هیدروژن عملا است نمای کاملسوخت، اما مشکل اینجاست که در سیاره ما فقط به شکل ترکیبات با عناصر شیمیایی دیگر یافت می شود. سهم ماده "خالص" در جو بیش از 0.00005٪ نیست. با توجه به این واقعیت ها، موضوع یک ژنراتور هیدروژن مطرح می شود. بیایید اصل عملکرد چنین دستگاهی، ویژگی های طراحی آن، دامنه کاربرد و امکان تولید خود را در نظر بگیریم.

شرح و اصل عملکرد یک ژنراتور هیدروژن

روش های مختلفی برای استخراج هیدروژن از مواد دیگر وجود دارد که ما رایج ترین آنها را فهرست می کنیم:

1. الکترولیز، این تکنیک ساده ترین است و می توان آن را در خانه اجرا کرد. محلول ثابتی از محلول آبی حاوی نمک عبور داده می شود. برق، تحت تأثیر آن واکنشی رخ می دهد که می توان آن را با معادله زیر توصیف کرد: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 . که در در این موردمثال برای محلول نمک آشپزخانه معمولی ارائه شده است که اینطور نیست بهترین گزینه، از آنجایی که کلر آزاد شده یک ماده سمی است. توجه داشته باشید که هیدروژن به دست آمده از این روش خالص ترین است (حدود 99.9٪).
2. با عبور بخار آب از روی کک زغال سنگ گرم شده تا دمای 1000 درجه سانتیگراد، در چنین شرایطی واکنش زیر رخ می دهد: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. استخراج از متان با تبدیل بخار ( شرط لازمبرای واکنش - دمای 1000 درجه سانتیگراد): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. گزینه دوم اکسیداسیون متان است: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. در طی فرآیند کراکینگ (پالایش نفت)، هیدروژن به عنوان یک محصول جانبی آزاد می شود. توجه داشته باشید که در کشور ما هنوز در برخی از پالایشگاه های نفت سوزاندن این ماده به دلیل عدم وجود آن مرسوم است تجهیزات لازمیا تقاضای کافی

از میان گزینه های ذکر شده، آخرین مورد کم هزینه ترین است و اولین مورد در دسترس ترین است؛ این گزینه ای است که اساس اکثر ژنراتورهای هیدروژن از جمله ژنراتورهای خانگی را تشکیل می دهد. اصل کار آنها این است که در فرآیند عبور جریان از محلول، الکترود مثبت یون های منفی را جذب می کند و الکترود با بار مخالف یون های مثبت را جذب می کند و در نتیجه ماده شکافته می شود.

ویژگی های طراحی و طراحی ژنراتور هیدروژن

در حالی که در حال حاضر عملاً هیچ مشکلی برای تولید هیدروژن وجود ندارد، حمل و نقل و ذخیره سازی آن همچنان یک کار فوری است. مولکول های این ماده به قدری کوچک هستند که حتی می توانند به فلز نفوذ کنند که خطر ایمنی خاصی دارد. ذخیره سازی جذب شده هنوز سود بالایی ندارد. بنابراین، بیشتر بهترین گزینه- تولید هیدروژن بلافاصله قبل از استفاده از آن در چرخه تولید.

برای این منظور کارخانه های صنعتی تولید هیدروژن ساخته می شوند. به عنوان یک قاعده، اینها الکترولیزهای غشایی هستند. طراحی ساده چنین دستگاهی و اصل عملکرد در زیر آورده شده است.

نام گذاری ها:

• A – لوله برای حذف کلر (Cl 2).
• ب – حذف هیدروژن (H2).
• C آندی است که واکنش زیر روی آن رخ می دهد: 2CL – →CL 2 + 2e – .
• D کاتد است، واکنش روی آن را می توان با معادله زیر توصیف کرد: 2H 2 O + 2e – → H 2 + OH – .
• E – محلول آب و کلرید سدیم (H 2 O و NaCl).
• F - غشاء؛
• G – محلول اشباع کلرید سدیم و تشکیل سود سوزآور (NaOH).
• H – حذف آب نمک و سود سوزآور رقیق شده.
• I - ورودی آب نمک اشباع.
• ج – پوشش.

طراحی ژنراتورهای خانگی بسیار ساده تر است، زیرا اکثر آنها هیدروژن خالص تولید نمی کنند، بلکه گاز براون تولید می کنند. این نامی است که به مخلوطی از اکسیژن و هیدروژن داده شده است. این گزینه کاربردی ترین است؛ نیازی به جداسازی هیدروژن و اکسیژن ندارد؛ طراحی را می توان به طور قابل توجهی ساده و در نتیجه ارزان تر کرد. علاوه بر این، گاز حاصل هنگام تولید سوزانده می شود. نگهداری و انباشته شدن آن در خانه نه تنها مشکل ساز است، بلکه ناامن است.

نام گذاری ها:

• الف – لوله برای تخلیه گاز براون؛
• ب - منیفولد ورودی آب؛
• ج - مسکن مهر و موم شده؛
• د - بلوک صفحات الکترود (آند و کاتد) با عایق های نصب شده بین آنها.
• ه - آب؛
• f - سنسور سطح آب (متصل به واحد کنترل)؛
• g – فیلتر جداسازی آب؛
• h - منبع تغذیه عرضه شده به الکترودها؛
• i - سنسور فشار (پس از رسیدن به سطح آستانه سیگنالی را به واحد کنترل ارسال می کند).
• j - سوپاپ اطمینان؛
• k – خروجی گاز از شیر اطمینان.

یکی از ویژگی های این دستگاه ها استفاده از بلوک های الکترود است، زیرا جداسازی هیدروژن و اکسیژن مورد نیاز نیست. این اجازه می دهد تا ژنراتورها کاملا جمع و جور باشند.

