Vodík je takmer dokonalé palivo pre našu planétu. Jediným problémom je, že sa na planéte nachádza len v kombinácii s inými látkami. Vo svojej čistej forme je vodík na Zemi iba 0,00005%. V tejto súvislosti je veľmi dôležitá otázka navrhovania generátorov vodíka. Nezabúdajte, že vodík je nekonečný zdroj energie, ktorý máme prakticky pod nohami.
Obsah
Zariadenie a princíp činnosti generátora vodíka
Ako to funguje
Klasické zariadenie na výrobu vodíka obsahuje rúrku malého priemeru, často s kruhovým prierezom.Pod ním sú špeciálne články s elektrolytom. Samotné hliníkové častice sa nachádzajú v spodnej nádobe. Elektrolyt je v tomto prípade vhodný len pre alkalický typ. Nad napájacím čerpadlom je inštalovaná nádrž, kde sa zachytáva kondenzát. Niektoré modely používajú 2 čerpadlá. Teplota je riadená priamo v článkoch.
Generátor získava plyn z vody. Jeho kvalita priamo ovplyvňuje množstvo nečistôt v hotovom výrobku. Ak teda do generátora vstúpi voda s vysokou koncentráciou cudzích iónov, bude musieť najskôr prejsť cez deionizačný filter.
Proces získavania plynu prebieha takto:
- Destilát sa počas procesu elektrolýzy štiepi na kyslík (O) a vodík (H).
- O2 vstupuje do napájacej nádrže a potom uniká do atmosféry ako vedľajší produkt.
- H2 sa privádza do separátora oddeleného od vody, ktorá sa potom vracia do zásobnej nádrže.
- Vodík znova prechádza cez separačnú membránu, ktorá z neho extrahuje zvyšný kyslík a potom vstupuje do chromatografického zariadenia.
metóda elektrolýzy
Ako už bolo spomenuté vyššie, na svete prakticky neexistujú také nevyčerpateľné zdroje energie ako vodík. Netreba zabúdať, že 2/3 svetového oceánu tvoria tento prvok a v celom vesmíre zaberá H2 spolu s héliom najväčší objem. Ale aby ste získali čistý vodík, musíte rozdeliť vodu na častice, a to nie je veľmi jednoduché.
Vedci po mnohých rokoch vynašli triky metóda elektrolýzy. Táto metóda je založená na umiestnení dvoch kovových platní blízko seba do vody, ktoré sú napojené na zdroj vysokého napätia.Ďalej sa použije energia - a veľký elektrický potenciál skutočne rozbije molekulu vody na zložky, v dôsledku čoho sa uvoľnia 2 atómy vodíka (HH) a 1 kyslík (O).
Tento plyn (HHO) bol pomenovaný po austrálskom vedcovi Yullovi Brownovi, ktorý si v roku 1974 patentoval vytvorenie elektrolyzéra.
Palivový článok Stanley Meyer
Vedec z USA Stanley Meyer vynašiel takúto inštaláciu, ktorá nevyužívala silný elektrický potenciál, ale prúdy určitej frekvencie. Molekula vody osciluje v čase s meniacimi sa elektrickými impulzmi a vstupuje do rezonancie. Postupne naberá na sile, ktorá stačí na oddelenie molekuly na zložky. Pri takomto náraze sú prúdy desaťkrát menšie ako pri prevádzke štandardnej elektrolýzy.
DÔLEŽITÉ! Meyer za svoj vynález zaplatil životom. Podľa povestí bol zabitý na príkaz magnátov, pretože jeho vynález mohol v zárodku zabiť ropný biznis. Napriek tomu sa niektoré úspechy vedca zachovali, takže jeho súčasníci majú možnosť vyskúšať výrobu takýchto zariadení.
Výhody Brownovho plynu ako zdroja energie
- Voda, z ktorej sa HHO získava, sa na našej planéte nachádza v obrovských množstvách. Preto sú zdroje vodíka prakticky nevyčerpateľné.
- Pri spaľovaní Brownovho plynu vzniká vodná para. Dá sa znovu skondenzovať na kvapalinu a znova použiť ako surovinu.
- Pri spaľovaní HHO sa do ovzdušia neuvoľňujú žiadne škodlivé látky a nevznikajú iné vedľajšie produkty ako voda. Môžeme povedať, že Brownov plyn je najekologickejšie palivo na svete.
- Pri použití generátora vodíka sa uvoľňuje vodná para.Jeho množstvo je dostatočné na udržanie komfortnej vlhkosti v miestnosti po dlhú dobu.
DÔLEŽITÉ! Vodík možno získať aj krakovaním – rafináciou ropy (uvoľňuje plyn ako vedľajší produkt). Táto metóda je lacnejšia ako získavanie elektrolýzou, ale môžu sa vyskytnúť ťažkosti pri preprave plynu. Okrem toho je plyn vyrobený elektrolýzou oveľa čistejší ako plyn, ktorý vzniká krakovaním.
Rozsah vodíkového generátora
H2 je moderný nosič energie, ktorý sa aktívne používa v mnohých priemyselných oblastiach. Tu je len niekoľko:
- výroba chlorovodíka (HC)l;
- výroba paliva pre raketomety;
- výroba amoniaku;
- spracovanie a rezanie kovov na ňom;
- vývoj hnojív pre prímestské oblasti;
- syntéza kyseliny dusičnej;
- tvorba metylalkoholu;
- potravinársky priemysel;
- výroba kyseliny chlorovodíkovej;
- vytvorenie systémov "teplej podlahy".
Okrem toho sa HHO stala veľmi užitočnou v každodennom živote, avšak s výhradami. V prvom rade sa používa pre autonómne vykurovacie systémy. Okrem toho sa Brownov plyn pridáva do benzínu v snahe oklamať motor a ušetriť palivo.
Oba prípady majú svoje vlastné charakteristiky. Takže pri organizovaní vykurovania domácnosti musíte vziať do úvahy, že teplota spaľovania HHO je rádovo vyššia ako teplota metánu. V tomto ohľade je potrebné zakúpiť špeciálny drahý kotol s tepelne odolnou tryskou. V opačnom prípade bude majiteľ a jeho dom v značnom nebezpečenstve.
Čo sa týka použitia generátora v aute, niekedy môže systém fungovať – ak je správne navrhnutý. Nájsť ideálne parametre či súčiniteľ výkonu je ale takmer nemožné.Navyše nie je úplne jasné, o koľko sa zníži životnosť motora a jeho výmena bude stáť pekný cent.
Čo je potrebné na výrobu palivového článku doma
Vytvorenie vodíkovej jednotky doma nie je ľahká úloha. Musíte sa vyzbrojiť nielen množstvom nástrojov, ale aj príslušnými znalosťami, ako aj schémami.
Navrhovanie vodíkového generátora: schémy a výkresy
Zariadenie pozostáva z reaktora s inštalovanými elektródami, PWM generátora na napájanie, vodného uzáveru, drôtov a hadíc spájajúcich konštrukciu. K dnešnému dňu je známych niekoľko schém elektrolyzérov, kde sa ako elektródy používajú dosky alebo rúrky.
Populárne sú aj zariadenia na suchú elektrolýzu. Na rozdiel od klasickej verzie v tejto jednotke nie sú platne umiestnené v nádobe s kvapalinou, ale samotná voda smeruje do medzery medzi plochými elektródami.
Výber materiálov na konštrukciu generátora vodíka
Na výrobu generátora doma nie sú potrebné žiadne špeciálne a neobvyklé nástroje. Tu je to, čo potrebujete pripraviť:
- Píla na prácu s kovovými výrobkami;
- vŕtačka a vŕtačky na to;
- sada kľúčov;
- ploché a drážkové skrutkovače;
- uhlová brúska ("brúska") s kruhom na rezanie kovu;
- multimeter a prietokomer;
- pravítko;
- marker.
DIY generátor vodíka: pokyny
Proces začína vytvorením článku na výrobu vodíka. Pokiaľ ide o rozmery, mala by byť o niečo menšia ako vnútorné parametre dĺžky a šírky krytu generátora. Na výšku je to 2/3 výšky hlavnej budovy. Bunka je vyrobená z textolitu alebo plexiskla (hrúbka steny 5-7 mm).Na tento účel sa nareže 5 plátov, z ktorých je prilepený obdĺžnik a jeho spodná časť nie je ničím uzavretá.
Pomocou brúsky sa elektródové dosky vyrežú z plechu z nehrdzavejúcej ocele. Mali by byť o 10–20 mm menšie ako bočné steny.
DÔLEŽITÉ! Aby ste získali dostatok HHO, nerezová oceľ by mala byť brúsená na oboch stranách.
V každej doske je potrebné vyvŕtať 2 otvory: na prívod vody do priestoru medzi elektródami a na odstránenie Brownovho plynu.
Do sololitových stien sú vložené armatúry na prívod vody a odvod plynu. Spoje, kde boli pripevnené, sú starostlivo ošetrené tmelom. Čapy sú inštalované v jednej z priehľadných častí tela a potom sú položené elektródy.
DÔLEŽITÉ! Rovina doskových elektród musí byť plochá, inak môžu prvky spôsobiť skrat.
Dosky sa oddelia od bokov reaktora pomocou O-krúžkov, ktoré môžu byť vyrobené zo silikónu, paronitu alebo iného materiálu. Po položení poslednej dosky sa namontuje tesniaci krúžok, po ktorom sa generátor uzavrie druhou stenou sololitu. Výsledná konštrukcia je upevnená podložkami a maticami.
Generátor je pripojený k nádrži na vodu a prebublávačke pomocou polyetylénových hadíc. Kontaktné podložky elektród sú vzájomne prepojené, po ktorých je k nim pripojené napájanie. Bunka je napájaná generátorom PWM.
Vodík doma: má to nejaký úžitok
Hneď si všimneme: je nerentabilné používať vodíkový generátor na vykurovanie domu.Strávite viac elektriny uvoľňovaním čistého H2, ako získate energiu jeho spaľovaním. Takže na 1 kW tepla sa spotrebujú 2 kW elektriny, to znamená, že neexistuje žiadny prínos. Jednoduchšia inštalácia doma elektrické kotly.
Na nahradenie 1 litra benzínu v aute bude potrebných 4766 litrov čistého vodíka alebo 7150 litrov detonačného plynu, z čoho 1/3 tvorí kyslík. Doteraz ani tie najlepšie mozgy na svete nevyvinuli jednotku schopnú podávať takýto výkon.
Údržba vodíkových generátorov
Zariadenie sa musí starostlivo udržiavať. Odborníci odporúčajú dodržiavať nasledujúce tipy:
- nevylepšujte ani neupravujte generátor sami, aj keď máte profesionálny technický výkres;
- odporúča sa inštalovať špeciálne teplotné snímače vo vnútri výmenníka tepla na zariadení, čo umožní kontrolovať proces prehrievania vody;
- uzatváracie ventily môžu byť inštalované v horáku a pripojené k snímaču teploty. To umožní spotrebiču správne vychladnúť.
Samostatne vyrobený generátor vám umožňuje získať vodík, ale používa sa hlavne na experimenty a zváranie plynom. Na zahriatie značnej konštrukcie účinnosť zariadenia jednoducho nestačí. A zároveň netreba zabúdať na nízku účinnosť zariadenia, ako aj na náročnosť a náklady na jeho montáž.
Podobné články:
