NNO generator uradi sam crteži. Kako napraviti generator vodika za svoj dom vlastitim rukama: praktični savjeti za proizvodnju i instalaciju. Video: Kako pravilno opremiti grijanje vodikom

Moderne metode grijanja zgrada i prostora nude se na domaćem tržištu u obliku mnogih opcija. Razumljivo je da potrošači biraju one koji obećavaju maksimalnu učinkovitost uz minimalne troškove.

Jedan od alternativnih načina grijanja prostorije je korištenje generatora vodika.

Malo povijesti

Princip rada vodikove energije zabilježen je u antičko doba. Slavni iscjelitelj Paracelsus je tijekom svojih znanstvenih eksperimenata primijetio da kada se neki elementi spoje, nastaju mjehurići koje je u to vrijeme zamijenio za zrak. Kasnije se pokazalo da se radi o vodiku, plinu bez boje, pod određenim uvjetima, koji pokazuje eksplozivna svojstva.

Trenutno se vodik naučio koristiti u različite svrhe, uključujući grijanje stambene zgrade ili bilo koje druge strukture. Te se tehnologije aktivno razvijaju i provode u mnogim industrijama. Kao inovacija na tržištu znanstvenog razvoja, grijanje na vodik već je privuklo interes mnogih potrošača i nastavlja stjecati popularnost u široj javnosti.

Dokazano je da se vodik smatra ne samo prilično uobičajenom, već i lako dostupnom tvari. Jedina poteškoća je što se mora ekstrahirati iz kemijskih spojeva, najčešće vode.

Značajke generatora vodika

Na temelju zahtjeva i kvadrature privatne ili komunalne zgrade potrebno je odabrati vodikov plamenik s optimalnom razinom snage prilagođen potrebama pojedine prostorije. Treba napomenuti da je maksimalna moguća snaga generatora 6.

Proizvodnja vodika, s pravom prepoznata kao najekonomičnija vrsta goriva, moguća je u bilo kojoj količini. Preduvjet za to je dostupnost struje, ali i vode.

Glavni zadatak opreme je potpuno neovisno grijanje prostora. Međutim, instalacije na bazi vodika mogu savršeno nadopuniti postojeće sustave grijanja doma. Potrebno je samo osigurati da svi elementi sustava grijanja rade na niskim temperaturama.

Također, ove jedinice se koriste za grijanje prostorije s podnim grijanjem, koje je trenutno lako sastaviti vlastitim rukama.

Princip rada uređaja

Proces stvaranja topline temelji se na elektrolizi vode u okruženju zasićenom katalizatorom. Glavni uvjet za normalan rad, kao i sigurnost generatora, je da se u takvim uvjetima voda ne raspada na kisik i vodik, čija kombinacija može biti eksplozivna.

Moderni generatori rade za proizvodnju Brownovog plina. Ovo je potpuno neeksplozivna tvar smećkaste ili zelene nijanse, koja se također naziva vodeni plin. Nakon razrade i zagrijavanja do 40 stupnjeva, odmah ide u komore za izgaranje, točnije, u izmjenjivač topline. Tamo se miješa sa ćelijama zrak-gorivo.

Glavne strukturne komponente najjednostavnije vodikove jedinice su cijevi i sam kotao. Često više nisu potrebni tehnički dodaci ili dodatni elementi i učvršćenja.

To se također odnosi na komponente dizajnirane za uklanjanje produkata izgaranja. Doista, kao rezultat rada generatora, u atmosferu se ispušta samo para: voda, čista i potpuno sigurna.

Često su ove vrste plamenika modularne konstrukcije, od kojih svaki dio ima svoj katalizator, što povećava ukupnu učinkovitost sustava.

Što se tiče cijevi za vodikov sustav grijanja, preporučljivo je koristiti one čiji je promjer u rasponu od 1 do 1,25 inča. Dopuštena su neka odstupanja, ali najčešće se koriste za grijanje kuće. Važno pravilo koje se ne smije zanemariti prilikom postavljanja cijevi za grijanje je da svaka prethodna grana mora biti većeg promjera od sljedeće.

Značajke elektrolitičkog generatora vodika

Generator vodika na principu elektrolize najčešće se proizvodi u kontejnerskoj verziji. Preduvjet za stjecanje takvog uređaja za grijanje je prisutnost sljedećih dokumenata: dopuštenje Rostekhnadzora, certifikati (usklađenost s GOSTR-om i higijenski).

Elektrolitički generator sastoji se od sljedećih elemenata:

• blok koji uključuje transformator, ispravljač, razvodne kutije i uređaje, blok za nadopunjavanje i demineralizaciju vode;
• uređaji za odvojenu proizvodnju vodika i kisika - elektrolizator;
• sustavi za analizu plina;
• tekući sustavi hlađenja;
• sustav usmjeren na otkrivanje mogućeg curenja vodika;
• upravljačke ploče i sustavi automatskog upravljanja.