کاربردهای ژنراتور هیدروژن

با توجه به مشکلات مربوط به حمل و نقل و ذخیره سازی هیدروژن، چنین دستگاه هایی در صنایعی که حضور این گاز توسط چرخه تکنولوژی مورد نیاز است، مورد تقاضا هستند. بیایید مسیرهای اصلی را فهرست کنیم:

1. تولید مربوط به سنتز کلرید هیدروژن.
2. تولید سوخت برای موتورهای موشکی.
3. ایجاد کودهای شیمیایی.
4. تولید نیترید هیدروژن (آمونیاک).
5. سنتز اسید نیتریک.
6. که در صنایع غذایی(برای بدست آوردن چربی های جامد از روغن های گیاهی).
7. فرآوری فلزات (جوشکاری و برش).
8. بازیابی فلز.
9. سنتز متیل الکل
10. تولید اسید کلریدریک.

علیرغم این واقعیت که تولید هیدروژن در طی پالایش نفت ارزانتر از تولید آن از طریق الکترولیز است، همانطور که در بالا ذکر شد، مشکلاتی در حمل و نقل گاز ایجاد می شود. خطرناک ساختن تولید شیمیایی، مستقیماً در کنار پالایشگاه های نفت، شرایط محیطی همیشه اجازه نمی دهد. علاوه بر این، هیدروژن تولید شده توسط الکترولیز بسیار تمیزتر از هیدروژن تولید شده توسط روغن کراکینگ است. در این راستا، ژنراتورهای هیدروژن صنعتی همیشه تقاضای بالایی دارند.

مصارف خانگی

همچنین کاربردهایی برای هیدروژن در زندگی روزمره وجود دارد. اول از همه، اینها سیستم های گرمایش مستقل هستند. اما در اینجا برخی از ویژگی ها وجود دارد. کارخانه های تولید هیدروژن خالص بسیار گران تر از ژنراتورهای گاز قهوه ای هستند؛ این دومی حتی می تواند خودتان مونتاژ شود. اما هنگام سازماندهی گرمایش خانه، باید در نظر داشت که دمای احتراق گاز قهوه ای بسیار بالاتر از متان است، بنابراین به یک دیگ مخصوص نیاز خواهید داشت که تا حدودی گرانتر از یک دیگ معمولی است.

در اینترنت می توانید مقالات زیادی پیدا کنید که در آنها نوشته شده است که از دیگ های معمولی می توان برای انفجار گاز استفاده کرد ، اما این کاملاً ممنوع است. در بهترین حالت، آنها به سرعت شکست می خورند، و در بدترین حالت، می توانند عواقب غم انگیز یا حتی غم انگیزی ایجاد کنند. طرح های ویژه با نازل مقاوم تر در برابر حرارت برای مخلوط براون موجود است.

لازم به ذکر است که سودآوری سیستم های گرمایشیمبتنی بر ژنراتورهای هیدروژنی به دلیل راندمان پایین بسیار مشکوک است. در چنین سیستم هایی تلفات مضاعف وجود دارد، اولاً در طی فرآیند تولید گاز و ثانیاً هنگام گرم کردن آب در دیگ بخار. ارزان تر است که بلافاصله آب را در دیگ برقی برای گرم کردن گرم کنید.

اجرای به همان اندازه بحث برانگیز برای استفاده خانگیکه در آن بنزین با گاز قهوه ای در سیستم سوخت موتور خودرو به منظور صرفه جویی در هزینه غنی می شود.

نام گذاری ها:

• الف - ژنراتور NHO (نام پذیرفته شده برای گاز براون)؛
• ب – خروجی گاز به محفظه خشک کن.
• ج - محفظه برای حذف بخار آب؛
• د - برگشت میعانات به ژنراتور.
• ه – تامین گاز خشک شده به فیلتر هواسیستم سوخت؛
• ج – موتور خودرو؛
• g – اتصال به باتری و ژنراتور برق.

لازم به ذکر است که در برخی موارد چنین سیستمی حتی کار می کند (اگر به درستی مونتاژ شود). اما پارامترهای دقیق، ضریب افزایش توان یا درصد پس انداز را پیدا نخواهید کرد. این داده ها بسیار مبهم هستند و قابلیت اطمینان آنها مورد تردید است. باز هم این سوال مشخص نیست که عمر موتور چقدر کاهش می یابد.

اما تقاضا باعث ایجاد عرضه می شود؛ در اینترنت می توانید نقشه های دقیق چنین دستگاه هایی و دستورالعمل هایی برای اتصال آنها پیدا کنید. نیز وجود دارد مدل های آمادهساخته شده در سرزمین طلوع خورشید.

ساخت مولد هیدروژن ساده با دستان خود قدم به قدم

ما به شما خواهیم گفت که چگونه این کار را انجام دهید ژنراتور خانگیبرای به دست آوردن مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن (HHO). قدرت آن برای گرم کردن خانه کافی نیست، بلکه برای مشعل گازبرای برش فلز، مقدار گاز تولید شده کافی خواهد بود.

برنج. 8. نمودار مشعل گاز

نام گذاری ها:

• الف – نازل مشعل؛
• ب - لوله ها؛
• ج - آب بند;
• د - آب؛
• e - الکترودها.
• و - مسکن مهر و موم شده.

اول از همه، ما یک الکترولیز درست می کنیم؛ برای این کار به یک ظرف مهر و موم شده و الکترود نیاز داریم. به عنوان دومی، ما از صفحات فولادی استفاده می کنیم (اندازه آنها به طور دلخواه انتخاب می شود، بسته به عملکرد مورد نظر)، متصل به پایه دی الکتریک. تمام صفحات هر الکترود را به یکدیگر وصل می کنیم.

هنگامی که الکترودها آماده هستند، باید آنها را در ظرف محکم کنید تا نقاط اتصال سیم های برق بالاتر از سطح آب مورد انتظار باشد. سیم های الکترودها به منبع تغذیه 12 ولتی یا باتری ماشین می روند.

برای لوله خروج گاز در درب ظرف را سوراخ می کنیم. می توان از آب بند های معمولی استفاده کرد بطری های شیشه یظرفیت 1 لیتر آنها را 2/3 از آب پر می کنیم و مانند شکل 8 به الکترولایزر و مشعل وصل می کنیم.

بهتر است یک مشعل آماده بگیرید، زیرا هر ماده ای نمی تواند دمای احتراق گاز قهوه ای را تحمل کند. آن را به خروجی آخرین شیر آب وصل می کنیم.

الکترولیز را با آبی که نمک معمولی آشپزخانه به آن اضافه شده است پر می کنیم.

به الکترودها ولتاژ اعمال کنید و عملکرد دستگاه را بررسی کنید.

مولد هیدروژن (الکترولایزر) دستگاهی است که از نور حاصل از دو فرآیند فیزیکی و شیمیایی استفاده می کند.

در حین کار، تحت تأثیر جریان الکتریکی، آب به اکسیژن و هیدروژن تجزیه می شود. این فرآیند الکترولیز نامیده می شود. الکترولایزر در بین اکثر آنها بسیار محبوب است گونه های شناخته شدهژنراتورهای هیدروژن

نحوه کار دستگاه

الکترولایزر شامل چندین صفحه فلزی است که در یک ظرف در بسته با آب مقطر غوطه ور شده اند.

خود محفظه دارای پایانه هایی برای اتصال منبع برق است و یک آستین وجود دارد که گاز از طریق آن تخلیه می شود.

عملکرد دستگاه را می توان به شرح زیر توصیف کرد: یک جریان الکتریکی از طریق آب مقطر بین صفحات با میدان های مختلف (یکی دارای آند و دیگری دارای کاتد) عبور می کند، آن را به اکسیژن و هیدروژن تقسیم می کند.

بسته به مساحت صفحات، جریان الکتریکی قدرت خود را دارد، اگر منطقه بزرگ باشد، جریان زیادی از آب می گذرد و گاز بیشتری آزاد می شود. نمودار اتصال صفحات متناوب، اول مثبت، سپس منهای و غیره است.

توصیه می شود الکترودها را از از فولاد ضد زنگ، که در طول فرآیند الکترولیز با آب واکنش نمی دهد. نکته اصلی یافتن فولاد ضد زنگ است کیفیت بالا. بهتر است فاصله بین الکترودها کم باشد، اما حباب های گاز به راحتی بین آنها حرکت کنند. بهتر است اتصال دهنده ها از همان فلز الکترودها ساخته شوند.

به حساب آوردن:با توجه به اینکه تکنولوژی ساخت با گاز همراه است، برای جلوگیری از تشکیل جرقه، باید تمام قطعات را محکم کرد.

در تجسم مورد بررسی، دستگاه شامل 16 صفحه است که در 1 میلی متر از یکدیگر قرار دارند.

با توجه به اینکه صفحات دارای سطح و ضخامت نسبتاً زیادی هستند، امکان عبور جریان های زیاد از چنین دستگاهی وجود خواهد داشت، اما فلز گرم نمی شود. اگر ظرفیت الکترودها را در هوا اندازه گیری کنید، 1nF خواهد بود؛ این مجموعه تا 25 آمپر در آب معمولی مصرف می کند.

برای مونتاژ یک ژنراتور هیدروژن با دستان خود، می توانید از یک ظرف غذا استفاده کنید، زیرا پلاستیک آن در برابر حرارت مقاوم است. سپس باید الکترودها را داخل ظرف پایین بیاورید تا گاز را با اتصالات عایق حرارتی، درب و سایر اتصالات جمع آوری کنید.

اگر از ظرف فلزی استفاده می کنید، اجتناب کنید مدار کوتاه، الکترودها به پلاستیک متصل می شوند. دو کانکتور در دو طرف اتصالات مسی و برنجی (اتصال - نصب، مونتاژ) برای استخراج گاز تعبیه شده است. اتصالات و اتصالات تماسی باید با استفاده از درزگیر سیلیکونی محکم بسته شوند.

رعایت اقدامات ایمنی

الکترولیز دستگاهی پرخطر است.

بنابراین در هنگام ساخت، نصب و راه اندازی آن رعایت نکات ایمنی عمومی و ویژه الزامی است.

اقدامات ویژه شامل موارد زیر است:

• غلظت مخلوط هیدروژن و اکسیژن باید کنترل شود تا از انفجار جلوگیری شود.
• اگر سطح مایع در پنجره بازرسی ژنراتور هیدروژن قابل مشاهده نباشد، نمی توان از آن استفاده کرد.
• هنگام انجام تعمیرات، باید مطمئن شوید که هیچ هیدروژنی در نقطه پایانی سیستم وجود ندارد.
• استفاده از آتش باز، وسایل گرمایش الکتریکی و لامپ های قابل حمل با ولتاژ بیش از 12 ولت در نزدیکی الکترولیز منع مصرف دارد.
• هنگام کار با الکترولیت، باید با استفاده از تجهیزات محافظ (لباس کلی، دستکش و عینک) از خود محافظت کنید.

صنعتگران واجد شرایط بر این باورند که ساخت ژنراتورهای هیدروژن خانگی برای خودروها در خانه یک تلاش پرخطر است.

آنها این را با این واقعیت توضیح می دهند که یک الکترولیز برای ماشین دارای یک سیستم پیچیده و ناایمن از دستگاه ها است.

ساخت چنین واحدهایی مستلزم استفاده از مواد و معرف های خاص است.

توجه داشته باشید:در مورد نصب خودکار الکترولیزری که توسط خودتان ساخته شده است، توصیه می شود هنگام خاموش شدن موتور، احتمال ورود گاز به محفظه احتراق را به شدت حذف کنید. هنگامی که موتور خاموش است، ژنراتور هیدروژن باید به طور خودکار از منبع تغذیه خودرو جدا شود.

اگر هنوز تصمیم دارید خودتان یک هیدرولیز ماشین بسازید، حتما باید آن را با حباب مجهز کنید - این یک شیر آب ویژه است. استفاده از آن ایمنی هنگام رانندگی خودرو را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

گرم کردن خانه با گاز قهوه ای

هیدروژن رایج ترین است عنصر شیمیایی، بنابراین استفاده از آن به صرفه است.

برای بسیاری از صاحبان خانه ها و کلبه ها، اغلب این سوال مطرح می شود که چگونه می توان انرژی "پاک" و ارزان را برای نیازهای خانگی به دست آورد. پاسخ را می توان در نوآوری هایی مانند مولد آب برای گرمایش خانه پیدا کرد.

دانشمندان به لطف پیشرفت های خود به بسیاری اجازه داده اند از چنین وسیله ای برای تولید گاز استفاده کنند. این تاسیسات قابلیت تولید هیدروژن (گاز قهوه ای) را دارد و از این گاز برای تولید انرژی استفاده خواهد شد.

این ترکیب را می توان با فرمول شیمیایی مانند hho نشان داد. این گاز را می توان با استفاده از روش الکترولیز از آب به دست آورد. نمونه های زیادی در زندگی وجود دارد که افراد می خواهند خانه خود را با اکسیژن هیدروژن گرم کنند. اما برای اینکه این نوع سوخت محبوبیت پیدا کند، ابتدا باید نحوه تولید آن (گاز براون) در شرایط خانگی را بیاموزید.

هنوز فناوری وجود ندارد گرمایش هیدروژنیخانه شخصی، که کاملا قابل اعتماد خواهد بود.

ویدیویی را تماشا کنید که در آن یک کاربر با تجربه نحوه ساخت ژنراتور هیدروژن را با دستان خود توضیح می دهد:

در جامعه مدرن این عقیده وجود دارد که مقرون به صرفه ترین سوخت است گاز طبیعی. در واقع، جایگزینی برای آن وجود دارد - هیدروژن. می توان آن را با تقسیم آب بدست آورد. علاوه بر این، این نوع سوخت رایگان خواهد بود، اگر این واقعیت را در نظر نگیرید که باید یک ژنراتور هیدروژنی را مونتاژ کنید، اجزای آن باید خریداری شود.

مبانی نظری

هیدروژن یک ماده گازی بسیار سبک است. فعالیت شیمیایی بالایی دارد. هنگامی که اکسید می شود، مقدار زیادی انرژی حرارتی می دهد و در عین حال آب را تشکیل می دهد.

هیدروژن دارد خواص زیر:

شایان ذکر است که هیدروژن و اکسیژن بسیار آسان با هم ترکیب می شوند، اما جداسازی آنها آسان نیست. برای انجام این کار، باید از الکتریسیته برای شروع یک واکنش شیمیایی پیچیده استفاده کنید.

ساده ترین مولد گاز برای تولید هیدروژن ظرفی با مایع است که در داخل آن دو صفحه به هم متصل است. شبکه برق. از آنجایی که آب رسانای خوبی است، الکترودها با مقاومت کم در تماس هستند. هنگامی که الکتریسیته از صفحات عبور می کند، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد که با ظاهر هیدروژن همراه است.

هیدروژن. فیلم آموزشی شیمی برای دانش آموزان مدرسه

بهتر است دستگاهی را برای دریافت جمع آوری کنید که به آن کلاسیک می گویند. در اینجا الکترولیز از چندین سلول تشکیل شده است. هر یک از آنها حاوی صفحات تماس است. بهره وری نصب توسط سطح الکترودها تعیین می شود.

سلول ها باید قرار داده شونددر یک محفظه عایق شده با لوله های از پیش متصل برای تامین آب و حذف هیدروژن. علاوه بر این، ظرف باید دارای یک رابط برای اتصال انرژی الکتریکی باشد.

شما همچنین نیاز به نصب آب بند و شیر چک. اینها از برگشت گاز براون به مخزن جلوگیری می کند. با استفاده از این روش می توانید یک هیدرولیز برای گرم کردن خانه و ماشین جمع آوری کنید.

امکان مونتاژ یک ژنراتور الکتریکی هیدروژنی برای خانه شما وجود دارد، اما به سختی می توان آن را یک ایده مقرون به صرفه نامید. واقعیت این است که برای به دست آوردن حجم کافی گاز باید از یک گاز قدرتمند استفاده کنید نصب برق. انرژی گران زیادی را مصرف خواهد کرد. با این حال، این کار علاقه مندان را متوقف نمی کند.

برای مونتاژ یک الکترولیز برای تولید هیدروژن با دستان خود در خانه، به یک ابزار تخصصی نیاز دارید. به عنوان مثال، شما نمی توانید بدون اسیلوسکوپ و فرکانس متر انجام دهید.

با استفاده از نقشه ها، اولین گام مونتاژ سلول هیدرولیز است. عرض و طول آن باید کمی کوچکتر از ابعاد بدن باشد. ارتفاع - حداکثر 2/3 ظرف اصلی.

سلول معمولاً از تکستولیت ضخیم با استفاده از چسب اپوکسی ساخته می شود. در هنگام مونتاژ، قسمت پایین محفظه باز می ماند.

سوراخ هایی در قسمت بالایی ظرف ایجاد می شود. ساقه های الکترودها از طریق آنها بیرون آورده می شوند. همچنین به 2 سوراخ اضافی نیاز خواهید داشت. اولین مورد برای سنسور سطح مایع بسیار کوچک است. دومی با قطر 15 میلی متر برای اتصالات. دومی باید به صورت مکانیکی ایمن شود. تمام سوراخ های صفحات پس از نصب دومی پر می شود رزین اپوکسی. ماژول داخل محفظه قرار می گیرد و با همان رزین اپوکسی کاملاً مهر و موم شده است.

قبل از نصب سلول ها، محفظه ژنراتور آب باید آماده شود:

پس از بارگیری پیل های سوختی، اتصال برق، اتصال فیتینگ به گیرنده و نصب درپوش روی محفظه، می توان مجموعه ژنراتور را کامل در نظر گرفت. تنها چیزی که باقی می ماند این است که ظرف را با مایع پر کنید و ماژول های اضافی را وصل کنید.

مونتاژ یک ژنراتور اکسیژن با دستان خود نیمی از نبرد است. شما باید دستگاه های اضافی را به آن متصل کنید، بدون آن کار نخواهد کرد. به عنوان مثال، یک سنسور سطح مایع باید به یک پمپ متصل شود تا آب را از طریق یک کنترل کننده تامین کند. دومی سیگنال های سنسور را نظارت می کند و در صورت لزوم، تامین مایع را در داخل سلول های سوختی آغاز می کند.

شما نمی توانید بدون دستگاهی که به شما امکان می دهد فرکانس جریان را در پایانه های ژنراتور NNO تنظیم کنید. علاوه بر این، تمام قطعات الکتریکی باید دارای حفاظت اضافه بار باشند. معمولاً برای این کار از تثبیت کننده ولتاژ استفاده می شود.

چگونه یک ژنراتور هیدروژن DIY بسازیم

همانطور که برای کلکتور هیدروژن اکسیژن هیدروژن، آن است ساده ترین گزینهلوله ای است که روی آن وصل شده اند: دریچه های قطع کننده، شیر چک و فشار سنج.

در تئوری، گاز از کلکتور می تواند بلافاصله به کوره سیستم گرمایش پمپ شود. در عمل این امکان پذیر نیست زیرا هیدروژن گرمای بیش از حد تولید می کند. بنابراین قبل از استفاده با سوخت دیگر مخلوط می شود.

مونتاژ چنین دستگاهی با دستان خود چندان دشوار نیست. نقاشی ها به این امر کمک خواهند کرد دستورالعمل های گام به گام. شما همچنین باید آماده شوید مواد لازم: یک ظرف پلاستیکی یا یک محفظه از یک باتری قدیمی، یک لوله حداقل به طول یک متر، پیچ و مهره های نصب، درزگیر، یک ورق فولادی ضد زنگ، چندین اتصالات، فیلترها و یک شیر چک.

فرآیند ساخت یک ژنراتور هیدروژن برای خودرو به شرح زیر است:

ساده ترین هیدرولیز برای ماشین آماده است. اما قبل از نصب وسیله نقلیهباید آن را بررسی کنید برای این کار دستگاه را تا سطح پیچ های بست روی صفحات با آب پر می کنند. یک شیلنگ پلی اتیلن به اتصالات متصل است. انتهای آزاد آن در یک ظرف از قبل آماده شده با مایع پایین می آید.

پس از اعمال انرژی به الکترودها، سطح آب در ظرف دوم باید با حباب های گاز پوشانده شود. اگر این اتفاق بیفتد، ژنراتور آماده کار است. تنها چیزی که باقی می ماند این است که مایع موجود در آن را با یک الکترولیت قلیایی جایگزین کنیم تا حجم گاز تولیدی افزایش یابد.

باید درک کرد که یک ژنراتور هیدروژن خانگی جایگزینی برای سوخت سنتی نیست. عمدتاً برای صرفه جویی در مصرف بنزین روی خودروها نصب می شود. می تواند به 50 درصد برسد. علاوه بر این، هنگام استفاده از HHO، انتشارات مضر کاهش می یابد، عمر مفید افزایش می یابد و دما کاهش می یابد واحد قدرت. و همه اینها با افزایش قابل توجه قدرت موتور. فولاد ضد زنگ مورد علاقه همه یک راه حل مقرون به صرفه اما کوتاه مدت است. پیل های سوختی روی آنها به سرعت از بین می روند.

همچنین هنگام مونتاژ هیدرولیز باید ابعاد نصب رعایت شود. برای به دست آوردن آنها، باید محاسبات پیچیده ای را با در نظر گرفتن کیفیت آب انجام دهید. قدرت مورد نیازدر خروجی و غیره

هنگام ساخت یک دستگاه، حتی سطح مقطع سیم هایی که از طریق آن جریان به الکترودها می رسد، مهم است. این در مورد عملکرد ژنراتور نیست، بلکه در مورد ایمنی عملکرد آن است، اما این تفاوت ظریف مهمباید در نظر گرفته شود.

مشکل اصلی چنین دستگاه هایی- هزینه های زیاد برق برای تولید اکسید هیدروژن. آنها بیش از انرژی است که می توان از سوزاندن چنین سوختی به دست آورد.

به دلیل راندمان پایین، قیمت تاسیسات هیدروژنی برای خانه، تولید این گاز و استفاده بعدی از آن برای گرمایش را بی‌سود می‌سازد. به جای هدر دادن برق، نصب هر دیگ برقی راحت تر است. موثرتر خواهد بود.

مربوط به حمل و نقل جاده ای، پس تصویر اینجا تفاوت زیادی ندارد. بله، برای صرفه جویی در مصرف سوخت می توانید یک هیدرولیز بسازید، اما این باعث کاهش ایمنی و قابلیت اطمینان می شود.

تنها جایی که هیدروژن می تواند به طور موثر به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد جوشکاری گاز است. دستگاه های هیدروژن وزن کمتری دارند، نسبت به سیلندرهای اکسیژن فشرده تر هستند، اما بسیار کارآمدتر هستند. علاوه بر این، هزینه به دست آوردن مخلوط در اینجا هیچ نقشی ندارد.

18.03.2018

ژنراتور هیدروژن (دستورالعمل ها + طرح ها)

بیشتر بخوانید چگونه یک ژنراتور هیدروژن در خانه بسازیم (دستورالعمل + طرح ها)

افزایش مداوم قیمت انرژی، جستجو برای انواع سوخت کارآمدتر و ارزان تر، از جمله در سطح خانوار را تحریک می کند. بیشتر از همه صنعتگران - علاقه مندان به ایجاد ژنراتور هستند انرژی آزاددر خانه جذب هیدروژن، که ارزش حرارتیسه برابر بیشتر از متان (38.8 کیلو وات در مقابل 13.8 در هر کیلوگرم ماده). به نظر می رسد روش استخراج در خانه شناخته شده است - تقسیم آب توسط الکترولیز. اما راه های دیگری نیز وجود دارد که ارزان تر و ساده تر هستند - الکترولیز با فرکانس بالا...

برای شروع، من به شما پیشنهاد می کنم یک ویدیوی کوتاه را تماشا کنید که به شما درک می کند که چرا چنین پیشرفت هایی (که در حال حاضر تعداد زیادی از آنها وجود دارد) هرگز در زندگی روزمره ما کاربرد پیدا نکرده اند:

مقاله 2 هدف دارد:

• تجزیه و تحلیل این سوال که چگونه یک ژنراتور هیدروژن با حداقل هزینه بسازیم.
• امکان استفاده از نصب را برای گرم کردن یک خانه خصوصی، سوخت گیری خودرو و به عنوان دستگاه جوش در نظر بگیرید.

