Как сделать водородный генератор своими руками. Водородный двигатель своими руками.

Двигатель
Водородный двигатель своими руками - Дополнения к водородному генератору Главные плюсы и минусы водородных моторов Заключение Реактор Преимущества газа Брауна как источника энергии

Автомобильный генератор водорода основан на устройстве, описанном в предыдущем разделе. Отличие заключается в отсутствии водородной ловушки (поглощенный водород поступает непосредственно во впускной коллектор) и наличии блока управления. При этом ток между электродами регулируется в зависимости от оборотов двигателя.

Этот тип отопления основан на генерации огромного количества тепловой энергии за счет контакта между молекулами кислорода и водорода. Единственным побочным продуктом в этом случае является дистиллированная вода. Для того чтобы реализовать этот принцип на практике, были сделаны многочисленные разработки в области водородных котлов (промышленные модели).

генератор в сборе

Они были негабаритными и поэтому требовали много места для установки. И эффективность была не самой высокой — около 80 процентов. Однако с тех пор устройство несколько раз совершенствовалось, так что сегодня мы имеем котел, работающий по такому принципу. Для нормальной работы необходимо соблюдать лишь несколько важных условий.

Парогенератор — как сделать самому

Здесь вы найдете наши инструкции по строительству парогенератора для сауны. Все подробности здесь

  • Постоянное электропитание. Генераторы основаны на электролитической реакции, которая, как известно, невозможна без электричества.
  • Постоянное подключение к источнику воды. Для этого часто используется подключение к водопроводу, хотя точная подача воды к устройству зависит, конечно, от его мощности.
  • Катализатор необходимо регулярно заменять. Частота такой замены зависит, как и в предыдущем случае, от мощности, а также от характеристик конкретной модели.

И если сравнивать водородные приборы с газовыми, например, то они менее требовательны в плане безопасности. И дело в том, что реакции происходят и протекают исключительно внутри генератора. Человеку необходимо только визуально проверить ключевые показатели.

Содержание
  1. Газ Брауна
  2. Какой именно металл следует использовать?
  3. Видео – Изготовление водородного генератора
  4. Конструктивные особенности и устройство генератора водорода
  5. Сферы применения водородного генератора
  6. Бытовое применение
  7. Конструкция водородного генератора
  8. Водородное отопление в доме
  9. Реализация проекта своими руками
  10. Критерии качества установки
  11. Область применения
  12. Как получить водород в домашних условиях?
  13. Самодельное устройство
  14. Отдельные моменты использования
  15. Водородные топливные элементы
  16. Авто на водороде
  17. Немного истории
  18. Делаем простейший генератор водорода своими руками пошагово
  19. Отопление дома газом Брауна
  20. Безопасность установки
  21. Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома
  22. Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи
  23. Выбор материалов для строительства генератора водорода
  24. Инструкция: как сделать водородный генератор своими руками
  25. Видео: Сборка устройства
  26. Видео: Работа конструкции «сухого» типа
  27. Отдельные моменты использования

Газ Брауна

Сегодня водородные генераторы становятся все более популярными среди автомобилистов. Однако это не совсем то, о чем мы говорили выше. Электролиз превращает воду в бурый газ, который добавляется в топливную смесь. Основное назначение этого газа — полное сгорание топлива. Он служит для увеличения мощности и значительного снижения расхода топлива. Некоторые инженеры добились экономии до 40 процентов.

водородный генератор своими руками чертежи

Решающее значение для количественного производства газа имеет площадь поверхности электродов. Под действием электрического тока молекула воды расщепляется на два атома водорода и один атом кислорода. При сгорании этой газовой смеси выделяется почти в четыре раза больше энергии, чем при сгорании молекулярного водорода. Поэтому использование этого газа в двигателях внутреннего сгорания приводит к более эффективному сгоранию топливной смеси, снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, увеличению мощности и уменьшению расхода топлива.

Какой именно металл следует использовать?

Это спорная тема. Например, многие источники — даже очень надежные — утверждают, что для водородных нагревателей следует использовать только редкие металлы. Это не совсем верно, поскольку, как уже говорилось, можно использовать и нержавеющую сталь. В идеале, однако, это должна быть ферромагнитная сталь. Отличается тем, что не притягивает лишние частицы грязи. Также обратите внимание, что при выборе металла следует ориентироваться на «нержавеющую сталь», которая не подвержена окислению.

металл для водородног генератора

Как видите, построить водородный котел не так сложно, как кажется. Достаточно правильно подобрать расходные материалы и тщательно изучить систему отопительного оборудования данного типа. После того как все необходимое оборудование установлено, проведите тест, чтобы убедиться, что оно действительно хорошо и достаточно эффективно.

Видео – Изготовление водородного генератора

Пластины из органического стекла образуют корпус топливного элемента для водородного генератора. Однако здесь мы представляем несколько иной вариант техники — для сборки и крепления шурупами.

Конструктивные особенности и устройство генератора водорода

В то время как добыча водорода практически не представляет проблемы, его транспортировка и хранение все еще являются насущным вопросом. Его молекулы настолько малы, что могут проникать даже в металл, что представляет определенный риск для безопасности. Хранение в его абсорбирующей форме все еще не очень эффективно. Поэтому лучше всего производить водород непосредственно перед его использованием в производственном цикле.