Za postizanje najučinkovitijeg procesa električne vodljivosti koriste se lužine kapi. Spremnik se s njim nadopunjuje po potrebi, ali najčešće se to događa oko 1 puta godišnje.
Svi elektrolitski generatori industrijskog tipa proizvode se na temelju europskih ekoloških i sigurnosnih standarda.

Eksperimentalno je dokazano da je kupnja vodikovog elektrolitičkog generatora puno isplativija od redovne kupnje plina. Dakle, za proizvodnju 1 kubnog metra plina iz vodika i kisika potrebno je samo oko 3,5 kW električne energije, kao i pola litre demineralizirane vode.

Prednosti korištenja vodikove jedinice

Uređaj privlači mnoge iz sljedećih razloga:

• Učinkovitost je oko 90%, tehnika se natječe s najnaprednijim dostignućima znanosti i tehnologije vezanim za grijanje svakog doma.
• Za postizanje topline nije potrebno koristiti plamen. Cijeli se proces temelji na kemijskim reakcijama s katalizatorima.
• Apsolutna bezopasnost uređaja.
• Generatori vodika su izvori čiste energije koji se ne mogu iscrpiti.
• Korištenje vodika kao glavnog izvora topline minimizira potrebu za stalnom eksploatacijom fosilnih resursa, čiji su troškovi ekstrakcije višestruko veći od troškova proizvodnje topline iz vodika.
• Savršena bešumnost jedinice. Ugradnja uređaja ne zahtijeva odvojene dimnjake.

Negativni aspekti grijanja zgrada na vodik

Iskreno rečeno, vrijedno je istaknuti neke od nedostataka ove metode grijanja:

• opasnost od eksplozije, koja može biti izazvana nepravilnim radom jedinice;
• nedovoljna rasprostranjenost uređaja s vodikom na ruskom tržištu, što je popraćeno problemima s ugradnjom ili kupnjom opreme;
• nedostatak stručnjaka i majstora servisa sposobnih za certificiranje ili servisiranje uređaja za grijanje ove klase.

Je li moguće samostalno stvoriti generator vodika?

Bolje je ne riskirati, jer je takav proces povezan ne samo s potrebom poznavanja zamršenosti tehnologije i kemije, već zahtijeva i pravilno poštivanje sigurnosnih pravila. Ali moguća je instalacija opreme "uradi sam". Da biste to učinili, dovoljno je slijediti upute i ne dopustiti amaterski nastup.

Grijanje bilo koje kuće treba osigurati ne samo ugodan život za osobu, već i ekološku čistoću okoliša. To se postiže činjenicom da nakon izgaranja vodika ne nastaju štetni spojevi.

U zapadnim zemljama grijanje generatorima vodika dobilo je široko prihvaćanje i ekonomsku opravdanost. Ako se slična metoda ukorijeni u Rusiji, značajno će povećati učinkovitost grijanja uz minimalne troškove resursa.

U vezi sa stalnim porastom troškova komunalnih usluga, ljudi se počinju zanimati za alternativne izvore topline. Moderan način grijanja doma je grijanje na vodik pomoću posebnog generatora. Stručnjaci često predlažu ugradnju takvog sustava grijanja, a neki majstori čak vam govore kako ga sami sastaviti.

Karakteristike vodika

Vodik je tvar s jedinstvenim svojstvima. Bezbojan i nevidljiv plin, nema apsolutno nikakvu masu u čvrstom i tekućem stanju. Vodik je najzastupljenija tvar na planeti i ne sadrži nikakve toksine. Ako ga pomiješate s okolnim zrakom, tada će se svojstva dobivene smjese očuvati jako dugo, a doći će do paljenja od kontakta s vatrom.

Znanstvenici i inženjeri klasificiraju vodik kao eksplozivni plin zbog njegove zapaljivosti. Zato se čuva u posebnim zatvorenim cilindrima od legiranog čelika. Unatoč povećanoj eksplozivnosti, Vodik se aktivno koristi u različitim sferama ljudskog života:

Korištenje vodika umjesto prirodnog plina, ugljena i nafte u posljednje je vrijeme sve popularnije. To je zbog činjenice da je vađenje takvog goriva mnogo jeftinije, jer su za njegovo dobivanje potrebni samo voda i struja.

Princip rada generatora

Generator vodika za grijanje privatne kuće izvrstan je način za uštedu novca, ali ćete morati puno uložiti u instalaciju. Naravno, možete kupiti gotov dizajn. Prosječna cijena ima cijenu od oko 50 tisuća rubalja. No nije rijetkost da vlasnici jednostavno prilagode svoju staru opremu za preradu vodikovog goriva.

Da biste vlastitim rukama stvorili učinkovito postrojenje za vodik za grijanje kuće, morate razumjeti od čega se gorivo stvara i na kojem principu uređaj radi. Postoji nekoliko metoda za ekstrakciju vodika:

• uz pomoć rafiniranja nafte (pucanje);
• propuštanjem pare preko ugljenog koksa;
• ekstrakcija iz metana.

Sve ove tehnologije najčešće se koriste u industrijskim razmjerima, a za opskrbu doma toplinom biraju najjednostavniji i najpristupačniji način - elektrolizu.

Vodik u grijanju doma

Elektroliza je tehnika u kojoj se konstantna električna struja propušta kroz vodenu otopinu zasićenu soli. Kao rezultat toga, dolazi do kemijske reakcije koja se sastoji u cijepanju tvari. Ova se reakcija može točnije opisati pomoću jednadžbe 2NaCl + 2H 2 O→2NaOH + Cl 2 + H 2 .

Toplina koja se oslobađa pri izgaranju vodika je takozvani elektrolizer, odnosno vodikovo gorivo za grijanje.

Dizajn NNO aparata

Ako se oprema sastavlja ručno, tada će vam, osim izmjenjivača topline, trebati i katalizatori za optimizaciju kemijske reakcije, plamenik za izgaranje vodika i cjevovod.

Plamenik se nalazi u peći i odgovoran je za zagrijavanje sustava. Uz pomoć cijevi, čiji je preporučeni promjer od 25 do 32 mm, kotao se spaja na dovod vode. Također, za rad je potrebno spojiti kotao na električnu mrežu, jer je to jedini način za provedbu elektrolize. Naravno, izgradnja kotla za grijanje na vodik vlastitim rukama bit će financijski mnogo ugodnija, ali morate uzeti u obzir da je domaći HNO generator manje kompaktan od tvorničkog.

Kućanski generatori imaju jednostavniji dizajn od industrijskih. Zato ne proizvode čisti vodik, već takozvani Brownov plin – mješavinu kisika i vodika. Ovo je praktičnije, osim toga, dobiveni plin se odmah spaljuje. Čak je i bolje, jer je negdje pohraniti dosta problematično.

Generator vodika (BEZ STRUJE) kako to učiniti sami

Prototip

Prije nego što vlastitim rukama počnete pretvarati postojeći sustav grijanja u kotao za vodu, trebali biste izraditi testni uzorak. Ovaj model će dati razumijevanje rada sustava u cjelini, a također će pomoći razumjeti isplati li se samostalno izraditi generator vodika za grijanje stambene zgrade. Za izradu eksperimentalnog modela elektrolitičke ćelije potrebne su sljedeće komponente:

• reaktor - spremnik od stakla ili plastike s debelim zidovima;
• metalne elektrode koje će se spustiti u vodu i spojiti na izvor napajanja;
• spremnik vodene otopine;
• cijev za izlaz plina.

Napon se dovodi do elektroda, koje su uronjene u vodu, iz podesivog izvora. Kod kuće, kako bi se poboljšala reakcija, u vodu se dodaje malo soli.

Kao rezultat reakcije, vodik će se osloboditi s katode, a kisik iz anode. Plinovi tada ulaze u vodenu brtvu, u kojoj dolazi do odvajanja vodene pare. Eksplozivni plin se dovodi iz drugog spremnika, gdje se spaljuje u vodu.

Kod kuće, dizajn vodikove peći može se rekreirati pomoću improviziranih materijala. Da biste to učinili, potrebna su vam samo dva plastična spremnika, desetak vijaka i medicinska kapaljka. Neće biti teško napraviti takav dizajn, štoviše, ovaj proces je detaljno opisan na bilo kojem profilu profila posvećenom grijanju vodika. Ovo je najprimitivniji model, pa će njegove performanse biti iznimno niske.

Ali generator također ima značajne nedostatke. Da biste ga instalirali, morat ćete značajno izmijeniti postojeći sustav grijanja ili demontirati peć. Osim toga, tvornički uređaji imaju vrlo visoku cijenu, zbog čega vlasnici kuća stvaraju generator vodika vlastitim rukama. Postoje i drugi važni detalji, i to:

• plin namijenjen za grijanje spada u kategoriju eksploziva, vrlo je zapaljiv, a curenje se ne može utvrditi;
• temperatura izgaranja je vrlo visoka, pa se sva oprema mora pažljivo provjeriti;
• za poboljšanje performansi HHO generatora neophodna je godišnja zamjena katalizatora.

Grijanje na vodik! Mali stalak.

Prije ugradnje potrebno je dobro odvagnuti prednosti i nedostatke, a tek onda demontirati postojeću opremu. Najbolje je potražiti pomoć od stručnjaka, jer ugradnja generatora vodika za grijanje stambenih zgrada nije lak zadatak, a uređaj mora biti izrađen kvalitetno i tehnički ispravno.

Kotao na vodik je uređaj za grijanje kuće koji koristi plin vodik kao gorivo. Budući da se ovaj plin u prirodi ne pojavljuje u čistom obliku, vodikovi kotlovi opremljeni su posebnim uređajem za generiranje vodika iz destilirane vode.

Vodikov kotao za grijanje privatne kuće jedno je od onih rješenja koje danas privlači veliku pozornost. Na "poljima" interneta možete pronaći mnoge ponude koje obećavaju ogromne pogodnosti vlasnicima takve opreme, na primjer, radikalno smanjenje "računa za grijanje". Je li to doista tako i što moderan kućanski vodikov kotao može, a što ne može, pročitajte u našoj recenziji.

Mit da je vodikov kotao najekonomičniji način grijanja kuće

Često možete čuti da je vodikov kotao najekonomičniji način grijanja privatne kuće. Obično se, da bi se opravdala ova teza, spominje visoka kalorijska vrijednost vodika - više od 3 puta veća od one prirodnog plina. Iz ovoga se izvlači jednostavan zaključak - isplativije je grijati kuću vodikom nego plinom.

Ponekad se kao argument učinkovitosti vodikovog kotla navodi tzv. “smeđi plin” ili mješavina atoma vodika i kisika (HHO) koja pri izgaranju oslobađa još više topline, a na kojoj se “napredni kotlovi” djelovati. Nakon ovoga opravdanja učinkovitosti jednostavno prestaju, ostavljajući mašti laika priliku da crta prekrasne slike pod općim nazivom "grijanje gotovo u bescjenje". Pomislite samo - vodik gori "toplije" i dobiva se iz praktički besplatne vode, prava korist!

Maštu također potiču vijesti o sve većoj alternativi tradicionalnim na vodik. Recimo, ako automobili "voze" na vodik, onda je vodikov kotao stvarno vrijedan truda.

No u stvarnosti su stvari malo kompliciranije. Da je čisti vodik element koji je lako dostupan u prirodi, sve bi bilo tako, ili gotovo tako, bilo bi. Ali činjenica je da se čisti vodik ne pojavljuje na Zemlji - samo u vezanom obliku, na primjer, u obliku vode. Stoga se u praksi vodik prvo mora odnekud dobiti, štoviše, uz pomoć kemijskih reakcija koje troše energiju.

Odakle dolazi čisti vodik?

Napomena za vlasnika

"Kako bi skrenuli pozornost na svoje proizvode, neki proizvođači vodikovih bojlera upućuju na neku vrstu "tajnog katalizatora" ili na korištenje "Brownovog plina" u svojim uređajima."

Na primjer, možete izdvojiti vodik iz plina metana, gdje ima čak 4 atoma vodika! Samo ovdje, zašto? Sam metan je zapaljiv plin, zašto trošiti dodatnu energiju na proizvodnju čistog vodika? Gdje je energetska učinkovitost? Stoga se najčešće vodik ekstrahira iz vode, koja, kao što svi znaju, ne može izgorjeti, koristeći za to metodu elektrolize. U svom najopćenitijem obliku, ova metoda se može opisati kao cijepanje molekula vode na vodik i kisik pod djelovanjem električne energije.

Elektroliza je odavno poznata i široko korištena za proizvodnju čistog vodika. U praksi niti jedan industrijski vodikov kotao, do sada ni u kojem slučaju, ne može bez elektroliznog postrojenja ili elektrolizera. Sve bi bilo u redu, ali ova instalacija zahtijeva struju. Dakle, vodikov kotao mora nužno trošiti energiju. Postavlja se pitanje koliki su ti troškovi energije?

Sva priča o "kaloričnoj vrijednosti" vodika malo nas udaljava od ovog pitanja, ali je u međuvremenu ono najvažnije. Dakle, vodikov kotao može biti isplativ u jedinom slučaju - toplinska energija koju proizvodi mora biti veća od energije koju troši kotao.

Energetska učinkovitost vodikovog kotla

Da biste razumjeli dobivamo li više energije "na izlazu" kotla nego što je potrošeno, samo pobliže pogledajte molekulu vode - ona ima dva atoma vodika i jedan kisik, koji su međusobno čvrsto povezani. Za prekid ove veze potrebno je "pričvrstiti" dosta energije, a to radi elektrolizator na račun električne energije. Rezultat je mješavina vodika i kisika, koji imaju potencijalnu (doslovno, u njima otopljenu) energiju, a koja se može osloboditi kao rezultat procesa izgaranja i pružiti toplinu kući. Da bismo razumjeli koliko će se energije dobiti izgaranjem, vrijedi pobliže pogledati što će se dobiti kao rezultat izgaranja. I dobit ćemo ... istu vodu koju smo podijelili na atome.

Zapravo, nakon svih ovih manipulacija, u najboljem slučaju, dobit ćemo točno onoliko energije koliko je potrošeno na odvajanje izvorne molekule vode. Od tada smo napustili vodu i došli do vode. Ali to je u idealnom slučaju, gdje u stvarnosti nema neizbježnih gubitaka. Oni. čak i u idealnom slučaju, koliko struje trošimo, koliko topline dobivamo.

Proizvođač ukazuje na prisutnost "tajnog" katalizatora

Također nema gdje uzeti dodatne molekule vode za cijepanje - koliko je prvo podijeljeno, toliko ćemo kasnije kombinirati pri spaljivanju smjese vodika i kisika. Opet, minus gubici. Osim toga, ne smijemo zaboraviti da vodikov kotao pokreće destilirana voda, čija proizvodnja također troši energiju. Kao što se može vidjeti golim okom, učinkovitost vodikovog kotla ne može biti visoka.

Tada se postavlja logično pitanje - čemu sve te poteškoće s cijepanjem, ako postoje uređaji koji izravno pretvaraju električnu energiju u toplinu i zovu se? Ako vodu jednostavno zagrijavate električnom energijom, sva ta energija će se potrošiti na zagrijavanje vode bez ikakvih gubitaka - ispostavilo se da je isplativije od razgradnje elektrolizom i naknadnog "oporavka" vode izgaranjem mješavine vodika i kisika. s pripadajućim gubicima.

Usporedba vodikovog kotla s drugim uređajima za grijanje

Kao što znate, električni kotao smatra se najneučinkovitijim uređajem za grijanje, drugim riječima, trošak topline koju proizvodi ovaj uređaj bit će najskuplji.

Usporedba grijanja toplinskom pumpom s drugim metodama.

Kao što smo već saznali, grijanje zbog vodikovog kotla niže je u učinkovitosti čak i električnom. Istina, svijet ne miruje. Sasvim je moguće da će doći dan kada će korištenje suvremenih tehnologija omogućiti smanjenje troškova stotina kućanskih procesa, a grijanje pomoću vodikovog kotla ili njegovih analoga postat će stvarno isplativo.

Izgledi za korištenje vodikovih kotlova

Zašto općenito vrijedi govoriti o vodikovim kotlovima kao obećavajućem načinu grijanja privatne kuće? Riječ je o globalnom trendu prelaska na "zelene" tehnologije i sve većoj potražnji za takvim tehnologijama. Vodikov kotao je nedvojbeno "broj jedan" na popisu ekološki najprihvatljivijih rješenja u ovoj oblasti.

Prvo, tijekom svog rada ne stvara se ugljični dioksid - "glavna pošast" opreme koja radi na ugljikovodična goriva: plin, tekuća i kruta goriva.

Drugo, jer Produkt izgaranja u vodikovom kotlu je čista voda, za rad nije potrebna ventilacija niti uređaji za uklanjanje produkata izgaranja. Što, pak, može zahtijevati dodatnu energiju za osiguranje njihovog rada. I samo im treba više prostora unutar kuće. Odnosno, ugradnjom vodikovog kotla možete uštedjeti na površini kotlovnice.

Napomena za vlasnika

“Danas ili vrlo bogati ljudi ili okorjeli optimisti riskiraju instaliranje vodikovog bojlera za grijanje svojih domova.”

Treće, vodena para koja se oslobađa kao rezultat izgaranja vodika vlaži prostore kuće.

Ali što je najvažnije, vodikov kotao je dobro kombiniran s generatorima električne energije koji se napajaju iz obnovljivih izvora energije (OIE) i imaju izraženu periodičnu prirodu rada. Na primjer, s vjetroturbinama i uređajima na bio-plin. U ovom slučaju - tijekom vršnih načina rada - generatori obnovljive energije mogu elektrolizom proizvesti vodik, koji će se kasnije koristiti kao gorivo za kotao. Izravno povezivanje ovih generatora na mrežu zahtijevat će korištenje dodatnih skupih uređaja.

Jedan od videa gdje su opisane "prednosti" vodikovog kotla

S razvojem tehnologije jeftina energija iz OIE može se “pretvoriti” u vodik, kao što se već događa u industrijskim postrojenjima. Ali za sada, ili vrlo bogati ljudi ili okorjeli optimisti riskiraju instalirati vodikov kotao za grijanje svojih domova.

Korištenje vodika kao izvora energije za grijanje kuće vrlo je primamljiva ideja, jer je njegova kalorijska vrijednost (33,2 kW / m3) više od 3 puta veća od prirodnog plina (9,3 kW / m3). Teoretski, da bi se zapaljivi plin izvukao iz vode i zatim spalio u kotlu, za grijanje se može koristiti generator vodika. Što iz toga može proizaći i kako napraviti takav uređaj vlastitim rukama bit će opisano u ovom članku.

Princip rada generatora

Kao nositelj energije, vodik doista nema premca, a njegove su rezerve praktički neiscrpne. Kao što smo već rekli, kada izgori, oslobađa ogromnu količinu toplinske energije, neusporedivo više od bilo kojeg goriva ugljikovodika. Umjesto štetnih spojeva koji se ispuštaju u atmosferu pri korištenju prirodnog plina, izgaranjem vodika nastaje obična voda u obliku pare. Jedan problem: ovaj se kemijski element ne pojavljuje u prirodi u slobodnom obliku, samo u kombinaciji s drugim tvarima.

Jedan od tih spojeva je obična voda, koja je potpuno oksidirani vodik. Mnogi znanstvenici već dugi niz godina rade na njenom cijepanju na sastavne elemente. Ne može se reći da je bio neučinkovit, jer je ipak pronađeno tehničko rješenje za odvajanje vode. Njegova bit leži u kemijskoj reakciji elektrolize, uslijed koje se voda dijeli na kisik i vodik, a dobivena smjesa nazvana je eksplozivni plin ili Brownov plin. Ispod je dijagram generatora vodika (elektrolizera) koji pokreće električna energija:

Elektrolizatori se masovno proizvode i namijenjeni su za plinski plamen (zavarivanje). Struja određene jakosti i frekvencije primjenjuje se na skupine metalnih ploča uronjene u vodu. Kao rezultat tekuće reakcije elektrolize, oslobađaju se kisik i vodik pomiješan s vodenom parom. Da bi se odvojio, plinovi prolaze kroz separator, nakon čega se dovode u plamenik. Kako bi se izbjegao povratni udar i eksplozija, na dovodu je ugrađen ventil koji omogućuje prolazak goriva samo u jednom smjeru.

Za kontrolu razine vode i pravodobnog dopunjavanja, dizajn predviđa poseban senzor, na čiji se signal ubrizgava voda u radni prostor elektrolizera. Nadtlak unutar posude nadzire se prekidačem za slučaj nužde i rasterećenim ventilom. Održavanje generatora vodika je povremeno dodavanje vode i to je to.

Grijanje vodikom: mit ili stvarnost?

Generator za zavarivanje trenutno je jedina praktična primjena za elektrolitičko cijepanje vode. Nije preporučljivo koristiti ga za grijanje kuće, a evo i zašto. Troškovi energije tijekom rada s plinskim plamenom nisu toliko važni, glavna stvar je da zavarivač ne mora nositi teške cilindre i petljati s crijevima. Druga stvar je grijanje doma, gdje je svaka kuna bitna. I ovdje vodik gubi na svim trenutno postojećim vrstama goriva.

Važno. Trošak električne energije za odvajanje goriva od vode elektrolizom bit će mnogo veći nego što se eksplozivni plin može osloboditi tijekom izgaranja.

Generatori za zavarivanje koji se masovno proizvode koštaju mnogo novca jer koriste katalizatore za proces elektrolize, koji uključuju platinu. Generator vodika možete napraviti vlastitim rukama, ali njegova će učinkovitost biti čak niža od one u tvornici. Sigurno ćete uspjeti dobiti zapaljivi plin, ali malo je vjerojatno da će to biti dovoljno za grijanje barem jedne velike prostorije, a kamoli cijele kuće. A ako je dovoljno, morat ćete platiti fantastične račune za struju.

Umjesto da trošite vrijeme i trud na dobivanje besplatnog goriva, koje a priori ne postoji, lakše je napraviti jednostavan kotao s elektrodom vlastitim rukama. Možete biti sigurni da ćete na taj način potrošiti mnogo manje energije uz veću korist. Međutim, domaći obrtnici - entuzijasti uvijek se mogu okušati i sastaviti elektrolizator kod kuće kako bi proveli eksperimente i sami se uvjerili u sve. Jedan od ovih eksperimenata prikazan je u videu:

Kako napraviti generator

Mnogi internetski resursi objavljuju razne sheme i crteže generatora za proizvodnju vodika, ali svi rade na istom principu. Predstavljamo vam crtež jednostavnog uređaja, preuzet iz popularno-znanstvene literature:

Ovdje je elektrolizator skupina metalnih ploča spojenih vijcima. Između njih su ugrađeni izolacijski razmaknici, ekstremno debele ploče također su izrađene od dielektrika. Od priključka, montiranog u jednu od ploča, nalazi se cijev za dovod plina u posudu s vodom, a iz nje u drugu. Zadatak spremnika je da odvoje parnu komponentu i akumuliraju smjesu vodika i kisika kako bi je opskrbili pod pritiskom.

Savjet. Elektrolitičke ploče za generator moraju biti izrađene od nehrđajućeg čelika legiranog titanom. Služit će kao dodatni katalizator za reakciju cijepanja.

Ploče koje služe kao elektrode mogu biti bilo koje veličine. Ali moramo razumjeti da izvedba aparata ovisi o njihovoj površini. Što više elektroda možete koristiti u procesu, to bolje. Ali u isto vrijeme, trenutna potrošnja će biti veća, to treba uzeti u obzir. Žice koje vode do izvora električne energije zalemljene su na krajeve ploča. I ovdje postoji polje za eksperimente: možete primijeniti različite napone na elektrolizator pomoću podesivog napajanja.

Kao elektrolizator možete koristiti plastičnu posudu iz filtera za vodu tako što ćete u nju staviti elektrode iz nehrđajućih cijevi. Proizvod je prikladan po tome što ga je lako zatvoriti iz okoline, provodeći cijev i žice kroz rupe na poklopcu. Druga stvar je da ovaj domaći generator vodika ima niske performanse zbog male površine elektroda.

Zaključak

Trenutno ne postoji pouzdana i učinkovita tehnologija koja omogućuje provedbu grijanja na vodik privatne kuće. Oni generatori koji su komercijalno dostupni mogu se uspješno koristiti za obradu metala, ali ne i za proizvodnju goriva za kotao. Pokušaji organiziranja takvog grijanja dovest će do prekoračenja električne energije, ne računajući troškove opreme.

Vodik je gotovo idealna vrsta goriva, no problem je što se na našem planetu nalazi samo u obliku spojeva s drugim kemijskim elementima. Udio "čiste" tvari u atmosferi nije veći od 0,00005%. S obzirom na takvu stvarnost, pitanje generatora vodika postaje relevantno. Razmotrite princip rada takvog uređaja, njegove značajke dizajna, opseg i mogućnost samoproizvodnje.

Opis i princip rada generatora vodika

Postoji nekoliko metoda za izdvajanje vodika iz drugih tvari, navodimo najčešće:

1. Elektroliza, ova tehnika je najjednostavnija i može se provesti kod kuće. Kroz vodenu otopinu koja sadrži sol prolazi stalna električna struja, pod njezinim utjecajem dolazi do reakcije koja se može opisati sljedećom jednadžbom: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. U ovom slučaju, primjer je naveden za otopinu obične kuhinjske soli, što nije najbolja opcija, budući da je oslobođeni klor otrovna tvar. Imajte na umu da je vodik dobiven ovom metodom najčišći (oko 99,9%).
2. Propuštanjem vodene pare preko ugljenog koksa zagrijanog na temperaturu od 1000 °C, pod takvim uvjetima teče sljedeća reakcija: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Ekstrakcija iz metana parnim reformingom (nužan uvjet za reakciju je temperatura od 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2 . Druga opcija je oksidacija metana: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. U procesu krekiranja (rafiniranja nafte) kao nusproizvod oslobađa se vodik. Napominjemo da se u našoj zemlji spaljivanje ove tvari još uvijek prakticira u nekim rafinerijama zbog nedostatka potrebne opreme ili dovoljne potražnje.

Od ovih opcija, posljednja je najjeftinija, a prva je najpristupačnija, upravo on je osnova većine generatora vodika, uključujući i one za kućanstvo. Njihov princip rada leži u činjenici da u procesu prolaska struje kroz otopinu pozitivna elektroda privlači negativne ione, a elektroda s suprotnim nabojem privlači pozitivne, kao rezultat toga, tvar se dijeli.

Značajke dizajna i raspored generatora vodika

Ako praktički nema problema s dobivanjem vodika, tada je njegov transport i skladištenje još uvijek hitan zadatak. Molekule ove tvari toliko su male da mogu prodrijeti i u metal, što predstavlja određeni sigurnosni rizik. Skladištenje u apsorbiranom obliku još nije visoko isplativo. Stoga je najoptimalnija opcija stvaranje vodika neposredno prije njegove upotrebe u proizvodnom ciklusu.

U tu svrhu se proizvode industrijska postrojenja za proizvodnju vodika. U pravilu su to elektrolizatori membranskog tipa. Pojednostavljeni dizajn takvog uređaja i princip rada dat je u nastavku.

Oznake:

• A - cijev za uklanjanje klora (Cl 2).
• B - uklanjanje vodika (N 2).
• C je anoda na kojoj se događa sljedeća reakcija: 2CL - →CL 2 + 2e - .
• D je katoda, reakcija na njoj se može opisati sljedećom jednadžbom: 2H 2 O + 2e - → H 2 + OH - .
• E - otopina vode i natrijevog klorida (H 2 O & NaCl).
• F - membrana;
• G - zasićena otopina natrijevog klorida i stvaranje kaustične sode (NaOH).
• H - uklanjanje salamure i razrijeđene kaustične sode.
• I - unos zasićene slane vode.
• J - poklopac.

Dizajn kućanskih generatora mnogo je jednostavniji, jer većina njih ne proizvodi čisti vodik, već Brownov plin. Ovo je naziv za smjesu kisika i vodika. Ova je opcija najpraktičnija, budući da nije potrebno odvajati vodik i kisik, moguće je značajno pojednostaviti dizajn, a time i učiniti jeftinijim. Osim toga, dobiveni plin se spaljuje dok se proizvodi. Čuvanje i nakupljanje kod kuće nije samo problematično, već i nesigurno.

Oznake:

• a - Brownova izlazna cijev plina;
• b - ulazni razvodnik za dovod vode;
• c - zapečaćeno kućište;
• d - blok ploča elektroda (anode i katode), s izolatorima ugrađenim između njih;
• e - voda;
• f - senzor razine vode (povezan s upravljačkom jedinicom);
• g - filter za odvajanje vode;
• h je napajanje napajano elektrodama;
• i - senzor tlaka (šalje signal upravljačkoj jedinici kada je dostignuta razina praga);
• j - sigurnosni ventil;
• k - izlaz plina iz sigurnosnog ventila.

Karakteristična značajka takvih uređaja je uporaba blokova elektroda, budući da nije potrebno odvajanje vodika i kisika. To čini generatore prilično kompaktnim.

Primjena generatora vodika

Zbog problema povezanih s transportom i skladištenjem vodika, takvi su uređaji traženi u industrijama gdje prisutnost ovog plina zahtijeva tehnološki ciklus. Navodimo glavne smjerove:

1. Proizvodnja vezana uz sintezu klorovodika.
2. Proizvodnja goriva za raketne motore.
3. Stvaranje gnojiva.
4. Proizvodnja vodikovog nitrida (amonijaka).
5. Sinteza dušične kiseline.
6. U prehrambenoj industriji (za dobivanje čvrstih masti iz biljnih ulja).
7. Obrada metala (zavarivanje i rezanje).
8. Restauracija metala.
9. Sinteza metilnog alkohola
10. Proizvodnja klorovodične kiseline.

Unatoč činjenici da je proizvodnja vodika u procesu rafiniranja nafte jeftinija od njegove proizvodnje elektrolizom, kao što je već spomenuto, postoje poteškoće s transportom plina. Ekološka situacija ne dopušta uvijek izgradnju opasnih kemijskih proizvodnih pogona, neposredno uz rafinerije nafte. Osim toga, vodik proizveden elektrolizom mnogo je čišći od pucanja ulja. U tom smislu, industrijski generatori vodika uvijek su u velikoj potražnji.

domaća upotreba

Vodik se također koristi u svakodnevnom životu. Prije svega, to su autonomni sustavi grijanja. Ali ovdje su neke značajke. Postrojenja na čisti vodik znatno su skuplja od Brownovih plinskih generatora, a potonje možete čak i sami izgraditi. No, pri organizaciji grijanja doma mora se uzeti u obzir da je temperatura izgaranja Brownovog plina mnogo viša od one metana, pa je potreban poseban kotao, koji je nešto skuplji nego inače.

Na internetu možete pronaći mnogo članaka koji govore da se obični kotlovi mogu koristiti za eksplozivni plin, ali to je apsolutno nemoguće. U najboljem slučaju brzo će propasti, au najgorem mogu izazvati tužne ili čak tragične posljedice. Za Brownovu mješavinu predviđeni su posebni dizajni s mlaznicom otpornijom na toplinu.

Valja napomenuti da je isplativost sustava grijanja na bazi generatora vodika vrlo upitna zbog niske učinkovitosti. U takvim sustavima postoje dvostruki gubici, prvo, u procesu stvaranja plina, a drugo, kada se voda zagrijava u kotlu. Jeftinije je odmah zagrijati vodu u električnom kotlu za grijanje.

Jednako kontroverzna izvedba za domaću upotrebu, u kojoj se Brownov plin obogaćuje benzinom u sustavu goriva automobilskog motora radi uštede.

Oznake:

• a - HHO generator (prihvaćena oznaka za Brownov plin);
• b - izlaz plina u komoru za sušenje;
• c - odjeljak za uklanjanje vodene pare;
• d - povratak kondenzata u generator;
• e - dovod osušenog plina u zračni filtar sustava goriva;
• f - motor automobila;
• g - priključak na bateriju i generator napajanja.

Valja napomenuti da u nekim slučajevima takav sustav čak i radi (ako je pravilno sastavljen). Ali nećete pronaći točne parametre, povećanje snage, postotak uštede. Ti su podaci jako zamućeni, a njihova pouzdanost je upitna. Opet, nije jasno koliko će se smanjiti resurs motora.

Ali potražnja stvara ponude, na Internetu možete pronaći detaljne crteže takvih uređaja i upute za njihovo povezivanje. Tu su i gotovi modeli izrađeni u zemlji izlazećeg sunca.

Korak po korak izrađujemo najjednostavniji generator vodika vlastitim rukama

Recimo vam kako možete napraviti domaći generator za proizvodnju mješavine vodika i kisika (HNO). Njegov kapacitet za grijanje kuće nije dovoljan, ali za plinski plamenik za rezanje metala, količina primljenog plina bit će dovoljna.

Oznake:

• a - mlaznica plamenika;
• b - cijevi;
• c - vodene brave;
• d - voda;
• e - elektrode;
• f - zapečaćeno kućište.

Prije svega, izrađujemo elektrolizator, za to nam je potreban zatvoreni spremnik i elektrode. Kao potonje koristimo čelične ploče (njihovu veličinu biramo proizvoljno, ovisno o željenoj izvedbi), pričvršćene na dielektričnu podlogu. Povezujemo zajedno sve ploče svake od elektroda.

Kada su elektrode spremne, moraju se učvrstiti u spremniku na način da spojne točke žica za napajanje budu iznad očekivane razine vode. Žice od elektroda idu na napajanje od 12 volti ili akumulator automobila.

U poklopcu posude napravimo rupu za cijev za izlaz plina. Kao vodene brave možete koristiti obične staklene posude kapaciteta 1 litre. Napunimo ih 2/3 vodom i spojimo na elektrolizator i plamenik, kao što je prikazano na slici 8.

Bolje je uzeti gotov plamenik, jer ne može svaki materijal izdržati temperaturu izgaranja Brownovog plina. Spojimo ga na izlaz posljednje vodene brave.

Elektrolizer punimo vodom u koju se dodaje obična kuhinjska sol.

Na elektrode stavljamo napon i provjeravamo rad uređaja.