• بخش نظری مختصر
• ایجاد یک نمونه اولیه
• درباره سلول هیدروژنی مایر
• راکتور صفحه ای
• نتیجه

بخش نظری مختصر

هیدروژن که با نام هیدروژن، اولین عنصر جدول تناوبی نیز شناخته می شود، سبک ترین ماده گازی با فعالیت شیمیایی بالا است. در طی اکسیداسیون (یعنی احتراق)، مقدار زیادی گرما آزاد می کند و آب معمولی را تشکیل می دهد. اجازه دهید ویژگی های عنصر را مشخص کنیم و آنها را به شکل پایان نامه ها قالب بندی کنیم:

برای مرجع. دانشمندانی که ابتدا مولکول آب را به هیدروژن و اکسیژن جدا کردند، این مخلوط را به دلیل تمایل به انفجار، گازی انفجاری نامیدند. متعاقباً نام گاز براون (پس از نام مخترع) را دریافت کرد و با فرمول فرضی NHO شروع به تعیین کرد.

پیش از این، سیلندرهای کشتی هوایی با هیدروژن پر شده بود که اغلب منفجر می شد

از مطالب بالا، نتیجه زیر خود را نشان می دهد: 2 اتم هیدروژن به راحتی با 1 اتم اکسیژن ترکیب می شوند، اما با اکراه از هم جدا می شوند. واکنش اکسیداسیون شیمیایی با آزاد شدن مستقیم انرژی حرارتی مطابق با فرمول انجام می شود:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Q (انرژی)

اینجا دروغه نکته مهم، که در توضیح بیشتر برای ما مفید خواهد بود: هیدروژن به طور خود به خود از احتراق واکنش می دهد و گرما مستقیماً آزاد می شود. برای تقسیم یک مولکول آب، انرژی باید صرف شود:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

این فرمول یک واکنش الکترولیتی است که فرآیند تقسیم آب را با تامین برق مشخص می کند. چگونه این را در عمل اجرا کنید و یک ژنراتور هیدروژن را با دستان خود بسازید، ما بیشتر در نظر خواهیم گرفت.

ایجاد یک نمونه اولیه

برای اینکه متوجه شوید با چه چیزی سر و کار دارید ابتدا جمع آوری را پیشنهاد می کنیم ژنراتور سادهبرای تولید هیدروژن با حداقل هزینه طراحی یک نصب خانگی در نمودار نشان داده شده است.

یک الکترولیز اولیه از چه چیزی تشکیل شده است:

• راکتور - یک ظرف شیشه ای یا پلاستیکی با دیواره های ضخیم؛
• الکترودهای فلزی که در یک راکتور با آب غوطه ور شده و به منبع برق متصل می شوند.
• مخزن دوم نقش مهر و موم آب را بازی می کند.
• لوله برای حذف گاز HHO.

نکته مهم. الکترولیتی کارخانه هیدروژنفقط از جریان مستقیم. بنابراین، از آداپتور برق، ماشین استفاده کنید شارژریا باتری ژنراتور AC کار نخواهد کرد.

اصل کار الکترولیز به شرح زیر است:

برای ساختن طرح ژنراتور نشان داده شده در نمودار با دستان خود، به 2 عدد نیاز دارید بطری شیشه ایبا گردن و درپوش پهن، قطره چکان پزشکیو 2 دوجین پیچ خودکار. مجموعه کامل مواد در عکس نشان داده شده است.

ابزارهای ویژه به یک تفنگ چسب برای مهر و موم کردن درب های پلاستیکی نیاز دارند. روش تولید ساده است:

برای راه اندازی مولد هیدروژن، آب نمک را داخل راکتور بریزید و منبع برق را روشن کنید. شروع واکنش با ظاهر شدن حباب های گاز در هر دو ظرف مشخص خواهد شد. ولتاژ را تنظیم کنید مقدار بهینهو گاز قهوه ای خارج شده از سوزن IV را مشتعل کنید.

نکته مهم دوم خیلی زیاد ولتاژ بالاسرو نکنید - الکترولیت که تا دمای 65 درجه سانتیگراد یا بیشتر گرم می شود، به سرعت شروع به تبخیر می کند. به خاطر اینکه مقدار زیادبخار آب مشعل را مشتعل نمی کند. برای جزئیات در مورد مونتاژ و راه اندازی یک ژنراتور هیدروژنی بداهه، ویدیو را تماشا کنید:

درباره سلول هیدروژنی مایر

اگر طرحی را که در بالا توضیح داده شد ساخته و آزمایش کرده باشید، احتمالاً از سوختن شعله انتهای سوزن متوجه شده اید که عملکرد نصب بسیار پایین است. برای بدست آوردن گازهای منفجر کننده بیشتر، باید بیشتر بسازید دستگاه جدی، به نام مخترع.

اصل عملکرد سلول نیز بر اساس الکترولیز است، فقط آند و کاتد به شکل لوله هایی ساخته می شوند که در یکدیگر قرار می گیرند. ولتاژ از مولد پالس از طریق دو سیم پیچ رزونانسی تامین می شود که باعث کاهش مصرف جریان و افزایش بهره وری ژنراتور هیدروژن می شود. مدار الکترونیکی دستگاه در شکل نشان داده شده است:

توجه داشته باشید. عملکرد مدار به طور مفصل در منبع http://www.meanders.ru/meiers8.shtml توضیح داده شده است.

برای ساخت سلول مایر به موارد زیر نیاز دارید:

• بدنه استوانه ای ساخته شده از پلاستیک یا پلکسی گلاس؛ صنعتگران اغلب از فیلتر آب با درب و لوله استفاده می کنند.
• لوله های فولادی ضد زنگ با قطر 15 و 20 میلی متر، طول 97 میلی متر؛
• سیم، عایق.

