุณต้องเจาะสองรู: เราส่งท่อจากเครื่องกำเนิดเข้าไปในรูหนึ่ง (จะต้องลดระดับลงจนสุด) และเข้าไปในท่อที่สอง - อีกท่อหนึ่งซึ่งส่วนผสมของก๊าซจะไหลไปที่เตา . ต้องปิดรูในฝาปิดซีลน้ำด้วย ควรเทน้ำลงในขวดให้มีปริมาตร 3/4 ของปริมาตร
เพื่อให้น้ำที่เทลงในตัวเรือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้นคุณต้องเติมเกลือแกงหรือโซดาไฟ (โซเดียมไฮดรอกไซด์) สองสามช้อนโต๊ะลงไปการเลือกอิเล็กโทรด
วัสดุที่ใช้สร้างอิเล็กโทรดจะต้องมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำ และมีความเฉื่อยทางเคมีเมื่อเทียบกับออกซิเจนและสารที่มีอยู่ในสารละลายหากไม่เป็นไปตามข้อกำหนดที่สอง ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นโดยการมีส่วนร่วมของอิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับขั้วแคโทด ซึ่งส่งผลให้สารละลายอิ่มตัวด้วยสารแปลกปลอม
นี่คือเหตุผลว่าทำไมทองแดงซึ่งเป็นหนึ่งในตัวนำที่ดีที่สุด จึงไม่สามารถใช้ในสารละลายที่เป็นน้ำได้ ขอแนะนำให้ใช้สแตนเลสแทน ความหนาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผ่นอิเล็กโทรดที่ทำจากวัสดุนี้คือ 2 มม.
คอนเทนเนอร์
โดยคำนึงถึงความเสี่ยงของการระเบิด ตัวเรือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรทำจากวัสดุที่ทนทานและเป็นพลาสติกที่ทนต่ออุณหภูมิสูง เหล็กมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ได้ดีที่สุด จำเป็นต้องยกเว้นการสัมผัสสายไฟหรืออิเล็กโทรดกับตัวเครื่องโดยสมบูรณ์เท่านั้นซึ่งจะส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร
ในอาคารพักอาศัยและอาคารพาณิชย์ ท่อโพลีไวนิลคลอไรด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการจัดระเบียบน้ำประปา : ข้อดี ข้อเสีย ลักษณะการติดตั้ง และลักษณะทางเทคนิค
คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับลักษณะของถังบำบัดน้ำเสีย Slavaqua ได้
ท่อโลหะพลาสติกมีความโดดเด่นไม่เพียงแต่โดยลักษณะเชิงบวกระหว่างการใช้งานเท่านั้น แต่ยังติดตั้งง่ายอีกด้วย คุณจะพบข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับการติดตั้งท่อด้วยตัวเองที่นี่
เครื่องกำเนิดไฮโดรเจน DIY สำหรับรถยนต์ (ภาพวาด)
การเพิ่มส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศด้วยไฮโดรเจนจะช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง จากความเห็นของผู้ที่ชื่นชอบรถ การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงอาจสูงถึง 30%
พื้นฐานสำหรับเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนในรถยนต์คืออุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้า ความแตกต่างคือการไม่มีซีลน้ำ (ผลลัพธ์ของไฮโดรเจนจะถูกส่งไปยังท่อร่วมไอดีทันที) และการมีอยู่ของชุดควบคุม ส่วนหลังจะควบคุมกระแสระหว่างอิเล็กโทรดขึ้นอยู่กับความเร็วของเครื่องยนต์
การผลิตหน่วยดังกล่าวด้วยตนเองสามารถทำได้เฉพาะผู้ที่เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุเท่านั้น ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้ตัวเลือกที่ซื้อ ยิ่งไปกว่านั้น หน่วยที่ผลิตจากโรงงานยังทำหน้าที่ควบคุมประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนทั้งหมด โดยไม่ต้องให้ผู้ใช้มีส่วนร่วม
องค์ประกอบของระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์
สิ่งที่คุณต้องทำคือเป็นครั้งแรกในการเลือกค่าปัจจุบัน (สูงสุด) ด้วยตนเองสำหรับโหมด "ว่าง" และ "โหลดสูงสุด" จากนั้นชุดควบคุมจะเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของการติดตั้งภายในขีดจำกัดที่ระบุ
จำเป็นต้องปิดผนึกการเชื่อมต่อทั้งหมดอย่างระมัดระวัง: การรั่วไหลของไฮโดรเจนอาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้
วิธีที่ดีที่สุดคือตรวจสอบความหนาแน่นของโครงสร้างด้วยโฟมสบู่: การรั่วไหล (ถ้ามี) จะแสดงให้เห็นว่ามีฟองสบู่ปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่อง
ตัวเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนในรถยนต์สามารถทำจากเครื่องกรองน้ำได้ซึ่งค่อนข้างทนทาน ปริมาตรมีขนาดเล็กและไม่จำเป็นต้องเติมการติดตั้งบ่อยเกินไปจึงสามารถติดตั้งถังเก็บสารละลายเพิ่มเติมได้ เชื่อมต่อกับคอนเทนเนอร์ที่ใช้งานได้ด้วยท่อสองท่อ
วิดีโอในหัวข้อ
การติดตั้งอิเล็กโทรไลซิสแบบพกพา - แบบร่างสำหรับการผลิต
ด้วยการใช้หลักการของการผลิตไฮโดรเจนโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายอัลคาไลที่เป็นน้ำ ฉันจึงตัดสินใจสร้างอุปกรณ์ที่เรียบง่ายและกะทัดรัด ซึ่งสะดวกสำหรับการทำงานกับชิ้นส่วนขนาดเล็กเมื่อทำการบัดกรีด้วยสารบัดกรีแบบแข็ง ด้วยขนาดภายนอกที่เล็กของอิเล็กโทรไลเซอร์ จึงมีที่สำหรับวางบนโต๊ะขนาดเล็ก และการใช้วงจรเรียงกระแสมาตรฐานสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่เป็นหน่วยอิเล็กโทรไลต์ช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตการติดตั้งและทำให้การทำงานปลอดภัย
ประสิทธิภาพที่ค่อนข้างเล็ก แต่เพียงพอของอุปกรณ์ทำให้การออกแบบซีลน้ำง่ายขึ้นอย่างมากและรับประกันความปลอดภัยจากอัคคีภัยและการระเบิด
อุปกรณ์อิเล็กโทรไลเซอร์
ระหว่างแผงสองแผ่นที่เชื่อมต่อกันด้วยหมุดสี่ตัวจะมีแบตเตอรี่ของแผ่นอิเล็กโทรดเหล็กคั่นด้วยวงแหวนยาง ช่องภายในของแบตเตอรี่เต็มไปด้วยสารละลาย KOH หรือ NaOH ครึ่งหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่จ่ายให้กับเพลตทำให้เกิดการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำและการปล่อยก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจน
ส่วนผสมนี้ถูกปล่อยผ่านท่อโพลีไวนิลคลอไรด์ที่วางอยู่บนข้อต่อในภาชนะกลางและจากนั้นลงในซีลน้ำซึ่งทำจากกระป๋องเปล่าสองกระป๋องสำหรับเติมไฟแช็กแก๊ส (คุณสามารถใช้กระป๋องจากโรงงาน Severny Press ในเลนินกราด) . ก๊าซที่ไหลผ่านส่วนผสมของน้ำและอะซิโตนในอัตราส่วน 1:1 ที่วางไว้นั้นมีองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ และถูกเปลี่ยนเส้นทางด้วยท่ออื่นเข้าไปในหัวฉีด - เข็มจากกระบอกฉีดยาทางการแพทย์ จะไหม้ที่ทางออกด้วยอุณหภูมิประมาณ 1800 ° C
ข้าว. 1.เตาน้ำ.
สำหรับแผงอิเล็กโทรไลเซอร์ ฉันใช้ลูกแก้วหนา 25 มม. วัสดุนี้ง่ายต่อการแปรรูป ทนต่อสารเคมีต่อการกระทำของอิเล็กโทรไลต์ และช่วยให้คุณควบคุมระดับด้วยสายตา ดังนั้นหากจำเป็น คุณสามารถเติมน้ำกลั่นผ่านรูเติมได้
แผ่นสามารถทำจากโลหะแผ่น (สแตนเลส, นิกเกิล, เหล็กดองหรือเหล็กหม้อแปลง) ที่มีความหนา 0.6-0.8 มม. เพื่อความสะดวกในการประกอบให้กดช่องกลมลงในแผ่นสำหรับวงแหวนซีลยางโดยมีความลึกของวงแหวน 5-6 มม. ควรเป็น 2-3 มม.