Для этого строятся промышленные установки по производству водорода. Как правило, это мембранные электролиты. Упрощенная конструкция такого устройства и принцип работы описаны ниже.

Упрощенная схема водородного генератора мембранного типа

Упрощенная схема водородного генератора с мембраной.

Примечания:

  • A — трубка для отвода хлора (Cl2).
  • B — Выход водорода (H2).
  • C — анод, где происходит следующая реакция: 2CL — →CL2 + 2е — .
  • D — катод, где реакция может быть описана следующим уравнением: 2Н2O + 2e — →H2 + ОН — .
  • E — раствор воды и хлорида натрия (H2O и NaCl).
  • F — мембрана,
  • G — образование насыщенного раствора хлорида натрия и едкого натра (NaOH).
  • H — Сброс рассола и разбавленного гидроксида натрия.
  • I — вход насыщенного рассола.
  • J — Обложка.

Конструкция бытовых генераторов намного проще, поскольку большинство из них производит не чистый водород, а бурый газ. Это общий термин для обозначения смеси кислорода и водорода. Этот вариант является наиболее практичным, поскольку водород и кислород не нужно разделять, конструкция может быть упрощена и, следовательно, дешевле в строительстве. Кроме того, полученный газ сжигается в процессе производства. Держать и хранить его дома не только проблематично, но и небезопасно.

Конструкция водородной ячейки бытового электролизера

Конструкция водородного элемента из бытового электролита.

Примечания:

  • a — Выхлопная труба из Брауна,
  • b — впускной коллектор системы водоснабжения
  • c — герметичный корпус,
  • d — блок электродных пластин (анодов и катодов) с изоляторами между ними
  • e — вода,
  • f — датчик уровня воды (подключен к блоку управления)
  • g — фильтр для разделения воды,
  • h — подача тока на электроды,
  • i — датчик давления (посылает сигнал на блок управления при достижении порогового значения),
  • j — предохранительный клапан,
  • k — выход газа из предохранительного клапана.

Характерной особенностью этих установок является использование электродных блоков, так как не требуется разделение водорода и кислорода. Это позволяет создавать достаточно компактные генераторы.

Блоки электродов для установки, которая производит газ Брауна

Сферы применения водородного генератора

В связи с проблемами, связанными с транспортировкой и хранением водорода, такие устройства востребованы в отраслях, где присутствие этого газа необходимо для технологического цикла. Перечислим наиболее важные приложения:

  1. Производство, связанное с синтезом хлористого водорода.
  2. Производство топлива для ракетных двигателей.
  3. Производство удобрений.
  4. Производство нитрида водорода (аммиака).
  5. Синтез азотной кислоты.
  6. В пищевой промышленности (для производства твердых жиров из растительных масел).
  7. Обработка металлов (сварка и резка).
  8. Восстановление металлов.
  9. Синтез метилового спирта.
  10. Производство соляной кислоты.

Хотя производство водорода путем переработки нефти дешевле, чем получение его электролизом, существуют трудности с транспортировкой газа, о которых говорилось выше. Из-за экологических условий не всегда возможно строить опасные химические предприятия непосредственно рядом с нефтеперерабатывающими заводами. Кроме того, водород, полученный электролизом, намного чище водорода, полученного при крекинге нефти. По этой причине промышленные водородные генераторы всегда пользуются большим спросом.

Бытовое применение

Водород также используется в повседневной жизни. В основном используется в автономных системах отопления. Однако здесь есть свои особенности. Генераторы чистого водорода стоят гораздо дороже, чем генераторы бурого газа, которые можно даже собрать самостоятельно. Однако при организации отопления дома необходимо учитывать, что температура горения бурого газа гораздо выше, чем у метана, поэтому требуется специальный котел, который несколько дороже обычного котла.

Топливный котел должен иметь соответствующую метку

Топливный котел должен иметь соответствующую маркировку

В интернете есть много статей, утверждающих, что обычные котлы можно использовать для гремучего газа, но этого не следует делать категорически. В лучшем случае они быстро терпят неудачу, в худшем — могут привести к печальным или даже трагическим последствиям. Существуют специальные версии для смеси «Браун» с более термостойкой насадкой.

Следует отметить, что рентабельность систем отопления на основе водородных генераторов весьма сомнительна из-за их низкой эффективности. В таких системах существуют двойные потери, во-первых, при производстве газа и, во-вторых, при нагреве воды в котле. Дешевле нагреть воду в электрическом бойлере непосредственно для отопления.

Не менее спорным является применение в бытовых целях, когда бурый газ обогащается бензином в топливной системе двигателя автомобиля для экономии средств.

Применение генератора ННО в авто

Применение газомоторного генератора в автомобилях

Примечания:

  • a — генератор OEE (признанное название бурого газа),
  • b — выход газа в сушильной камере
  • c — отсек для выпуска водяного пара,
  • d — возврат конденсата в генератор,
  • e — подача осушенного газа в воздушный фильтр топливной системы,
  • f — двигатель автомобиля,
  • g — подключение к аккумулятору и электрогенератору.