لوله های فولادی ضد زنگ به یک پایه دی الکتریک متصل می شوند و سیم های متصل به ژنراتور به آنها لحیم می شوند. سلول شامل 9 یا 11 لوله است که در یک محفظه پلاستیکی یا پلکسی قرار گرفته اند، همانطور که در عکس نشان داده شده است.

عناصر بر اساس طرحی به خوبی شناخته شده در اینترنت متصل می شوند که شامل یک واحد الکترونیکی، یک سلول مایر و یک مهر و موم آب (نام فنی - حباب ساز) است. به دلایل ایمنی، این سیستم به سنسورهای فشار بحرانی و سطح آب مجهز شده است. طبق بررسی های صنعتگران خانگی، چنین نصب هیدروژنی جریانی در حدود 1 آمپر با ولتاژ 12 ولت مصرف می کند و عملکرد کافی دارد، اگرچه ارقام دقیقی در دسترس نیست.

نمودار شماتیکروشن کردن الکترولیز

راکتور صفحه ای

یک ژنراتور هیدروژنی با کارایی بالا که قادر به اطمینان از عملکرد مشعل گاز است از صفحات فولادی ضد زنگ با ابعاد 15 x 10 سانتی متر ساخته شده است، مقدار - از 30 تا 70 قطعه. سوراخ هایی برای پین های سفت کننده در آنها سوراخ می شود و یک ترمینال برای اتصال سیم در گوشه بریده می شود.

علاوه بر ورق فولاد ضد زنگ درجه 316، شما باید موارد زیر را خریداری کنید:

• لاستیک 4 میلی متر ضخامت، مقاوم در برابر قلیایی؛
• صفحات انتهایی ساخته شده از پلکسی گلاس یا PCB؛
• میله های کراوات M10-14؛
• شیر چک برای دستگاه جوش گازی؛
• فیلتر آب برای مهر و موم آب؛
• لوله های اتصال ساخته شده از فولاد ضد زنگ راه راه؛
• هیدروکسید پتاسیم به شکل پودر

صفحات باید در یک بلوک واحد مونتاژ شوند که با واشرهای لاستیکی با وسط برش جدا شده از یکدیگر، همانطور که در نقشه نشان داده شده است. راکتور حاصل را با پین ها محکم ببندید و با الکترولیت به لوله ها وصل کنید. دومی از یک ظرف جداگانه مجهز به درب و دریچه های خاموش می آید.

توجه داشته باشید. ما به شما می گوییم که چگونه یک الکترولیز از نوع جریان عبوری (خشک) بسازید. ساخت یک راکتور با صفحات غوطه ور آسان تر است - نیازی به نصب واشرهای لاستیکی نیست و واحد مونتاژ شده در یک ظرف مهر و موم شده با الکترولیت پایین می آید.

مدار ژنراتور نوع مرطوب

مونتاژ بعدی ژنراتور تولید کننده هیدروژن طبق همان طرح انجام می شود، اما با تفاوت هایی:

1. یک مخزن برای تهیه الکترولیت به بدنه دستگاه متصل است. دومی محلول 7-15٪ هیدروکسید پتاسیم در آب است.
2. به جای آب، یک عامل به اصطلاح دی اکسید کننده در "حباب ساز" - استون یا یک حلال معدنی ریخته می شود.
3. یک شیر چک باید در جلوی مشعل نصب شود، در غیر این صورت هنگام خاموش شدن صاف مشعل هیدروژنیواکنش متقابل باعث پارگی شیلنگ ها و حباب می شود.

برای تامین انرژی راکتور، ساده ترین راه استفاده از اینورتر جوشکاری است. مدارهای الکترونیکینیازی به جمع آوری نیست نحوه عملکرد یک مولد گاز خانگی قهوه ای توسط یک صنعتگر خانگی در ویدیوی خود توضیح داده شده است:

آیا تولید هیدروژن در خانه سودآور است؟

پاسخ به این سوال به دامنه کاربرد مخلوط اکسیژن و هیدروژن بستگی دارد. همه منتشر شده توسط منابع مختلف اینترنتی برای انتشار گاز HHO برای اهداف زیر طراحی شده اند:

• استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت خودروها؛
• احتراق بدون دود هیدروژن دیگهای گرمایشو فرها؛
• برای کارهای جوشکاری گاز استفاده می شود.

بیایید آنچه را که در بخش اول نوشتیم به یاد بیاوریم. هیدروژن یک عنصر بسیار فعال است و به خودی خود با اکسیژن واکنش می دهد و گرمای زیادی آزاد می کند. هنگام تلاش برای شکافتن یک مولکول آب پایدار، نمی توانیم انرژی را مستقیماً به اتم ها اعمال کنیم. تقسیم با استفاده از برق انجام می شود که نیمی از آن برای گرم کردن الکترودها، آب، سیم پیچ ترانسفورماتور و غیره هدر می رود.

اطلاعات پس زمینه مهم گرمای ویژه احتراق هیدروژن سه برابر بیشتر از متان است، اما بر حسب جرم. اگر آنها را از نظر حجمی با هم مقایسه کنیم، هنگام سوزاندن 1 متر مکعب هیدروژن، تنها 3.6 کیلووات انرژی حرارتی در مقابل 11 کیلووات برای متان آزاد می شود. به هر حال هیدروژن سبک ترین عنصر شیمیایی است.

مولد هیدروژن (الکترولایزر) دستگاهی است که از نور حاصل از دو فرآیند فیزیکی و شیمیایی استفاده می کند.

در حین کار، تحت تأثیر جریان الکتریکی، آب به اکسیژن و هیدروژن تجزیه می شود. این فرآیند الکترولیز نامیده می شود. الکترولایزر در میان معروف ترین انواع ژنراتورهای هیدروژنی بسیار محبوب است.

نحوه کار دستگاه

الکترولایزر شامل چندین صفحه فلزی است که در یک ظرف در بسته با آب مقطر غوطه ور شده اند.

خود محفظه دارای پایانه هایی برای اتصال منبع برق است و یک آستین وجود دارد که گاز از طریق آن تخلیه می شود.