วงแหวนที่ใช้สำหรับปิดผนึกช่องภายในและฉนวนไฟฟ้าของแผ่นถูกตัดจากแผ่นยางทนน้ำมันเบนซินหรือทนกรด การทำเช่นนี้ด้วยมือไม่ใช่เรื่องยาก แต่ก็ยังเหมาะที่จะใช้เครื่องตัดแบบกลม
สตั๊ดเหล็ก M8 สี่อันที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนต่างๆ มีฉนวนหุ้มด้วยแคมบริกขนาด 10 มม. และร้อยเกลียวผ่านรูขนาด 11 มม. ที่สอดคล้องกัน
จำนวนแผ่นในแบตเตอรี่คือ 9 ถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของแหล่งจ่ายไฟ: กำลังไฟและแรงดันไฟฟ้าสูงสุด - ขึ้นอยู่กับ 2 V ต่อแผ่น ปริมาณการใช้กระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับจำนวนเพลตที่เกี่ยวข้อง (ยิ่งมีน้อย กระแสไฟฟ้าก็จะมากขึ้น) และความเข้มข้นของสารละลายอัลคาไล ในสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้นกระแสจะน้อยลง แต่ควรใช้สารละลาย 4-8% ดีกว่า - จะไม่เกิดฟองมากนักในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิส
ขั้วต่อหน้าสัมผัสถูกบัดกรีไปที่แผ่นสามแผ่นแรกและแผ่นสุดท้าย มาตรฐานสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ VA-2 เชื่อมต่อกับ 8 แผ่นที่แรงดันไฟฟ้า 17 V และกระแสประมาณ 5 A ให้ประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับส่วนผสมที่ติดไฟได้สำหรับหัวฉีด - เข็มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 0.6 มม. อัตราส่วนที่เหมาะสมของเส้นผ่านศูนย์กลางของเข็มหัวฉีดและประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลเซอร์นั้นถูกสร้างขึ้นจากการทดลอง - เพื่อให้บริเวณจุดติดไฟของส่วนผสมอยู่ด้านนอกเข็ม หากผลผลิตต่ำหรือเส้นผ่านศูนย์กลางรูใหญ่เกินไป การเผาไหม้จะเริ่มขึ้นที่ตัวเข็มเอง ซึ่งจะร้อนขึ้นและละลายอย่างรวดเร็ว
สิ่งกีดขวางที่เชื่อถือได้ในการป้องกันการแพร่กระจายของเปลวไฟตามท่อจ่ายเข้าไปในอิเล็กโทรไลเซอร์คือซีลน้ำแบบธรรมดา ซึ่งทำจากกระป๋องเปล่าสองกระป๋องสำหรับเติมไฟแช็คแก๊ส ข้อดีเหมือนกับวัสดุกระดาน: ตัดเฉือนง่าย ทนทานต่อสารเคมี และความโปร่งแสง ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมระดับของเหลวในซีลน้ำได้ ภาชนะระดับกลางช่วยลดความเป็นไปได้ในการผสมอิเล็กโทรไลต์และองค์ประกอบของซีลน้ำในโหมดการทำงานเข้มข้นหรือภายใต้อิทธิพลของสุญญากาศที่เกิดขึ้นเมื่อปิดแหล่งจ่ายไฟ และเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้อย่างแน่นอน เมื่อเสร็จสิ้นการทำงาน คุณควรถอดท่อออกจากอิเล็กโทรไลเซอร์ทันที อุปกรณ์ยึดภาชนะทำจากท่อทองแดงขนาด 4 และ 6 มม. และติดตั้งไว้ที่ผนังด้านบนของภาชนะโดยใช้เกลียว ส่วนประกอบของซีลน้ำจะถูกเติมเข้าไปและคอนเดนเสทจะถูกระบายออกจากถังแยก ช่องทางที่ดีเยี่ยมสำหรับสิ่งนี้จะมาจากกระป๋องเปล่าอีกกระป๋องที่ถูกตัดออก ครึ่งหนึ่งและมีท่อบางติดตั้งแทนวาล์ว
เชื่อมต่ออิเล็กโทรไลเซอร์ที่มีท่อโพลีไวนิลคลอไรด์ขนาดสั้น 5 มม. เข้ากับถังกลาง โดยท่อหลังเข้ากับซีลน้ำ และท่อทางออกที่มีท่อยาวกว่าเข้ากับเข็มหัวฉีด (คุณสามารถใช้เข็มฉีดยาทางการแพทย์ที่มีเข็มเป็นหัวฉีดได้) . บรรจุเครื่องดับเพลิงวางอยู่ภายในด้ามจับ (กระบอกฉีดยา) - ตาข่ายทองเหลืองม้วนเป็นเกลียว
ข้าว. 2. การออกแบบอิเล็กโทรไลเซอร์:
1 - ท่อโพลีไวนิลคลอไรด์ฉนวน 10 มม., 2 - สตั๊ด M8 (4 ชิ้น), 3 - น็อต M8 พร้อมแหวนรอง (4 ชิ้น), 4 - บอร์ดด้านซ้าย, 5 - สลักเกลียวปลั๊ก M10 พร้อมแหวนรอง, 6 - จาน, 7 - แหวนยาง, 8 - ข้อต่อ, 9 - แหวนรอง, 10 - ท่อพีวีซี 5 มม., 11 - กระดานด้านขวา, 12 - ข้อต่อสั้น (3 ชิ้น), 13 - ภาชนะกลาง, 14 - ฐาน, 15 - ขั้วต่อ, 16 - ฟอง หลอด , 17 - หัวฉีดเข็ม, 18 - ตัวซีลน้ำ
เปิดวงจรเรียงกระแส ปรับแรงดันไฟฟ้าหรือจำนวนแผ่นที่เชื่อมต่อให้เป็นกระแสที่กำหนด และจุดแก๊สที่ออกมาจากหัวฉีด
หากคุณต้องการประสิทธิภาพที่มากขึ้น ให้เพิ่มจำนวนเพลตและใช้แหล่งจ่ายไฟที่ทรงพลังมากขึ้น - ด้วย LATR และวงจรเรียงกระแสแบบธรรมดา อุณหภูมิเปลวไฟสามารถปรับได้เล็กน้อยตามองค์ประกอบของซีลน้ำ เมื่อมีเพียงน้ำเท่านั้น ส่วนผสมก็จะมีออกซิเจนจำนวนมาก ซึ่งในบางกรณีก็ไม่พึงปรารถนา โดยการเทเมทิลแอลกอฮอล์ลงในซีลน้ำจะสามารถเพิ่มส่วนผสมและเพิ่มอุณหภูมิได้ถึง 2,600 °C อย่างไรก็ตาม เพื่อลดอุณหภูมิเปลวไฟ ซีลน้ำจึงเต็มไปด้วยส่วนผสมของอะซิโตนและน้ำในอัตราส่วน 1: 1 ในกรณีหลังนี้คุณไม่ควรลืมเติมเนื้อหาของซีลน้ำ
Y. ORLOV, Troitsk, ภูมิภาคมอสโก
จัดพิมพ์โดย: นักออกแบบโมเดลเลอร์
หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนที่ต้องทำด้วยตัวเองสำหรับรถยนต์นั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ระบบจะเปิดใช้งานเฉพาะในขณะขับขี่และใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่เพื่อผลิตไฮโดรเจนจากน้ำ ในกรณีนี้ไฮโดรเจนจะไม่สะสมนั่นคือก๊าซ HHO ที่ผลิตจะเข้าสู่เครื่องยนต์อย่างรวดเร็วโดยผสมกับเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม:
- น้ำมันเบนซิน;
- น้ำมันดีเซล;
ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและไฮโดรเจนเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งผลให้การใช้เชื้อเพลิงลดลงและปริมาณมลพิษที่ปล่อยออกสู่อากาศ
เทคโนโลยีไฮโดรเจนสมัยใหม่นี้ทำให้สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงลงได้ 20-60 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของสารต่อไปนี้ได้อย่างมาก:
คุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยมือของคุณเองตามคำแนะนำของเรา
การเลือกขั้วไฟฟ้า
โดยปกติแล้ว อิเล็กโทรดจะทำจากโลหะหรือกราไฟต์ ดังนั้นจึงนำพลังงานไฟฟ้าไปในน้ำ สิ่งสำคัญคือต้องเลือกวัสดุที่จะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหรือสารที่ละลาย มิฉะนั้นปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของแคโทด (อิเล็กโทรดลบ) และน้ำจะปนเปื้อน
การใช้อิเล็กโทรดที่ไม่เหมาะสมจะช่วยลดปริมาตรของก๊าซที่ผลิต และทำให้อิเล็กโทรดสึกหรอเร็วเกินไป
โครงการเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน
มีระบบที่ง่ายมากที่ใช้ในการผลิตไฮโดรเจนและออกซิเจนผ่านอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ ประเด็นก็คือเพื่อให้ได้ก๊าซในปริมาณที่เพียงพอ เทคโนโลยีจึงถูกนำมาใช้โดยไม่มีสารเคมีเพิ่มเติมและการกัดเซาะของอิเล็กโทรด คุณสามารถลองทำอิเล็กโทรดจากทองแดงได้ แต่วัสดุนี้จะทำปฏิกิริยากับน้ำและปล่อยสารปนเปื้อนจำนวนมาก ดังนั้นตัวเลือกนี้จึงไม่เหมาะ
ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้แปรผันตามประจุที่ไหลผ่านน้ำ ดังนั้น ยิ่งกระแสสูง แก๊สก็จะยิ่งมากขึ้น เพื่อจุดประสงค์นี้ ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดควรน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ฟองก๊าซควรเคลื่อนที่ระหว่างอิเล็กโทรดได้อย่างง่ายดาย
วัสดุแผ่น
สำหรับเพลต เราแนะนำให้ใช้สเตนเลสอย่างดีซึ่งมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนน้อยที่สุด สแตนเลสไม่นำไฟฟ้าเช่นเดียวกับทองแดง ดังนั้นแผ่นอิเล็กโทรดจึงถูกสร้างขึ้นจากแผ่นที่มีความหนาประมาณ 2 มม. วิธีนี้จะช่วยลดความต้านทาน ยิ่งคุณภาพของโลหะสูงเท่าไร การสร้างอิเล็กโทรดก็จะยิ่งยากมากขึ้นเท่านั้น (วัสดุจะตัดยากยิ่งขึ้น)
เราแนะนำให้วางแผ่นอิเล็กโทรดเป็นชั้นๆ และสามารถปรับระยะห่างระหว่างแผ่นเหล่านั้นได้โดยใช้แหวนรองไนลอนหรือแหวนรองที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริกอื่นๆ ควรวางแผ่นไว้ในตำแหน่งที่เปลี่ยนแปลงได้เพื่อให้แผ่นบวกสลับกับแผ่นลบ
รัด
ตัวยึดต้องทำจากสแตนเลสเพื่อให้วัสดุเข้ากัน สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าองค์ประกอบทั้งหมดมีความแน่นพอดีซึ่งจะป้องกันการเกิดประกายไฟ จำไว้ว่าคุณกำลังเผชิญกับก๊าซไวไฟ
ในกรณีเฉพาะของเรา เราประกอบระบบแผ่นเพลท 16 แผ่นโดยมีระยะห่างระหว่างเพลทประมาณ 1 มม. พื้นที่ผิวที่ใหญ่ขึ้น ความหนาของแผ่นเพลท และสลักเกลียวช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านระบบได้มากขึ้นโดยไม่ต้องให้ความร้อนแก่โลหะอย่างต้านทาน ความจุรวมของอิเล็กโทรดคือ -1nF เมื่อวัดในอากาศ อิเล็กโทรดชุดนี้สามารถใช้กับน้ำประปาธรรมดาได้ถึง 25A
ต้องวางอิเล็กโทรดรวบรวมก๊าซไว้ในภาชนะที่มีขั้วต่อ ฝาปิด และจุดเชื่อมต่ออื่นๆ ที่ปิดผนึกแน่นหนา ภาชนะจะต้องเป็นเกรดอาหารและทนต่ออุณหภูมิสูงในตอนแรก
หากภาชนะเป็นโลหะ ควรยึดอิเล็กโทรดเข้ากับฐานพลาสติกเพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร สามารถติดตั้งขั้วต่อสองตัวได้ทั้งสองด้านของข้อต่อทองแดงและทองเหลืองที่ใช้สำหรับการสกัดก๊าซ ข้อต่อและขั้วต่อได้รับการยึดอย่างแน่นหนาโดยใช้น้ำยาซีลซิลิโคนเพื่อให้แน่ใจว่าภาชนะปิดสนิท
ระวัง
ก๊าซที่ผลิตขึ้นนั้นเป็นส่วนผสมที่ระเบิดได้ของไฮโดรเจนและออกซิเจน ดังนั้นจึงต้องใช้ด้วยความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง ภาชนะบรรจุก๊าซจำนวนมาก มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดเพลิงไหม้ และหากมีแรงดันมากเกินไป อาจทำให้เกิดการระเบิดได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิดของก๊าซภายในเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน ท่อจากภาชนะจะต้องเชื่อมต่อกับภาชนะอื่นที่เต็มไปด้วยน้ำครึ่งหนึ่ง หากมีเพลิงไหม้ที่เต้าเสียบ เปลวไฟจะไม่ทะลุกลับเข้าไปในอุปกรณ์ อุปกรณ์นิรภัยนี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งและต้องติดตั้ง
เจ้าของรถหลายคนกำลังมองหาวิธีประหยัดน้ำมัน เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์จะช่วยแก้ปัญหานี้ได้อย่างรุนแรง ผลตอบรับจากผู้ที่ติดตั้งอุปกรณ์นี้แสดงให้เห็นว่าต้นทุนลดลงอย่างมากเมื่อใช้งานยานพาหนะ หัวข้อนี้จึงค่อนข้างน่าสนใจ ด้านล่างนี้เราจะพูดถึงวิธีสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยตัวเอง
ICE กับเชื้อเพลิงไฮโดรเจน
เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่มีการค้นหาความเป็นไปได้ในการปรับเครื่องยนต์สันดาปภายในให้ทำงานเต็มรูปแบบหรือแบบไฮบริดโดยใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ในบริเตนใหญ่ ย้อนกลับไปในปี 1841 เครื่องยนต์ที่ใช้ส่วนผสมของอากาศและไฮโดรเจนได้รับการจดสิทธิบัตร ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ข้อกังวลของเรือเหาะได้ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นระบบขับเคลื่อนสำหรับเรือเหาะที่มีชื่อเสียง
การพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนยังได้รับการอำนวยความสะดวกจากวิกฤตพลังงานโลกที่ปะทุขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงจุดสิ้นสุด เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนก็ถูกลืมไปอย่างรวดเร็ว และแม้จะมีข้อดีมากมายเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงทั่วไป:
- ความสามารถในการติดไฟในอุดมคติของส่วนผสมเชื้อเพลิงโดยอาศัยอากาศและไฮโดรเจนซึ่งทำให้สามารถสตาร์ทเครื่องยนต์ได้อย่างง่ายดายที่อุณหภูมิแวดล้อมใด ๆ
- การปล่อยความร้อนขนาดใหญ่ระหว่างการเผาไหม้ของแก๊ส
- ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมโดยสมบูรณ์ - ก๊าซไอเสียกลายเป็นน้ำ
- อัตราการเผาไหม้สูงกว่าน้ำมันเบนซินผสมถึง 4 เท่า
- ความสามารถของส่วนผสมในการทำงานโดยไม่เกิดการระเบิดที่อัตราส่วนการอัดสูง
เหตุผลทางเทคนิคหลักซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในยานพาหนะอย่างผ่านไม่ได้ คือการไม่สามารถบรรจุก๊าซในปริมาณที่เพียงพอบนยานพาหนะได้ ขนาดของถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะเทียบได้กับพารามิเตอร์ของตัวรถเอง ก๊าซที่มีการระเบิดสูงควรไม่รวมถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดการรั่วไหลเพียงเล็กน้อย ในรูปของเหลว จำเป็นต้องมีการติดตั้งระบบไครโอเจนิกส์ วิธีนี้ยังไม่ค่อยเป็นไปได้ในรถยนต์
บราวน์แก๊ส
ปัจจุบัน เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนกำลังได้รับความนิยมในหมู่ผู้ชื่นชอบรถยนต์ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่สิ่งที่กล่าวไว้ข้างต้นอย่างแน่นอน โดยอิเล็กโทรไลซิส น้ำจะถูกแปลงเป็นก๊าซที่เรียกว่าบราวน์ ซึ่งจะถูกเติมลงในส่วนผสมเชื้อเพลิง ภารกิจหลักที่ก๊าซนี้แก้ไขได้คือการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยสมบูรณ์ สิ่งนี้ทำหน้าที่เพิ่มกำลังและลดการใช้เชื้อเพลิงด้วยเปอร์เซ็นต์ที่เหมาะสม ช่างเครื่องบางคนประหยัดได้ถึง 40%
พื้นที่ผิวของอิเล็กโทรดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อผลผลิตก๊าซเชิงปริมาณ ภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้า โมเลกุลของน้ำเริ่มสลายตัวเป็นไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอม เมื่อถูกเผาไหม้ ส่วนผสมของก๊าซดังกล่าวจะปล่อยพลังงานออกมามากกว่าการเผาไหม้ของโมเลกุลไฮโดรเจนเกือบ 4 เท่า ดังนั้นการใช้ก๊าซนี้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในทำให้การเผาไหม้ส่วนผสมเชื้อเพลิงมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดปริมาณการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายออกสู่ชั้นบรรยากาศ เพิ่มพลังงาน และลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิง
แผนภาพทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน
สำหรับผู้ที่ไม่มีความสามารถในการออกแบบ สามารถซื้อเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ได้จากช่างฝีมือพื้นบ้านที่ดำเนินการประกอบและติดตั้งระบบดังกล่าว วันนี้มีข้อเสนอดังกล่าวมากมาย ราคาของหน่วยและการติดตั้งประมาณ 40,000 รูเบิล
แต่คุณสามารถประกอบระบบดังกล่าวได้ด้วยตัวเอง - ไม่มีอะไรซับซ้อนเกี่ยวกับมัน ประกอบด้วยองค์ประกอบง่ายๆ หลายอย่างรวมกันเป็นหนึ่งเดียว:
- การติดตั้งระบบอิเล็กโทรลิซิสน้ำ
- ถังเก็บน้ำ.
- ดักความชื้นจากแก๊ส
- ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (โมดูเลเตอร์ปัจจุบัน)
ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพที่คุณสามารถประกอบเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยมือของคุณเองได้อย่างง่ายดาย ภาพวาดของการติดตั้งหลักที่ผลิตก๊าซของ Brown นั้นค่อนข้างเรียบง่ายและเข้าใจได้
โครงการนี้ไม่ได้แสดงถึงความซับซ้อนทางวิศวกรรมใดๆ ใครก็ตามที่รู้วิธีทำงานกับเครื่องมือนี้สามารถทำซ้ำได้ สำหรับรถยนต์ที่มีระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง จำเป็นต้องติดตั้งตัวควบคุมที่ควบคุมระดับการจ่ายก๊าซให้กับส่วนผสมเชื้อเพลิง และเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดของยานพาหนะ
เครื่องปฏิกรณ์
ปริมาณก๊าซสีน้ำตาลที่ผลิตขึ้นอยู่กับพื้นที่ของอิเล็กโทรดและวัสดุ หากใช้แผ่นทองแดงหรือเหล็กเป็นอิเล็กโทรด เครื่องปฏิกรณ์จะไม่สามารถทำงานได้เป็นเวลานานเนื่องจากแผ่นถูกทำลายอย่างรวดเร็ว
การใช้แผ่นไทเทเนียมดูเหมาะอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตามการใช้งานจะเพิ่มค่าใช้จ่ายในการประกอบเครื่องหลายครั้ง ถือว่าเหมาะสมที่สุดที่จะใช้แผ่นที่ทำจากสแตนเลสอัลลอยด์สูง โลหะชนิดนี้มีวางจำหน่ายก็หาซื้อได้ไม่ยาก คุณยังสามารถใช้ถังเครื่องซักผ้าที่ใช้แล้วได้ ปัญหาเดียวคือการตัดแผ่นตามขนาดที่ต้องการออก
ประเภทของการติดตั้ง
ปัจจุบัน เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์สามารถติดตั้งอิเล็กโตรไลเซอร์ได้ 3 ชนิดซึ่งมีประเภท ลักษณะการทำงาน และประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน:
การออกแบบประเภทแรกนั้นค่อนข้างเพียงพอสำหรับเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์หลายตัว ไม่จำเป็นต้องติดตั้งวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนสำหรับตัวควบคุมประสิทธิภาพของแก๊สและการประกอบอิเล็กโทรไลเซอร์เองก็ไม่ใช่เรื่องยาก
สำหรับรถยนต์ที่มีกำลังมากกว่า ควรประกอบเครื่องปฏิกรณ์ประเภทที่สอง และสำหรับเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงดีเซลและยานพาหนะที่ใช้งานหนัก จะใช้เครื่องปฏิกรณ์ประเภทที่สาม
ประสิทธิภาพที่จำเป็น
เพื่อประหยัดเชื้อเพลิงอย่างแท้จริง เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์จะต้องผลิตก๊าซทุกๆ นาทีในอัตรา 1 ลิตรต่อความจุเครื่องยนต์ 1,000 ครั้ง ตามข้อกำหนดเหล่านี้ จำนวนแผ่นสำหรับเครื่องปฏิกรณ์จะถูกเลือก
ในการเพิ่มพื้นผิวของอิเล็กโทรดจำเป็นต้องรักษาพื้นผิวด้วยกระดาษทรายในทิศทางตั้งฉาก การรักษานี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง - มันจะเพิ่มพื้นที่ทำงานและหลีกเลี่ยงการ "เกาะติด" ของฟองก๊าซกับพื้นผิว
ส่วนหลังนำไปสู่การแยกอิเล็กโทรดออกจากของเหลวและป้องกันอิเล็กโทรไลซิสตามปกติ อย่าลืมว่าสำหรับการทำงานปกติของอิเล็กโทรไลเซอร์น้ำจะต้องมีความเป็นด่าง โซดาปกติสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้
ตัวควบคุมปัจจุบัน
เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนในรถยนต์ช่วยเพิ่มผลผลิตระหว่างการทำงาน นี่เป็นเพราะการปล่อยความร้อนระหว่างปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลซิส สารทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ได้รับความร้อน และกระบวนการดำเนินไปอย่างเข้มข้นมากขึ้น เพื่อควบคุมความคืบหน้าของปฏิกิริยาจะใช้เครื่องควบคุมกระแสไฟ
หากคุณไม่ลดระดับลง น้ำก็อาจจะเดือดและเครื่องปฏิกรณ์จะหยุดผลิตก๊าซสีน้ำตาล ตัวควบคุมพิเศษที่ควบคุมการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ช่วยให้คุณเปลี่ยนประสิทธิภาพการผลิตด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น
รุ่นคาร์บูเรเตอร์มีตัวควบคุมพร้อมสวิตช์ธรรมดาสำหรับโหมดการทำงานสองโหมด: "ทางหลวง" และ "เมือง"
ความปลอดภัยในการติดตั้ง
ช่างฝีมือหลายคนวางจานไว้ในภาชนะพลาสติก คุณไม่ควรละเลยเรื่องนี้ คุณต้องมีถังสแตนเลส หากไม่มีคุณสามารถใช้การออกแบบที่มีแผ่นเปิดได้ ในกรณีหลังนี้จำเป็นต้องใช้ฉนวนไฟฟ้าและน้ำคุณภาพสูงเพื่อการทำงานที่เชื่อถือได้ของเครื่องปฏิกรณ์
เป็นที่ทราบกันว่าอุณหภูมิการเผาไหม้ของไฮโดรเจนอยู่ที่ 2800 นี่เป็นก๊าซที่ระเบิดได้มากที่สุดในธรรมชาติ ก๊าซของบราวน์เป็นเพียงส่วนผสมของไฮโดรเจนที่ "ระเบิดได้" ดังนั้น เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนในการขนส่งทางถนนจึงจำเป็นต้องมีการประกอบส่วนประกอบของระบบทั้งหมดคุณภาพสูง และมีเซ็นเซอร์เพื่อติดตามความคืบหน้าของกระบวนการ
เซ็นเซอร์อุณหภูมิของไหลที่ใช้งานได้เซ็นเซอร์ความดันและแอมป์มิเตอร์จะไม่ฟุ่มเฟือยในการออกแบบการติดตั้ง ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับซีลน้ำที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์ มันเป็นสิ่งสำคัญ หากส่วนผสมติดไฟ วาล์วดังกล่าวจะป้องกันไม่ให้เปลวไฟลุกลามเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์
เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับให้ความร้อนแก่ที่อยู่อาศัยและโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งทำงานบนหลักการเดียวกัน มีความโดดเด่นด้วยประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ที่มากกว่าหลายเท่า ในการติดตั้งดังกล่าว การไม่มีซีลกันน้ำจะทำให้เกิดอันตรายถึงชีวิตได้ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานของระบบอย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ขอแนะนำให้ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนในรถยนต์ด้วยเช็ควาล์วดังกล่าว
ตอนนี้คุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีเชื้อเพลิงแบบธรรมดา
มีแบบจำลองการทดลองหลายแบบในโลกที่ใช้ก๊าซสีน้ำตาลทั้งหมด อย่างไรก็ตาม โซลูชันด้านเทคนิคยังไม่ถึงความสมบูรณ์แบบ ระบบดังกล่าวไม่สามารถใช้ได้กับผู้อยู่อาศัยทั่วไปของโลก ดังนั้นในตอนนี้ผู้ที่ชื่นชอบรถจึงต้องพอใจกับการพัฒนา “งานฝีมือ” ที่ทำให้สามารถลดต้นทุนเชื้อเพลิงได้
เล็กน้อยเกี่ยวกับความใจง่ายและความไร้เดียงสา
นักธุรกิจที่กล้าได้กล้าเสียบางคนเสนอขายเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ พวกเขาพูดถึงการประมวลผลด้วยเลเซอร์ของพื้นผิวของอิเล็กโทรด หรือเกี่ยวกับโลหะผสมลับเฉพาะที่ใช้ในการผลิต ตัวเร่งปฏิกิริยาน้ำพิเศษที่พัฒนาขึ้นในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ทั่วโลก
ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความสามารถของความคิดของผู้ประกอบการดังกล่าวในการบินทางวิทยาศาสตร์ ความงมงายสามารถทำให้คุณเป็นเจ้าของการติดตั้งซึ่งแผ่นสัมผัสจะพังหลังจากใช้งานไปสองเดือนด้วยค่าใช้จ่ายของคุณเอง (บางครั้งก็ไม่ใช่สิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ )
หากคุณตัดสินใจที่จะประหยัดเงินด้วยวิธีนี้จะเป็นการดีกว่าที่จะประกอบการติดตั้งด้วยตัวเอง อย่างน้อยก็จะไม่มีใครตำหนิในภายหลัง