Следует отметить, что такая система работает в некоторых случаях (при правильной сборке). Но вы не найдете точных параметров, коэффициента увеличения мощности и коэффициента экономии. Эти данные очень расплывчаты, и их достоверность вызывает сомнения. Опять же, неясно, насколько сокращается срок службы двигателя.

Но спрос умножает предложение, в интернете можно найти подробные чертежи таких устройств и инструкции по их подключению. Существуют также готовые модели, произведенные в Стране восходящего солнца.

Есть и преимущества. Автомобиль можно заправить за пять минут, в то время как электромобилю требуется от получаса до 12 часов для подзарядки. Автомобили на топливных элементах имеют такой же запас хода, как и обычные автомобили, работающие на газе, хотя их производительность снижается с возрастом. Однако самым большим преимуществом является экологическая чистота.

Конструкция водородного генератора

Чтобы построить водородные генераторы своими руками, обычно за основу берут классическую броуновскую схему завода. Этот электролизер средней мощности состоит из группы ячеек, каждая из которых содержит группу пластинчатых электродов. Мощность устройства определяется общей площадью поверхности пластинчатых электродов.

Клетки находятся в резервуаре, который хорошо изолирован от внешней среды. В корпусе резервуара имеются соединения для водопровода и выхода водорода, а также контактное поле для подключения электрического тока.

Водородная установка Брауна

Водородный генератор разработан в соответствии с планом Брауна. Согласно всем расчетам, это устройство должно обеспечивать домохозяйство теплом и светом. Другой вопрос, какие размеры и какая мощность позволят ему это сделать (+).

Схема генератора Брауна предусматривает, в частности, наличие водяного клапана и регулирующего клапана. Эти элементы служат для защиты устройства от обратного потока водорода. Эта система теоретически не исключает установку водородной системы, например, для организации отопления загородного дома.

Водородное отопление в доме

Собрать водородный генератор для эффективного обогрева дома — идея, которая, может быть, и не фантастическая, но явно крайне невыгодная. Для производства водорода в количестве, необходимом для бытового котла, требуется не только мощная электролизная установка, но и значительное количество электроэнергии.

Компенсировать потребленную электроэнергию водородом, произведенным в домашних условиях, представляется нерациональным процессом.

Водородная станция для дома

Действительно функциональный водородный генератор для домашнего использования. Единственное, что разочаровывает, это то, что это только экспериментальная версия, которая может показать, как из искры рождается пламя.

Тем не менее, усилия по решению проблемы, как сделать водородный генератор для домашнего использования своими руками, не прекращаются. С принципом работы и конструкцией одной из проверенных моделей водородных котлов познакомит статья, которую мы рекомендуем прочитать.

А вот пример одного из вариантов пытки:

  1. Подготовка герметичного резервуара.
  2. Подготовлен резервуар.
  3. Постройте схему для управления рабочим напряжением и током.
  4. Соберите дополнительные модули для рабочего места.
  5. Выберите аксессуары (шланги, кабели, заглушки).

Конечно, вам понадобится набор инструментов, включающий специальное оборудование, такое как осциллограф и частотомер. Когда у вас есть все необходимое, вы можете приступить к созданию водородной системы отопления для своего дома.

Реализация проекта своими руками

Сначала вам нужно построить ячейку для производства водорода. Габаритные размеры топливного элемента немного меньше внутренних размеров корпуса генератора по длине и ширине. Высота блока электродов составляет 2/3 от высоты основного корпуса.

Клетка может быть изготовлена из текстолита или оргстекла (толщина стенок 5-7 мм). Для этого пять листов текстолита разрезаются на части соответствующего размера. Они приклеиваются (эпоксидным клеем) к прямоугольнику, нижняя сторона которого остается открытой.

Пластины топливной ячейки

Пластины из органического стекла образуют корпус топливного элемента для водородного генератора. Однако здесь мы представляем несколько иной вариант техники — для сборки и крепления шурупами.

В верхней части прямоугольника просверливается необходимое количество мелких отверстий для стержней электродов, мелкое отверстие для датчика уровня и отверстие диаметром 10-15 мм для выхода водорода.

Электродные пластины размещаются внутри прямоугольника так, чтобы их контактные стержни выходили из отверстий в верхней пластине за пределами ячейки. Датчик уровня воды устанавливается при заполнении ячейки на 80 %. Все стыки в текстолитовой пластине (кроме выхода водорода) заполнены эпоксидным клеем.

Ячейки водородного генератора

Особенностью конструкции генератора, изображенного на фотографии, является его цилиндрическая форма. Электроды этого крошечного источника энергии также имеют другую структуру.

Критерии качества установки

Построить качественную, эффективную и производительную домашнюю установку чрезвычайно сложно. Например, проблемой может стать металл, из которого изготовлены пластины или трубки электродов.

Срок службы электродов зависит от типа металла и его свойств. Можно, конечно, использовать ту же нержавеющую сталь, но срок службы этих элементов невелик.

Электродные пластины ячейки

Своего рода пародия на электродные пластины для водородного генератора. Пластины взяты из обычного ротационного конденсатора, изготовленного из алюминия. Таких электродов хватает ровно на полчаса работы даже в небольшой экспериментальной системе.

Размеры установки также играют важную роль. Требуются высокоточные расчеты в отношении необходимой производительности, качества воды и других параметров.

Например, если расстояние между рабочими электродами превышает расчетное значение, генератор водорода может вообще не работать. В худшем случае расчетная мощность будет во много раз ниже.

Сечение кабеля, соединяющего электроды с источником питания, также важно при создании водородного генератора. Действительно, на карту поставлена безопасная работа устройства. Однако эту деталь конструкции следует учитывать и при использовании в быту.

Возвращаясь к безопасной эксплуатации системы, не стоит забывать и о внедрении так называемого водяного уплотнения, которое предотвращает обратный ток газа.

Установка для генерации водорода

Несмотря на впечатляющее количество разработок в области водородных генераторов для бытового использования, до сих пор не существует действительно эффективного варианта. Все модели уступают заводской комплектации.

Основной проблемой этих устройств является высокая стоимость электроэнергии для производства водорода и кислорода. Они превышают энергию, которую можно получить при сжигании такого топлива.

Область применения

Сегодня электролизер — такое же известное устройство, как ацетиленовый генератор или плазменный резак. Первоначально водородные генераторы использовались электросварщиками, поскольку переносить устройство весом всего несколько фунтов было гораздо легче, чем огромные кислородные и ацетиленовые баллоны. Высокое энергопотребление оборудования не было решающим фактором — все дело было в удобстве и практичности. В последние годы использование бурого газа отошло от привычных представлений о водороде как топливе для газосварочного оборудования. Потенциал этой технологии очень велик, так как использование HHO имеет множество преимуществ.

  • Снижение расхода топлива автомобиля. Существующие водородные генераторы для автомобилей позволяют использовать HHO в качестве добавки к обычному бензину, дизельному топливу или природному газу. За счет более полного сгорания топливной смеси можно добиться снижения потребления углеводородов на 20-25 %.
  • Экономия топлива на тепловых электростанциях, использующих природный газ, уголь или мазут.
  • Снижение токсичности и повышение эффективности старых котлов.
  • Многократное сокращение расходов на отопление домашних хозяйств за счет полной или частичной замены традиционных видов топлива на бурый газ.
  • Использование портативных HHO-приборов для бытовых нужд — приготовления пищи, горячей воды и т.д.
  • Разработка принципиально новых, эффективных и экологически чистых двигательных установок.

Вы можете купить водородные генераторы, построенные по «технологии водных топливных элементов» С. Мейера (так называлась его работа) — их строят многие компании в США, Китае, Болгарии и других странах. Но мы предлагаем вам самим построить водородный генератор.

Как получить водород в домашних условиях?

На просторах интернета можно легко найти планы и схемы различных импровизированных установок, позволяющих получать бурый газ из воды. Если покопаться в нагромождении информации на эту тему, то окажется, что получить водород в домашних условиях можно двумя способами. Первый способ — купить готовый электролит, который уже есть на рынке. Единственная проблема заключается в том, что его цена очень высока, а эффективность неизвестна.

Если вы покупаете водородный генератор, вы должны знать, что он не является для вас панацеей в плане отопления. Цена системы и потребление электроэнергии выше, чем у простого электрического водонагревателя, поэтому система может себя не окупить.

электролизер

В качестве эксперимента можно построить генератор бурого газа своими руками для получения небольшого количества топлива. Он вряд ли будет использоваться для обогрева здания, но его может быть достаточно для небольшой горелки, чтобы расплавить металлы. Первым шагом является приготовление электролита, который представляет собой емкость с водой, в которую погружаются электроды. Чем больше площадь поверхности электродов, тем выше производительность системы. Подходят стальные пластины любого размера, закрепленные на диэлектрическом основании. Функциональная схема устройства показана на рисунке:

схема сварочной установки

Электроды погружаются в герметично закрытый контейнер с водой, в которую для улучшения реакции добавлена поваренная соль. Шланг для газа выводится через крышку во второй герметичный контейнер, который на 2/3 заполнен водой.

генератор для получения газа своими руками

Второй шланг, выходящий из этой емкости, подключается к горелке. Предпочтительно подавать напряжение на электроды через автотрансформатор и проверять значение мультиметром. На видео показано, как собрать мини бензогенератор своими руками:

Предупреждение. Если вам удастся получить значительную мощность от системы, горелку следует подключить к линии через регулирующий клапан, чтобы избежать воспламенения и взрыва.

Самодельное устройство

При желании вы можете научиться самостоятельно изготавливать газ Брауна. Сделать свой собственный газовый генератор несложно. Для этого необходимо использовать пластины из нержавеющей стали, которые нужно разрезать на прямоугольники. Просверлите отверстия диаметром около 50 мм в каждой пластине на расстоянии 3 см от края и припаяйте электрический кабель.

Далее необходимо подготовить две квадратные пластины из оргстекла размером 20х20 см (толщиной 3 см) и несколько резиновых колец с внешним диаметром также 20 см. Предусмотрите крепежные отверстия в металлических и стеклянных пластинах.

Когда все детали готовы, можно приступать к сборке устройства. Резиновое кольцо, предварительно обработанное герметиком, помещается между двумя стальными пластинами и закрепляется винтами. С обеих сторон полученной секции следует разместить диски из оргстекла с отверстиями для входа воды и выхода газа. В них должны быть вставлены трубы и фитинги.

Отдельные моменты использования

Прежде всего, хотелось бы отметить, что традиционный метод сжигания природного газа или пропана в нашем случае не подходит, так как температура горения HHO превышает аналогичные показатели углеводородов более чем в три раза. Как известно, мягкая сталь не может долго выдерживать такие температуры. Сам Стэнли Мейер рекомендовал использовать горелку с необычным дизайном, следующая иллюстрация.

Горелка водородная

Чертеж водородной горелки, разработанный С. Мейером.

Хитрость этого устройства заключается в том, что HHO (обозначенный номером 72 на рисунке) подается через клапан 35 в камеру сгорания. Горящая водородная смесь поднимается по воздуховоду 63 и одновременно осуществляет процесс эжекции, втягивая наружный воздух через регулируемые отверстия 13 и 70. Под крышкой 40 задерживается определенное количество продуктов сгорания (водяной пар), которые поступают в колонну сгорания через канал 45 и смешиваются с газом сгорания. Это многократно снижает температуру сгорания.

Второй момент, на который я хотел бы обратить ваше внимание, — это жидкость, которая заливается в систему. Лучше всего использовать очищенную воду, не содержащую солей тяжелых металлов. Дистиллят, который можно купить в любом гараже или аптеке, идеально подходит. Для успешной работы электролита добавьте в воду примерно одну столовую ложку гидроксида калия KOH на ведро воды.

Важно, чтобы генератор не перегревался во время работы. Если температура повысится до 65 градусов Цельсия и более, электроды устройства загрязнятся побочными продуктами реакции, что снизит эффективность электролита. В этом случае водородный элемент следует разобрать и удалить загрязнения наждачной бумагой.

И третий момент, который мы подчеркиваем, — это безопасность. Помните, что смесь водорода и кислорода не случайно называется гремучей смесью. HHO — это опасное химическое соединение, которое при неправильном обращении может привести к взрыву. Соблюдайте правила техники безопасности и будьте особенно осторожны при проведении экспериментов с водородом. Только тогда «кирпич», которым является наша Вселенная, принесет тепло и уют в ваш дом.

Мы надеемся, что эта статья вдохновила вас, и вы, засучив рукава, приступите к созданию водородного топливного элемента. Конечно, не все примеры соответствуют абсолютной истине, но вы можете использовать их для построения рабочей модели водородного генератора. Если вы хотите полностью перейти на этот тип отопления, вам придется изучить этот вопрос более подробно. Возможно, ваша система станет тем краеугольным камнем, который положит конец переделу энергетических рынков и принесет дешевое, экологически чистое тепло в каждый дом.

Для тех, кто хочет построить свой собственный дешевый, но высокопроизводительный топливный генератор, мы предлагаем подробные инструкции. Мы даем рекомендации о том, как правильно его эксплуатировать. В качестве информативного дополнения мы используем фото- и видеоприложения, чтобы наглядно объяснить принцип работы.

Водородные топливные элементы

На протяжении многих лет использовались водородные топливные элементы:

  • для тракторов,
  • тракторы, тракторы для тракторов, мотоциклы,
  • подводные лодки,
  • вертолеты,
  • в гольф-каре,
  • на мотоцикле.

Элементы с протонообменной мембраной (ПЭМ) используются для автомобилей и автобусов с водородным двигателем; они компактны и легки.

Авто на водороде

  • Прирученный водород Toyota, Fuel Cell Sedan, — это комфорт и простор базовой модели. Чтобы максимально увеличить пространство в салоне и багажнике, баллоны с водородом под давлением размещены в полу автомобиля. Рассчитанный на пять пассажиров, автомобиль будет стоить $67500.
  • Технология пространства в повседневной жизни. BMW Hydrogen 7 уже доказал свой потенциал на практике: Около ста автомобилей BMW Hydrogen 7 были протестированы знаменитостями культуры, политики, бизнеса и СМИ. Практические испытания показали, что переход на водород полностью совместим с комфортом, динамикой и безопасностью, которые вы ожидаете от BMW. Автомобиль можно переоборудовать с одного вида топлива на другой. Максимальная скорость составляет 229 км/ч.
  • Электрогенератор Honda FCX Clarity: по словам разработчиков, его можно подключить к трансформатору и обеспечить энергией все бытовые приборы. Водородные баки расположены под задними сиденьями, и при полной заправке топлива хватает на 500 километров. Цена начинается с 62 807 долларов США.
  • Некоторые автобусы MAN работают на водороде.
  • General Motors (GM) и Honda Motor начали новое партнерство в автомобильной промышленности. Обе компании планируют совместную разработку водородных топливных элементов в течение следующих семи лет. Обмен ноу-хау поможет снизить технологические затраты и является важной целью для удовлетворения растущего глобального спроса на снижение выбросов, поскольку стандарт Евро-4 устанавливает жесткие ограничения.
  • Трансмиссия автомобиля также может работать в качестве электростанции, обеспечивая бытовую энергию на срок до пяти дней.
  • Каждый производитель рассчитывает в ближайшем будущем продавать не менее тысячи экомобилей в год по цене 97 000 долларов.
  • К 2050 году водородное топливо будет составлять одну треть производимой энергии.

Однако Илон Маск (глава компаний SpaceX и Tesla) весьма критически относится к новому топливу, считая его разработку маркетинговой уловкой. Маск заявил, что на самом деле технология не решит транспортных проблем, и что литий-ионные батареи имеют более высокую плотность хранения энергии, чем любое использование водорода. Что вы думаете?

1551095891_1.jpg

–> Статья о водородном двигателе: история, особенности работы, преимущества и недостатки его использования, модели автомобилей. В конце статьи есть видео о водородном двигателе. Содержание статьи: «Водород — топливо будущего» — именно такое послание звучит сегодня в связи с внедрением водородных двигателей в транспортной и авиационной отраслях. Не случайно водород занимает первое место среди всех альтернативных источников энергии — он наиболее экологичен, возобновляем и эффективен по сравнению с традиционными бензиновыми и дизельными двигателями. Однако, помимо неоспоримых преимуществ, водородный двигатель имеет и ряд недостатков, которые не позволяют ему стать массовым и полностью заменить «вредные» бензиновые и дизельные двигатели.

Немного истории

1551095907_2.jpg

В то время как человечество только недавно начало задумываться о необходимости защиты окружающей среды, ученые начали заменять традиционный двигатель внутреннего сгорания гораздо раньше. Например, в 1806 году французский ученый Франсуа Исаак де Риваз создал первый водородный двигатель. В 1841 году он получил первый в Великобритании патент на производство водородного двигателя, а в 1852 году немецкие ученые разработали двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси воздуха и водорода. Однако планам внедрения водородных двигателей помешали бензиновые двигатели, которые стали популярны после 1870 года; о водороде как альтернативном топливе вспомнили только в 1941 году в блокадном Ленинграде. Затем советский техник Б. Щелищ использовал воздушно-водородный «коктейль» для запуска заградительных аэростатов. Затем о водороде снова забыли, пока в 1970-х годах в дверь не постучался глобальный топливный кризис. В конце 1970-х годов автопроизводитель BMW представил свой первый автомобиль с водородным двигателем, его примеру последовали и другие компании, включая американские General Motors и Ford, японскую Honda и другие. Однако, когда кризис закончился, интерес к водороду как к источнику энергии снова ослаб. Спустя десятилетия человечеству вновь напомнили о его существовании, причем не только активизация экологов, но и рост цен на топливо.

1551095862_3.jpg

Конструктивно водородный двигатель мало чем отличается от обычного двигателя внутреннего сгорания. Он также имеет поршни, камеру сгорания и кривошипно-шатунный механизм. Так в чем же разница? В водородных двигателях используется другой способ подачи топливной смеси и ее последующего сжигания. Кроме того, процесс сжигания водорода занимает гораздо меньше времени, чем сжигание топлива на основе нефти. Различия невелики, и на первый взгляд можно подумать, что переоборудование обычного двигателя внутреннего сгорания в водородный двигатель будет простым, но это не так. Некоторые проблемы при использовании водородного двигателя: Однако большинство проблем на сегодняшний день решены, причем не только для роторных, но и для поршневых двигателей, поэтому водород остается наиболее перспективным заменителем бензина/дизеля.

В водородном двигателе мгновенное воспламенение газа позволяет отложить время впрыска до начала возврата поршня. Для нормальной работы двигателя достаточно низкого давления в топливной системе (до 4 атмосфер).

Делаем простейший генератор водорода своими руками пошагово

Мы объясним, как вы можете самостоятельно построить генератор водородно-кислородной смеси (HFO). Его мощности не хватит для обогрева дома, но количества получаемого газа будет достаточно для газовой горелки для резки металла.

shema-gazovoj-gorelki.jpg

Рисунок 8. Форма газовой горелки

Примечания:

  • a — сопло горелки,
  • b — трубы,
  • c — перекрытие воды,
  • d — вода,
  • e — электроды,
  • f — герметичный контейнер.

Сначала мы приготовим электролит, для чего нам понадобится герметичный контейнер и электроды. Для последнего мы используем стальные пластины (их размер произвольный, в зависимости от желаемой мощности), соединенные с диэлектрическим основанием. Соедините все пластины каждого электрода вместе.

Когда электроды готовы, их следует поместить в резервуар таким образом, чтобы точки подключения силовых кабелей находились выше предполагаемого уровня воды. Подключите провода электродов к 12-вольтовому источнику питания или автомобильному аккумулятору.

В крышке контейнера просверливается отверстие для газоотводной трубки. В качестве сифона для воды можно использовать обычные стеклянные банки емкостью 1 литр. Заполните их на 2/3 водой и подсоедините к электролиту и горелке, как показано на рисунке 8.

Лучше всего приобрести готовую горелку, так как не все материалы могут выдержать температуру горения газа Брауна. Подключите его к выходу последнего водяного слайдера.

Залейте электролит водой, в которую добавлена поваренная соль.

Подайте напряжение на электроды и проверьте работу устройства.

Отопление дома газом Брауна

5954848-300x200.jpg

Рабочая схема водородного генератора.

Водород является самым распространенным химическим элементом и поэтому экономичен в потреблении.

Многие владельцы домов и коттеджей часто задаются вопросом, как можно получить «чистую» и недорогую энергию для своего хозяйства. Ответ можно найти в таких инновациях, как генераторы воды для отопления дома.

Благодаря своим разработкам ученые сделали возможным для многих людей использовать такое устройство для получения газа. Устройство способно производить водород (коричневый газ), который используется для получения энергии.

Это соединение может быть представлено химической формулой, такой как hho. Этот газ может быть получен из воды путем электролиза. В жизни есть много примеров, когда люди хотят обогреть свой дом с помощью водорода и кислорода. Но чтобы сделать это топливо популярным, люди сначала должны научиться делать его (бурый газ) в домашних условиях.

Пока не существует технологии, достаточно надежной для отопления частного дома с помощью водорода.

Посмотрите видео, в котором опытный пользователь объясняет, как построить водородный генератор своими руками:

Безопасность установки

Многие мастера помещают посуду в пластиковые контейнеры. Многие строители используют пластиковые тарелки, изготовленные в пластиковых контейнерах. Вам понадобится бак из нержавеющей стали. Если это не так, можно использовать открытую тарелку. В последнем случае для надежной работы реактора необходимо использовать высококачественный изолятор тока и воды.

Известно, что водород имеет температуру горения 2800. Это самый взрывоопасный газ в природе. Газ Брауна — это не что иное, как «гремучая» смесь водорода. Поэтому водородные генераторы в автомобилях требуют высококачественной сборки всех компонентов системы и датчиков для контроля процесса.

833267.jpg

Не лишними будут датчик температуры и давления жидкостей, а также амперметр. Особое внимание следует уделить ловушке запаха на выходе из реактора. Это имеет огромное значение. В случае воспламенения смеси этот клапан предотвращает распространение пламени в реакторе.

Генератор водорода для бытового и промышленного отопления, работающий по тому же принципу, имеет реактор с многократной мощностью. В таких системах отсутствие ловушки запаха водорода представляет смертельную опасность. Для обеспечения безопасной и надежной работы системы генераторы водорода в транспортных средствах также должны быть оснащены таким обратным клапаном.

На уровне промышленного производства постепенно осваивается и развивается технология изготовления водородных генераторов для бытового использования. Как правило, электростанции для бытового использования выпускаются мощностью менее 1 кВт.

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Когда вы начинаете строить водородный топливный элемент, вам необходимо изучить теорию процесса создания горючего газа. Это даст вам представление о том, что происходит в генераторе, и поможет настроить и эксплуатировать устройство. Кроме того, вам нужно будет приобрести необходимые материалы, большинство из которых легко найти на рынке. Что касается чертежей и инструкций, мы постараемся полностью осветить эти темы.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Самодельная система на буром газе состоит из реактора со встроенными электродами, ШИМ-генератора для их питания, водяного затвора и соединительных кабелей и труб. В настоящее время существует несколько систем электролитов, в которых в качестве электродов используются пластины или трубки. Кроме того, в интернете можно найти установку так называемого сухого электролиза. В отличие от обычных конструкций, пластины в этой системе не находятся в резервуаре с водой, а жидкость закачивается в зазор между плоскими электродами. Устранив традиционную схему, можно значительно уменьшить размер топливного элемента.

Электрическая схема ШИМ-контроллера Схема пары электродов, используемых в топливном элементе Мейера Электрическая схема топливного элемента Мейера Схема топливного элемента Электрическая схема ШИМ-контроллера

Вы можете использовать рабочие электролиты и формы, которые могут быть адаптированы к вашим собственным условиям.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для создания топливного элемента не требуется почти никаких специальных материалов. Единственное, с чем может быть трудно работать, — это электроды. Итак, что необходимо подготовить перед началом работ?

    Если выбранная вами конструкция представляет собой «мокрый» генератор, вам понадобится закрытая емкость для воды, которая также служит корпусом реактора. Можно использовать любой подходящий контейнер — главное требование — достаточная прочность и герметичность. Если в качестве электродов используются металлические пластины, то, конечно, предпочтительнее прямоугольная конструкция, например, тщательно запечатанный корпус старого (черного) автомобильного аккумулятора. Если для производства HHO используется трубка, подойдет большой бак с бытовым фильтром для воды. Лучшей альтернативой является использование корпуса генератора из нержавеющей стали, например, 304 SSL.

Генератор водорода

Расположение электродов для генератора жидкого водорода

Генератор водорода

Производительность водородного генератора зависит от точного выбора его компонентов.

Источники питания, предназначенные для подключения к топливному элементу, можно приобрести в Интернете. Они производятся небольшими частными компаниями в стране и за рубежом.

Генератор водорода

Инструкция: как сделать водородный генератор своими руками

Возьмем для построения топливного элемента наиболее совершенную схему «сухого» электролита с электродами в виде пластин из нержавеющей стали. В следующих инструкциях показана конструкция водородного генератора от «А» до «Я», поэтому лучше следовать порядку действий.

Генератор водорода

Схематическое изображение «сухого» топливного элемента

  1. Конструкция корпуса топливного элемента. Боковые стенки каркаса изготавливаются из оргалита или плексигласовых панелей, вырезанных по размеру будущего генератора. Однако следует учитывать, что размер устройства напрямую влияет на его производительность, а стоимость покупки HHO выше. Оптимальный размер для создания топливного элемента составляет от 150×150 мм до 250×250 мм.
  2. В каждой из панелей просверливается отверстие для входа (выхода) воды. Кроме того, необходимо одно отверстие в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для соединения компонентов реактора друг с другом.

Генератор водорода

Строительство боковых стен

Генератор водорода

Перед сборкой топливного элемента необходимо подготовить следующие компоненты.

Генератор водорода

Начните сборку электродов с уплотнительного кольца.

Примечание: Плоскость пластинчатых электродов должна быть горизонтальной, иначе противоположно нагруженные элементы соприкоснутся и произойдет короткое замыкание!

Генератор водорода

При сборке пластин важно правильно совместить выходные отверстия.

Генератор водорода

При окончательном зажатии важно проверить параллельность боковых стенок. Это предотвращает искажение

Генератор водорода

Собрав несколько топливных элементов и соединив их параллельно, можно получить достаточное количество коричневого газа.

Чтобы произвести достаточное количество коричневого газа для отопления или приготовления пищи, несколько водородных генераторов подключаются параллельно.

Видео: Сборка устройства

Видео: Работа конструкции «сухого» типа

Отдельные моменты использования

Прежде всего, хотелось бы отметить, что традиционный метод сжигания природного газа или пропана в нашем случае не подходит, так как температура горения HHO превышает аналогичные показатели углеводородов более чем в три раза. Как известно, мягкая сталь не может долго выдерживать такие температуры. Сам Стэнли Мейер рекомендовал использовать горелку с необычным дизайном, следующая иллюстрация.

Горелка водородная

Чертеж водородной горелки, разработанный С. Мейером.

Хитрость этого устройства заключается в том, что HHO (обозначенный номером 72 на рисунке) подается через клапан 35 в камеру сгорания. Горящая водородная смесь поднимается по воздуховоду 63 и одновременно осуществляет процесс эжекции, втягивая наружный воздух через регулируемые отверстия 13 и 70. Под крышкой 40 задерживается определенное количество продуктов сгорания (водяной пар), которые поступают в колонну сгорания через канал 45 и смешиваются с газом сгорания. Это многократно снижает температуру сгорания.

Второй момент, на который я хотел бы обратить ваше внимание, — это жидкость, которая заливается в систему. Лучше всего использовать очищенную воду, не содержащую солей тяжелых металлов. Дистиллят, который можно купить в любом гараже или аптеке, идеально подходит. Для успешной работы электролита добавьте в воду примерно одну столовую ложку гидроксида калия KOH на ведро воды.

Важно, чтобы генератор не перегревался во время работы. Если температура повысится до 65 градусов Цельсия и более, электроды устройства загрязнятся побочными продуктами реакции, что снизит эффективность электролита. В этом случае водородный элемент следует разобрать и удалить загрязнения наждачной бумагой.

И третий момент, который мы подчеркиваем, — это безопасность. Помните, что смесь водорода и кислорода не случайно называется гремучей смесью. HHO — это опасное химическое соединение, которое при неправильном обращении может привести к взрыву. Соблюдайте правила техники безопасности и будьте особенно осторожны при проведении экспериментов с водородом. Только тогда «кирпич», которым является наша Вселенная, принесет тепло и уют в ваш дом.

Соблюдение правил безопасности необходимо не только при сборке водородного генератора. При сборке и эксплуатации биореактора также необходимо соблюдать крайнюю осторожность, поскольку биогаз взрывоопасен. Подробнее об этом типе установки читайте в следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.

Мы надеемся, что эта статья вдохновила вас, и вы, засучив рукава, приступите к созданию водородного топливного элемента. Конечно, не все примеры соответствуют абсолютной истине, но вы можете использовать их для построения рабочей модели водородного генератора. Если вы хотите полностью перейти на этот тип отопления, вам придется изучить этот вопрос более подробно. Возможно, ваша система станет тем краеугольным камнем, который положит конец переделу энергетических рынков и принесет дешевое, экологически чистое тепло в каждый дом.

Благодаря своим многочисленным увлечениям я пишу на самые разные темы, но мои любимые — это технологии, инженерия и строительство. Может быть, это потому, что я знаю много нюансов в этих областях не только теоретически, благодаря учебе в техникуме и аспирантуре, но и практически, потому что стараюсь все делать своими руками.

Оцените статью