عملکرد دستگاه را می توان به شرح زیر توصیف کرد: یک جریان الکتریکی از طریق آب مقطر بین صفحات با میدان های مختلف (یکی دارای آند و دیگری دارای کاتد) عبور می کند، آن را به اکسیژن و هیدروژن تقسیم می کند.

بسته به مساحت صفحات، جریان الکتریکی قدرت خود را دارد، اگر منطقه بزرگ باشد، جریان زیادی از آب می گذرد و گاز بیشتری آزاد می شود. نمودار اتصال صفحات متناوب، اول مثبت، سپس منهای و غیره است.

توصیه می شود که الکترودهایی از فولاد ضد زنگ ساخته شود که در طول فرآیند الکترولیز با آب واکنش نشان نمی دهد. نکته اصلی یافتن فولاد ضد زنگ با کیفیت بالا است. بهتر است فاصله بین الکترودها کم باشد، اما حباب های گاز به راحتی بین آنها حرکت کنند. بهتر است اتصال دهنده ها از همان فلز الکترودها ساخته شوند.

به حساب آوردن:با توجه به اینکه تکنولوژی ساخت با گاز همراه است، برای جلوگیری از تشکیل جرقه، باید تمام قطعات را محکم کرد.

در تجسم مورد بررسی، دستگاه شامل 16 صفحه است که در 1 میلی متر از یکدیگر قرار دارند.

با توجه به اینکه صفحات دارای سطح و ضخامت نسبتاً زیادی هستند، امکان عبور جریان های زیاد از چنین دستگاهی وجود خواهد داشت، اما فلز گرم نمی شود. اگر ظرفیت الکترودها را در هوا اندازه گیری کنید، 1nF خواهد بود؛ این مجموعه تا 25 آمپر در آب معمولی مصرف می کند.

برای مونتاژ یک ژنراتور هیدروژن با دستان خود، می توانید از یک ظرف غذا استفاده کنید، زیرا پلاستیک آن در برابر حرارت مقاوم است. سپس باید الکترودها را داخل ظرف پایین بیاورید تا گاز را با اتصالات عایق حرارتی، درب و سایر اتصالات جمع آوری کنید.

اگر از یک ظرف فلزی استفاده می کنید، برای جلوگیری از اتصال کوتاه، الکترودها به پلاستیک متصل می شوند. دو کانکتور در دو طرف اتصالات مسی و برنجی (اتصال - نصب، مونتاژ) برای استخراج گاز تعبیه شده است. اتصالات و اتصالات تماسی باید با استفاده از درزگیر سیلیکونی محکم بسته شوند.

رعایت اقدامات ایمنی

الکترولیز دستگاهی پرخطر است.

بنابراین در هنگام ساخت، نصب و راه اندازی آن رعایت نکات ایمنی عمومی و ویژه الزامی است.

اقدامات ویژه شامل موارد زیر است:

• غلظت مخلوط هیدروژن و اکسیژن باید کنترل شود تا از انفجار جلوگیری شود.
• اگر سطح مایع در پنجره بازرسی ژنراتور هیدروژن قابل مشاهده نباشد، نمی توان از آن استفاده کرد.
• هنگام انجام تعمیرات، باید مطمئن شوید که هیچ هیدروژنی در نقطه پایانی سیستم وجود ندارد.
• استفاده از آتش باز، وسایل گرمایش الکتریکی و لامپ های قابل حمل با ولتاژ بیش از 12 ولت در نزدیکی الکترولیز منع مصرف دارد.
• هنگام کار با الکترولیت، باید با استفاده از تجهیزات محافظ (لباس کلی، دستکش و عینک) از خود محافظت کنید.

صنعتگران واجد شرایط بر این باورند که ساخت ژنراتورهای هیدروژن خانگی برای خودروها در خانه یک تلاش پرخطر است.

آنها این را با این واقعیت توضیح می دهند که یک الکترولیز برای ماشین دارای یک سیستم پیچیده و ناایمن از دستگاه ها است.

ساخت چنین واحدهایی مستلزم استفاده از مواد و معرف های خاص است.

توجه داشته باشید:در مورد نصب خودکار الکترولیزری که توسط خودتان ساخته شده است، توصیه می شود هنگام خاموش شدن موتور، احتمال ورود گاز به محفظه احتراق را به شدت حذف کنید. هنگامی که موتور خاموش است، ژنراتور هیدروژن باید به طور خودکار از منبع تغذیه خودرو جدا شود.

اگر هنوز تصمیم دارید خودتان یک هیدرولیز ماشین بسازید، حتما باید آن را با حباب مجهز کنید - این یک شیر آب ویژه است. استفاده از آن ایمنی هنگام رانندگی خودرو را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

گرم کردن خانه با گاز قهوه ای

هیدروژن رایج ترین عنصر شیمیایی است، بنابراین استفاده از آن به صرفه است.

برای بسیاری از صاحبان خانه ها و کلبه ها، اغلب این سوال مطرح می شود که چگونه می توان انرژی "پاک" و ارزان را برای نیازهای خانگی به دست آورد. پاسخ را می توان در نوآوری هایی مانند مولد آب برای گرمایش خانه پیدا کرد.

دانشمندان به لطف پیشرفت های خود به بسیاری اجازه داده اند از چنین وسیله ای برای تولید گاز استفاده کنند. این تاسیسات قابلیت تولید هیدروژن (گاز قهوه ای) را دارد و از این گاز برای تولید انرژی استفاده خواهد شد.

این ترکیب را می توان با فرمول شیمیایی مانند hho نشان داد. این گاز را می توان با استفاده از روش الکترولیز از آب به دست آورد. نمونه های زیادی در زندگی وجود دارد که افراد می خواهند خانه خود را با اکسیژن هیدروژن گرم کنند. اما برای اینکه این نوع سوخت محبوبیت پیدا کند، ابتدا باید نحوه تولید آن (گاز براون) در شرایط خانگی را بیاموزید.

هنوز فناوری گرمایش هیدروژنی یک خانه خصوصی وجود ندارد که به اندازه کافی قابل اعتماد باشد.

ویدیویی را تماشا کنید که در آن یک کاربر با تجربه نحوه ساخت ژنراتور هیدروژن را با دستان خود توضیح می دهد: