Гориво от вода от Юрий Краснов. Направи си сам водороден генератор за отопление на частна къща

Много собственици на автомобили търсят начини да спестят гориво. Водороден генератор за автомобил ще реши радикално този проблем. Прегледите на тези, които са инсталирали това устройство за себе си, ни позволяват да говорим за значително намаляване на разходите при експлоатацията на превозните средства. Така че темата е доста интересна. По-долу ще говорим за това как сами да направите водороден генератор.

ICE на водородно гориво

В продължение на няколко десетилетия се търси възможност за адаптиране на двигателите с вътрешно горене за пълна или хибридна работа на водородно гориво. Във Великобритания през далечната 1841 г. е патентован двигател, работещ на смес въздух-водород. Концернът Zeppelin в началото на 20-ти век използва двигатели с вътрешно горене, работещи с водород, като задвижваща система за своите известни дирижабли.

развитие водородна енергиядопринесе за глобалната енергийна криза, която избухна през 70-те години на миналия век. С края му обаче водородните генератори бяха бързо забравени. И това въпреки многото предимства в сравнение с конвенционалното гориво:

• идеална запалимост на горивната смес на базата на въздух и водород, което прави възможно лесното стартиране на двигателя при всяка температура на околната среда;
• голямо отделяне на топлина по време на изгарянето на газ;
• абсолютен екологична безопасност- отработените газове се превръщат във вода;
• 4 пъти по-висока скорост на изгаряне в сравнение с бензиновата смес;
• способността на сместа да работи без детонация при висок коефициент на компресия.

Основната техническа причина, която е непреодолима бариера пред използването на водород като гориво за автомобили, е невъзможността да се постави достатъчно количество газ на превозно средство. Размерът на резервоара за водород ще бъде сравним с параметрите на самия автомобил. Високата експлозивност на газа трябва да изключва възможността от най-малкото изтичане. В течна форма е необходима криогенна инсталация. Този метод също не е много приложим за кола.

Кафяв газ

Днес водородните генератори набират популярност сред автомобилистите. Това обаче не е точно това, което беше обсъдено по-горе. Чрез електролиза водата се превръща в така наречения Браунов газ, който се добавя към горивната смес. Основният проблем, който този газ решава е пълно изгарянегориво. Това служи като увеличение на мощността и намаляване на разхода на гориво с приличен процент. Някои механици са постигнали икономии до 40%.

Площта на повърхността на електродите е решаваща за количествения изход на газ. Под действието на електрически ток една водна молекула започва да се разлага на два водородни атома и един кислород. Такава газова смес по време на горене освобождава почти 4 пъти повече енергия, отколкото при изгаряне на молекулярен водород. Следователно използването на този газ в двигателите с вътрешно горене води до по-ефективно изгаряне на горивната смес, намалява количеството на вредните емисии в атмосферата, увеличава мощността и намалява количеството консумирано гориво.

Универсална схема на водороден генератор

За тези, които нямат възможност за проектиране, може да се закупи водороден генератор за автомобил занаятчиикоито пуснаха монтажа и монтажа на такива системи. Днес има много такива предложения. Цената на устройството и инсталацията е около 40 хиляди рубли.

Но можете сами да сглобите такава система - в нея няма нищо сложно. Състои се от няколко прости елементикомбинирани в едно:

1. Инсталации за електролиза на вода.
2. Резервоар за съхранение.
3. Уловител на влага от газ.
4. Електронен блок за управление (модулатор на ток).

По-долу е дадена диаграма, чрез която можете лесно да сглобите водороден генератор със собствените си ръце. Чертежи основно растениекоито произвеждат газа на Браун са доста прости и разбираеми.

Схемата не представлява никаква инженерна сложност, всеки, който знае как да работи с инструмент, може да я повтори. За превозни средства със система за впръскване на гориво е необходимо също така да се инсталира контролер, който регулира нивото на подаване на газ към горивната смес и е свързан към бордовия компютър на автомобила.

реактор

Полученото количество Браунов газ зависи от площта на електродите и техния материал. Ако като електроди се вземат медни или железни плочи, тогава реакторът няма да може да работи дълго време поради бързото разрушаване на плочите.

Използването на титаниеви листове изглежда идеално. Въпреки това, използването им увеличава разходите за сглобяване на уреда няколко пъти. Използването на високолегирани плочи от неръждаема стомана се счита за оптимално. Този метал е наличен, няма да е трудно да го придобиете. Можете също да използвате своя отработен резервоар от пералня. Трудността ще бъде само изрязването на плочите с желания размер.

Видове монтаж

Към днешна дата генераторът на водород за автомобил може да бъде оборудван с три електролиза, които са различни по вид, естество на работа и производителност:

Първият тип конструкция е напълно достатъчен за много карбураторни двигатели. Няма нужда от сложна инсталация електронна схемарегулатор на производителност на газ, а самото сглобяване на такъв електролизатор не е трудно.

За по-мощни превозни средства сглобяването на втория тип реактор е за предпочитане. А за дизелови двигатели и тежки превозни средства се използва трети тип реактор.

Необходима производителност

За да се спести наистина гориво, водородният генератор за автомобил трябва да произвежда газ всяка минута в размер на 1 литър на 1000 работен обем на двигателя. Въз основа на тези изисквания се избира броят на плочите за реактора.

За да се увеличи повърхността на електродите, е необходимо да се извърши повърхностна обработка шкуркав перпендикулярна посока. Тази обработка е изключително важна - ще увеличи работната площ и ще избегне "залепването" на газови мехурчета към повърхността.

Последното води до изолиране на електрода от течността и предотвратява нормалната електролиза. Не забравяйте, че за нормалната работа на електролизера водата трябва да е алкална. Обикновената сода може да служи като катализатор.

регулатор на тока

Водороден генераторна автомобил в процеса на работа повишава неговата производителност. Това се дължи на отделянето на топлина по време на реакцията на електролиза. Работната течност на реактора се нагрява и процесът протича много по-интензивно. За контрол на хода на реакцията се използва регулатор на тока.

Ако не го намалите, водата може просто да заври и реакторът ще спре да произвежда газа на Браун. Специален контролер, който регулира работата на реактора, ви позволява да променяте производителността с увеличаване на скоростта.

Моделите на карбуратора са оборудвани с контролер с конвенционален превключвател за два режима на работа: "Маршрут" и "Град".

Безопасност при монтаж

Много майстори поставят чиниите в пластмасови контейнери. Не пестете от това. Имате нужда от резервоар от неръждаема стомана. Ако не е наличен, можете да използвате дизайна с плочи отворен тип. В последния случай е необходимо да се използва висококачествен токов и воден изолатор за надеждна работареактор.

Известно е, че температурата на горене на водорода е 2800. Това е най-експлозивният газ в природата. Газът на Браун не е нищо повече от "експлозивна" смес от водород. Следователно водородните генератори в автомобилния транспорт изискват висококачествено сглобяване на всички компоненти на системата и наличието на сензори за наблюдение на процеса.

температурен сензор работна течност, налягането и амперметърът няма да са излишни при проектирането на инсталацията. Специално вниманиеструва си да платите водно уплътнение на изхода на реактора. То е жизненоважно. Ако сместа се запали, такъв клапан ще предотврати разпространението на пламъка в реактора.

Водороден генератор за отопление на жилищни и промишлени помещения, работещ на същите принципи, се различава с няколко пъти по-голяма производителност на реактора. При такива инсталации липсата на водно уплътнение е смъртна опасност. Водородните генератори на автомобили също се препоръчва да бъдат оборудвани с такъв възвратен клапан, за да се осигури безопасна и надеждна работа на системата.

Докато конвенционалното гориво не е незаменимо

В света има няколко експериментални модела, които работят изцяло на газ на Браун. Техническите решения обаче все още не са достигнали своето съвършенство. Такива системи не са достъпни за обикновените жители на планетата. Следователно, докато автомобилистите трябва да се задоволят с "занаятчийски" разработки, които позволяват да се намалят разходите за гориво.

Малко за доверието и наивността

Някои предприемчиви бизнесмени предлагат за продажба водороден генератор за автомобили. Те говорят за лазерна обработка на повърхността на електродите или за уникалните секретни сплави, от които са направени, специални водни катализатори, разработени в научни лаборатории по света.

Всичко зависи от способността на мисълта на такива предприемачи да управляват научна фантазия. Доверчивостта може да ви направи за ваша собствена сметка (понякога дори не малка) собственик на инсталация, чиито контактни пластини ще се срутят след два месеца работа.

Ако вече сте решили да спестите пари по този начин, тогава е по-добре да сглобите инсталацията сами. от поне, тогава няма да има виновен.

Водородът е почти идеален вид гориво, но проблемът е, че се намира на нашата планета само под формата на съединения с други химични елементи. Делът на "чистата" материя в атмосферата е не повече от 0,00005%. Предвид тези реалности става актуален въпросза водородния генератор. Помислете за принципа на работа на такова устройство, неговите конструктивни характеристики, обхват и възможност за самостоятелно производство.

Описание и принцип на работа на водородния генератор

Има няколко метода за извличане на водород от други вещества, ние изброяваме най-често срещаните:

1. Електролизата, тази техника е най-простата и може да се приложи у дома. През воден разтворсъдържаща сол, преминава постоянен електрически ток, под негово влияние възниква реакция, която може да се опише със следното уравнение: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. В този случай примерът е даден за решение на обикновено кухненска сол, което не е по най-добрия начинтъй като отделеният хлор е отровно вещество. Имайте предвид, че водородът, получен по този метод, е най-чистият (около 99,9%).
2. Чрез преминаване на водна пара върху въглищен кокс, нагрят до температура 1000 ° C, при такива условия протича следната реакция: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Производство от метан чрез парен риформинг ( необходимо условиеза реакцията - температура 1000 °C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. Вторият вариант е окисляване на метан: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. В процеса на крекинг (рафиниране на нефт) като страничен продукт се отделя водород. Имайте предвид, че у нас изгарянето на това вещество все още се практикува в някои рафинерии поради липса на необходимото оборудване или достатъчно търсене.

От тези опции последният е най-евтиният, а първият е най-достъпният, именно той е в основата на повечето водородни генератори, включително домакински. Техният принцип на работа е, че в процеса на преминаване на ток през разтвора положителният електрод се привлича отрицателни йони, а електродът с противоположния заряд е положителен, в резултат на което веществото се разделя.

Конструктивни характеристики и разположение на водородния генератор

Ако практически няма проблеми с получаването на водород, тогава неговото транспортиране и съхранение все още остават спешна задача. Молекулите на това вещество са толкова малки, че могат дори да проникнат в метал, което представлява определен риск за безопасността. Абсорбираното съхранение все още не се различава висока рентабилност. Следователно най- най-добрият вариант– генериране на водород непосредствено преди използването му в производствения цикъл.

За тази цел се произвеждат промишлени инсталации за производство на водород. По правило това са електролизатори от мембранен тип. По-долу са дадени опростен дизайн на такова устройство и принципът на работа.

Обозначения:

• A - тръба за отстраняване на хлор (Cl 2).
• B - отстраняване на водорода (Н 2).
• C е анодът, върху който протича следната реакция: 2CL - →CL 2 + 2e -.
• D е катодът, реакцията върху него може да бъде описана със следното уравнение: 2H 2 O + 2e - → H 2 + OH -.
• E - разтвор на вода и натриев хлорид (H 2 O & NaCl).
• F - мембрана;
• G - наситен разтвор на натриев хлорид и образуването сода каустик(NaOH).
• H - отстраняване на саламура и разредена сода каустик.
• I - въвеждане на наситен саламура.
• J - капак.

Дизайнът на домакинските генератори е много по-прост, тъй като повечето от тях не произвеждат чист водород, а газ на Браун. Това е името, дадено на сместа от кислород и водород. Тази опция е най-практичната, тъй като не се изисква отделяне на водород и кислород, възможно е значително да се опрости дизайнът и следователно да се направи по-евтин. Освен това полученият газ се изгаря, докато се произвежда. Поддържането и натрупването му у дома е не само проблематично, но и опасно.

Обозначения:

• а - изпускателна тръба на Браун;
• b - входящ колектор за подаване на вода;
• в - запечатан корпус;
• d - блок от електродни плочи (аноди и катоди), с монтирани изолатори между тях;
• д - вода;
• f - сензор за нивото на водата (свързан към блока за управление);
• g - филтър за разделяне на водата;
• h е захранването, захранвано към електродите;
• i - сензор за налягане (изпраща сигнал към управляващия блок при достигане на прагово ниво);
• j - предпазен клапан;
• k - изход на газ от предпазния клапан.

Характерна особеност на такива устройства е използването на електродни блокове, тъй като не се изисква разделяне на водород и кислород. Това прави генераторите доста компактни.

Приложения на водородния генератор

Поради проблемите, свързани с транспортирането и съхранението на водород, такива устройства са търсени в индустрии, където наличието на този газ изисква технологичен цикъл. Изброяваме основните направления:

1. Производство, свързано със синтеза на хлороводород.
2. Производство на гориво за ракетни двигатели.
3. Създаване на торове.
4. Производство на водороден нитрид (амоняк).
5. Синтез на азотна киселина.
6. В хранително-вкусовата промишленост (за получаване на твърди мазнини от растителни масла).
7. Обработка на метал (заваряване и рязане).
8. Възстановяване на метали.
9. Синтез на метилов алкохол
10. Производство на солна киселина.

Въпреки факта, че производството на водород в процеса на рафиниране на нефт е по-евтино от производството му чрез електролиза, както вече беше споменато по-горе, има трудности с транспортирането на газ. Изграждане опасно химическо производство, директно, до нефтопреработвателните заводи, екологичната ситуация не винаги позволява. Освен това водородът, произведен чрез електролиза, е много по-чист от крекинга на маслото. В тази връзка промишлените водородни генератори винаги са в голямо търсене.

домашна употреба

Има и приложения на водорода в ежедневието. На първо място, това са автономни отоплителни системи. Но ето някои характеристики. Инсталациите с чист водород са значително по-скъпи от газовите генератори на Браун и дори можете да построите последните сами. Но при организиране на отопление на дома трябва да се има предвид, че температурата на горене на газа на Браун е много по-висока от тази на метана, така че е необходим специален котел, който е малко по-скъп от обикновено.

В интернет можете да намерите много статии, които казват, че можете да използвате експлозивен газ конвенционални котли, това е абсолютно невъзможно. В най-добрия случай те бързо ще се провалят, а в най-лошия могат да причинят тъжни или дори трагични последици. За сместа на Браун са предвидени специални дизайни с по-топлоустойчива дюза.

Трябва да се отбележи, че рентабилността на отоплителните системи, базирани на водородни генератори, е силно съмнителна поради ниската ефективност. В такива системи има двойни загуби, първо, в процеса на генериране на газ и второ, когато водата се нагрява в котела. По-евтино е веднага да загреете вода в електрически бойлер за отопление.

Не по-малко противоречиво изпълнение за домашна употреба, при което газът на Браун обогатява бензина горивна системаавтомобилен двигател, за да спестите пари.

Обозначения:

• a - HHO генератор (прието обозначение за Браунов газ);
• b - изход на газ към сушилната камера;
• в - отделение за отстраняване на водни пари;
• d - връщане на кондензата към генератора;
• д - подаване на сух газ към въздушен филтъргоривна система;
• f - автомобилен двигател;
• g - връзка към акумулатора и генератора.

Трябва да се отбележи, че в някои случаи такава система дори работи (ако е сглобена правилно). Но няма да намерите точните параметри, усилването на мощността, процента на спестяване. Тези данни са силно замъглени и тяхната надеждност е под въпрос. Отново въпросът не е ясен колко ще намалее ресурсът на двигателя.

Но търсенето генерира оферти, в интернет можете да намерите подробни чертежи на такива устройства и инструкции за свързването им. Има и готови модели, произведени в страната на изгряващото слънце.

Ние правим най-простия водороден генератор със собствените си ръце стъпка по стъпка

Ще ви кажем как да го направите домашен генераторза получаване на смес от водород и кислород (HNO). Капацитетът му за отопление на къщата не е достатъчен, но за газова горелка за рязане на метал, полученото количество газ ще бъде достатъчно.

Обозначения:

• а - дюза на горелката;
• b - тръби;
• в - водни брави;
• d - вода;
• д - електроди;
• f - запечатан калъф.

На първо място правим електролизатор, за това се нуждаем от запечатан контейнер и електроди. Като последното използваме стоманени плочи (избираме техния размер произволно, в зависимост от желаната производителност), прикрепени към диелектрична основа. Свързваме заедно всички плочи на всеки от електродите.

Когато електродите са готови, те трябва да бъдат фиксирани в резервоара по такъв начин, че точките на свързване на захранващите проводници да са над очакваното ниво на водата. Проводниците от електродите отиват към 12 волтово захранване или акумулатор на автомобил.

В капака на контейнера правим отвор за тръбата за изход на газ. Като водни брави можете да използвате обикновени стъклени буркани с вместимост 1 литър. Напълваме ги на 2/3 с вода и ги свързваме към електролизатора и горелката, както е показано на фигура 8.

По-добре е да вземете готова горелка, тъй като не всеки материал може да издържи температурата на горене на газа на Браун. Свързваме го към изхода на последната водна ключалка.

Напълваме електролизера с вода, към която се добавя обикновена кухненска сол.

Прилагаме напрежение към електродите и проверяваме работата на устройството.

Проблем с изчерпването на наличностите природни ресурсистана по-актуален от всякога. Броят на автомобилите непрекъснато расте, а с него и разходът на масло. Това означава, че ако тази дейност продължи да се увеличава, то скоро всички световни петролни запаси ще бъдат изчерпани. Това е, което подтикна инженерите по целия свят да решат проблема, като изобретят автомобилни двигатели, които могат да работят без да консумират петролни ресурси. Автомобилните двигатели с водородно гориво са алтернатива.

Как се използва водородът

Ако вземем предвид всички съществуващи изисквания за алтернативни горива, тогава водородът е най-оптималният източник на енергия. Когато го получите с вода, можете да се надявате на неговата неизчерпаемост. Освен това водородното гориво не вреди на околната среда.

Вече има малък брой автомобили с водородни двигатели, но все още няма масово производство. Въпреки че това е планирано във времето.

Работата на автомобилен двигател с водородно гориво се основава на реакцията на водните молекули, тоест разделянето им на кислородни и водородни компоненти. В момента въз основа на тази реакция работят две направления:

Водородни двигатели с вътрешно горене

По отношение на това има определени нюанси. По време на работа настъпва нагряване до високи температури и съответно компресиране, което от своя страна кара газа да реагира с всички метални частимеханизъм, както и със смазки. Ако възникне дори малък теч, е възможна контактна реакция с горещ колектор, което води до пожар. За да се гарантира безопасността, се препоръчва използването на ротационен двигател. Тъй като между колекторите има известно разстояние.

Принципите на работа на системата за запалване в автомобилните двигатели с водородно гориво също претърпяват някои промени. Между работата на автомобилен двигател с вътрешен типизгаряне и работата на електродвигател, базиран на водородни компоненти, има разлика в ефективността. Но всички недостатъци е напълно възможно да бъдат коригирани в бъдеще, тъй като това е ново изобретение.

Устройства, захранвани от водородни батерии

Работата на такива устройства се основава на свойствата на електромагнитната индукция. Този принцип се използва и при работата на оловни батерии. Процентът на ефективност е 45.

Да се ​​извърши преминаването през структурата на мембраната под силата на протоните. Тази мембрана разделя зарядите на електродите. По този начин водородът се подава към анода, а кислородът, от своя страна, към катода. Протоните, преминаващи през мембранната структура, се движат към катода, което води до реакция. Впоследствие се образуват течност и електрически ток. Електричеството преминава през проводниците към електрическия мотор и по този начин захранва двигателя на автомобила.

Направи си сам водороден двигател

Генератор

За да проектирате мощен автомобилен двигател, задвижван с водород, трябва да започнете с генератор. По този начин се получава контейнер, който е напълно запечатан, с течност и електроди, потопени в него прост генератор. Това устройство изисква 12V захранване, за да работи.

Смес от водород и кислород се отстранява чрез специален фитинг, който се намира на капака домашен дизайн. Това е основата за работата на генератор за двигател с водородно гориво.

Пълната работа на системата не е възможна без специално задвижване и батерия. Под кутията можете да вземете воден филтър или да закупите специална инсталация. Специалната инсталация има едно значително предимство, те са оборудвани с електроди, които имат висока производителност.

Няма големи трудности при образуването на желания газ - всичко е съвсем просто. Трудностите са свързани с количеството газ, доста е трудно да се произведе в точното количество. Можете да увеличите степента на ефективност поради медни електроди. Използват се и електроди от неръждаема стомана, но те са по-малко продуктивни.

Ще ви трябва и електронен блок, който стабилизира текущото захранване, тъй като има различна сила. За нормални условияРеакцията изисква постоянно ниво на водата в резервоара. Така че си струва да се направи автоматично подаванетечности. Поради интензивността на реакцията на електролиза, солта се отделя в достатъчно количество.

Важно! Трябва да се отбележи, че протичането на реакцията на електролиза е възможно само в дестилирана вода.

За мотор с водородно гориво се приготвя специална вода в количество от 10 литра, към която се добавя хидроксид в количество от 50 грама.

Устройство на водороден двигател

За да работите с двигателя на водородно гориво, ще ви трябват резервни резервоари и изпускателна система. Освен това трябва да се монтира специално устройство за контрол на нивото на течността.

Съвет! За да избегнете фалшива реакция, трябва да го инсталирате вътре в кутията. Сензорът ще дава командни импулси, които ще осигурят автоматично презареждане.

Значениеима сензор за налягане. Включването му става при марка от 40 psi. В момента, когато налягането се повиши и достигне 45 psi, изпомпването се изключва. Ако налягането надвиши маркировката от 50 psi, инсталираният предпазител се активира.

За монтаж на автомобилен двигател с водороден тип гориво се използва предпазител, състоящ се от клапан, предназначен за аварийно изпомпване и диск за разкъсване. Разкъсващият диск се активира, когато налягането достигне 60 psi. Топлината се отстранява с помощта на студена свещ.

Електрическа част

Регулирането на честотата и ширината на импулса в двигателя с водородно гориво се извършва от брояч, работещ на принципа на генератор на импулсен план.

Платката на двигателя е оборудвана с два импулсни енкодера. Средният трябва да бъде оборудван с голям кондензатор. Роботът на втория започва с изхода от контакт №3.

Последният изход, разположен на измервателния уред, е свързан към превключватели с съпротивление от 220 и 820 ома. Увеличаването на тока до необходимото ниво се дължи на транзистора. Цялата отговорност за защитата е на диода 1N4007. Това ви позволява да придадете стабилност на процесите на системата.

Водородни автомобили

За хората, които се интересуват дълбоко от идеята за автомобили с водородно гориво или хибридни двигатели, лидерите на автомобилния пазар могат да предложат някои опции за автомобили, които работят по подобни схеми. В тази област такива концерни като Daimler, Honda, Shanghai, VW забележимо постигнаха успех. Те пуснаха на пазара автомобили с водородно гориво, които представляваха работата на техните инженери.

Работата на това превозно средство се основава на водородна система. Той е в състояние да достигне скорост от 160 км/ч. Едно пълнене с водород е достатъчно, за да може автомобилът да измине разстояние от 500 км. Обемът на резервоара ви позволява да напълните 5 килограма водород във втечнена форма. Всеки ден интересът на автомобилистите към този модел автомобил нараства.

Този автомобил принадлежи към серията B-class и е оборудван с електродвигател с водородно гориво, което увеличава мощността му със 115 к.с. Едно зареждане е достатъчно, за да може автомобилът да измине разстояние от 400 километра. В момента автомобилът Mercedes F-Cell не зарадва обществеността с външния си вид и сега инженерите работят за подобряването му.

Това е друг представител на линията "седем" на автомобилния производител на BMW. Има хибриден ICE. Източниците на енергия са водород и бензин. Водородният двигател на водородната система принуди своите изобретатели да прекарат около 20 години в създаването му. Този автомобил ускорява скоростомера от 100 км/ч само за 9,5 секунди.

Заключение

Притеснения на световното общество възможен външен виднедостиг на петролни запаси доведе до търсене на нови технологични решениякоето би било достойна алтернатива. Така възниква идеята за разработване на автомобилен двигател, който може да работи с водородно гориво. Засега не е успял да постигне широко разпространение, но интересът към подобна новост нараства всеки ден с положителна динамика.

Водородни горивни клетки. Как се прави:

Науката познава само едно абсолютно чисто гориво - водород, който се използва в космическата индустрия. В процеса на изгаряне на водород се образуват съединения с кислород, тоест вода. Запасите от това гориво са неизчерпаеми, тъй като то, заедно с хелия, е основният „строителен материал“ във Вселената.

Днес ще говорим за водородни генератори, които придобиват в последните временанарастващата популярност поради достъпна цена и екологичност.

Отличителни характеристики на водородното отопление

Този тип отопление се основава на производството на огромно количество топлинна енергия в резултат на контакта на кислород и водородни молекули. Показателно е, че единственият страничен продукт в този случай е дестилираната вода. И за да се приложи този принцип на практика, бяха извършени много разработки за създаване на водороден отоплителен котел ( говорим сиотносно индустриалните модели).

Такива устройства се различават по габаритни размери и следователно е необходимо много място за инсталиране. И ефективността на такива котли не беше най-високата - около 80 процента. Но оттогава устройството е усъвършенствано многократно и в резултат получихме котел за отопление на дома, който работи на този принцип. За нормалното му функциониране е необходимо да се спазват само няколко важни условия.

• Наличие на постоянно захранване. Генераторите се основават на реакцията на електролиза, която, както знаете, е невъзможна без електричество.
• Постоянна връзка с водоизточник. Често за това се използва водоснабдяване, въпреки че специфичната консумация на устройството зависи, разбира се, от неговата мощност.
• Катализаторът трябва да се сменя редовно. Честотата на тази подмяна зависи, подобно на предишния индикатор, от мощността, както и от характеристиките на конкретен модел.

И ако сравним водородното оборудване, например, с газовото оборудване, то е по-малко взискателно по отношение на безопасността. И работата е там, че реакциите се формират и протичат изключително вътре в генератора. От човек, както и от потребител, е необходим само визуален контрол върху основните индикатори.

Устройство за генератор на водород

И сега нека разгледаме по-отблизо водородната опция за отопление на къща. И неговата същност, както вече беше отбелязано, е да произвежда H2O, тази опция заслужава да се счита за алтернатива на природния газ. Показателно е, че средната температура на горене в този случай може да достигне 3 хиляди градуса, така че ще трябва да използвате специален водородна горелкав отоплителната система. Това се обяснява с факта, че само такава горелка е в състояние да издържи толкова значително нагряване.

Има няколко компонента, които съставляват отоплението от водороден тип, нека се запознаем с тях.

• горелка, спомената по-горе. Това е необходимо за една проста цел - да се създаде открит пламък.
• Генератор на водород - той ще обработва сместа, като разгражда водата на молекулни съставки. И за да се оптимизира една химическа реакция, в нейния процес могат да се използват катализатори.
• Всъщност бойлерът. Тук той служи като вид топлообменник. Самата горелка е монтирана горивна камера, поради което топлоносителят в системата се нагрява до необходимата температура.

Забележка! За тези, които планират да произвеждат водородни генератори, напомняме, че за това те ще трябва да подобрят съществуващото оборудване по схемата, посочена по-рано. Но такива домашно направено оборудванепо-икономичен от своите "магазинни колеги", закупени за много пари.

Сили на нагряване с водород

Положителните качества, които има отоплението с водород са многобройни. Това обяснява толкова значителна популярност на системата.

• Отличната ефективност, с която се характеризира, може да достигне 96 процента.
• Екологичност. Това се обяснява с факта, че единственият страничен продукт, отпадъкът, така да се каже, е чистата вода, произведена в газообразно състояние. А водната пара, както знаете, не отрицателно въздействиевърху околната среда.
• Не е необходим пламък, за да функционира във водородна система. Топлинната енергия се появява в резултат на каталитични химични реакции. Комбинирайки се с въздуха, водородът образува вода, което е придружено от външния вид Голям бройенергия. Топлинният поток (и температурата му достига 40 градуса) се подава в топлообменника. Съвсем очевидно е, че това е най-оптималният вариант за система "топъл под".

Слаби страни

След като се запознаем с предимствата, преминаваме към недостатъците нагряване с водород.

• Въпреки факта, че в по-напредналите страни този метод на отопление е изключително популярен, у нас все още не му е обърнато необходимото внимание. Ето защо придобиването и инсталирането на това оборудване е толкова проблематично и изпълнено с редица трудности.
• Среден стайна температураводи до факта, че водородът придобива газообразно състояние. Освен това това вещество е експлозивно и следователно го транспортира, особено на дълги разстояния, много трудно.
• Цилиндърите, съдържащи водород, трябва да бъдат сертифицирани от съответните специалисти, чието обучение отнема много време.

Как да инсталирате водороден котел?

В момента много хора предпочитат самостоятелно да произвеждат водородни генератори за своите отоплителни системи. И това не е изненадващо, защото "магазинните" колеги не само са много скъпи, но и нямат твърде много висока ефективност. Но ако това устройство е направено ръчно, тогава неговата ефективност ще бъде с порядък по-висока.

Има няколко варианта как да сглобите генератор, който работи на водород. Но във всеки случай, за да го направите у дома, ще ви трябва следното разходни материали.

• 12 волтово захранване.
• Няколко тръби, изработени от неръждаема стомана с различни диаметри.
• Резервоарът, в който ще бъде разположена конструкцията.
• PWM контролер. Важно е мощността му да е поне 30 ампера.

Това са основните компоненти, от които обикновено се състоят домашно приготвените водородни генератори. Освен това не забравяйте за резервоара за дестилирана вода - неговото присъствие също е задължително. Водата трябва да се подава към запечатана конструкция с диалектика вътре. В същия дизайн ще има комплект от плочи от неръждаема стомана, съседни една до друга посредством изолационен материал. Важно е напрежението от 12 волта да бъде приложено към тези плочи. Ако всичко е направено правилно, тогава когато се приложи напрежение, водата ще се разложи на 2 газообразни елемента.

Забележка! По-ефективно в това отношение е използването постоянен ток(трябва да има специфична честота), произведена от генератор тип PWM. В този случай импулсният ток (или променлив) ще бъде заменен с постоянен. В резултат на това ефективността на оборудването ще се увеличи значително.

Каква вода да използвате - дестилирана или чешмяна?

Тук няма нищо сложно. Течността от чешмата може да се използва, но само ако не съдържа примеси от тежки метали. Но за да работи оборудването по-ефективно, все пак е по-добре да използвате дестилирана вода, като към нея добавите малко количество натриев хидроксид. Съотношението в този случай трябва да бъде както следва: една супена лъжица хидроксид на всеки десет литра вода.

Какъв вид метал трябва да се използва?

Този въпрос е спорен. Така че в много - включително и много авторитетни - източници се казва, че за нагряване на водород трябва да се използват само редки метали. В действителност това не е съвсем вярно, тъй като може да се използва и неръждаема стомана, както вече обсъдихме по-горе. Въпреки че в идеалния случай трябва да бъде феримагнитна стомана. Тя се различава по това, че не привлича частици от ненужни отломки. Също така отбелязваме, че при избора на метал е по-добре да се съсредоточите върху „неръждаемата стомана“, която не е обект на процеса на окисляване.

Както можете да видите, изграждането на водороден котел не е толкова трудно, колкото изглежда. Необходимо е само да изберете правилните консумативи и внимателно да проучите схемата отоплителна системаот този тип. След като инсталирате всичко необходимото оборудване, проверете дали наистина е висококачествен и достатъчно ефективен.

Видео - Изработка на водороден генератор

За закона за запазване на енергията

Този закон казва, че всичко в света е взаимосвързано: ако е тръгнало някъде, тогава определено ще пристигне някъде. И за да може да се получи газ чрез електролиза, определено количество електрическа енергия все пак ще трябва да се изразходва. А енергията, както знаете, се получава главно в резултат на създаването на топлина по време на изгарянето на други видове гориво. И дори да вземем чистата енергия, необходима за генериране на електроенергия, и тази, която дава водород след изгаряне, загубите ще бъдат двойни (поне!) Дори и при най-модерното оборудване. Оказва се, че 1/2 от средствата просто се хвърлят на вятъра. Освен това това са само оперативни разходи, а цената на оборудването, което, както беше отбелязано, не е евтино, не се взема предвид. Помислете например за водородни генератори.

Ако вярвате на изследването, проведено в Америка, тогава цената на един килограм водород (или по-скоро цената на неговото създаване) е равна на:

• $6,5 при използване на индустриална електрическа мрежа;
• 9 долара за работа на вятърни генератори;
• 20 долара при използване на соларни уреди;
• $2,2 при използване на твърдо гориво;
• 5,5 долара, ако веществото е произведено от биомаса;
• $2,3 за високотемпературна електролиза, извършена в атомна електроцентрала (най-много евтин начин, но най-далече от нормалната домашна употреба).

Забележка! Дори и най-модерният генератор тип домакинствоще бъде значително по-нисък във всички отношения на подобен промишлено устройство. Следователно, с оглед на описаните цени, не може да се каже, че водородът може сериозно да се конкурира с природния газ. Същото важи и за електричеството, дизела и дори термопомпите.

Перспективи за енергия, използваща водород

А сега нека се опитаме да разберем дали наистина има шансове за намаляване на цената на чистия водород. Веднага направете резервация, че има всички шансове за това. На първо място, това включва технологията за получаване на евтина електроенергия с помощта на възобновяеми източници. Освен това в каталитичния процес могат да се използват по-евтини химически катализатори. Между другото, те съществуват от дълго време и се използват във водородни клетки за гориво (говорим за автомобили). Въпреки че тук отново се натъкнахме на твърде високата им цена.

Но технологиите непрекъснато се подобряват, науката не стои на едно място. В един прекрасен момент маслото все пак ще свърши и хората ще трябва да преминат към друг, алтернативен източник на енергия. Но в момента и, може би, през следващите десетилетия, можем да кажем с увереност: енергията, използваща водород, сама по себе си все още е нерентабилна. Изключенията включват само случаите, когато водородът е страничен продукт от всякакви други технически процеси. Разбира се, възможни са и различни програми за подпомагане и развитие на водородната енергия, но това изисква помощта на големи корпорации и, разбира се, на държавата.

Като заключение

Трудно е да се каже какъв вид енергия ще стане основна в бъдеще – водород, ядрен синтез, използване на гравитацията и т.н. Но експертите уверяват, че първите електролизни реактори, способни да се конкурират със съвременните ядрени, ще се появят поне след двадесет до тридесет години. Някои като цяло са скептични по отношение на това. Но истинските професионалисти смятат, че водородните генератори скоро ще бъдат обект висока технология, а не домашно приготвени от импровизирани средства, които описахме по-горе. Това е всичко, топли зими за вас!

Водород (H2), "генериращ вода" - най-разпространеният елемент на Вселената. Според учените той представлява почти 90% от всички атоми във Вселената. Водородът, който осигурява енергия на нашето Слънце в хода на реакция на термоядрен синтез, може да служи като отлично гориво на Земята. Това е единственото абсолютно безвредно, екологично чисто гориво: когато газът се изгаря, той влиза в химическа реакция с кислород, а дестилираната вода е продукт на горенето. Водородният е идеално гориво във всяко едно отношение, което е идеално и за отопление на дома. Освен това конвенционалният газов котел може да бъде превърнат във водороден котел, като се направят само малки промени в неговия дизайн. Един проблем: въпреки разпространението на водорода (самите ние сме половината от него), той почти никога не се среща в чист вид на нашата планета. AT открита продажбатози газ не е наличен, откъде може да се стигне до него? Интернет ни дава ясен и точен отговор: купете или сглобете водороден генератор за отопление на дома.

Технологии за производство на чист водород

Има много технологии за производство на водород. Ще споменем само тези, които са практическа употребаизвън стените на лабораториите:

• Химическа реакциявода с метали. Горивото е вода, реактивът е алуминиево-галиева сплав. 150 кг горивни клетки са достатъчни за изминаване на 500 км с "водородна кола", след което металът трябва да бъде отстранен и изпратен за възстановяване, което изисква излагане на високи температури.
• Преобразуване природен газ, газификация на въглища, пиролиза на дърва. При нагряване над 1000 ºС може да се получи чист водород от въглеводороди за отопление на дома.
• Водна електролиза. Високотемпературната електролиза е по-ефективна.
• Производство на водород от биомаса. Суровината може да бъде оборски тор, сено, трева, водорасли и други селскостопански отпадъци. Биогазът може да съдържа от 2 до 12% водород.
• "Боклук" водород се получава от битови отпадъци, подлагайки ги на термично разлагане.

Домашни водородни генератори

Както може да се види от предишния раздел, повечето технологични процесиза промишленото производство на водород са свързани с излагане на високи температури, което е проблематично у дома. Помислете за водородни отоплителни инсталации, налични в частния сектор:

Водород от оборски тор

Инсталации за биогаз, от които има много Западна Европазапочват да се появяват сред местните фермери. Занаятчийски биогазови реактори, които са описани в интернет с "луди ръце", не се различават нито по производителност, нито по стабилност на генериране. Ефективни са само доста сложни и скъпи инсталации, при условие че суровините им се доставят постоянно. Това е нереалистично да се приложи в малка частна ферма, но е възможно в силна ферма. Водородът е само страничен продукт от производството на биогаз и обикновено не се отделя чрез изгаряне с метан. Но ако е необходимо, H2 може да бъде отделен.

електрическа схемаинсталация за биогаз. За да бъде интензивен процесът на генериране на горими газове, суровините се ферментират и периодично се смесват.

Водород от вода

Електролизна водородна инсталация за отопление на дома е единственото налично решение в момента за частен дом. Електролизерът е компактен, лесен за поддръжка, може да се монтира малка стая. Суровини за производство на гориво - чешмяна вода. Има редица известни производители, които предлагат подобни домашни водородни генератори за отопление на дома и зареждане на автомобили. Например, от 2003 г. насам Honda произвежда Home Energy Station, днес третото поколение вече е в продажба. HES III е оборудван със слънчеви панели и може да се монтира в гараж или на открито.

Home Energy Station е много скъпа инсталация, способна да произвежда до 2 m2 водород на час от природен газ или водна електролиза. Станцията се състои от реформатор, горивни клетки, пречиствателна система, компресор и резервоар за съхранение на газ. Електричеството може да идва от мрежата или да се генерира от слънчеви панели

В допълнение към „марковото“ оборудване, което, между другото, никой официално не доставя в страните от ОНД, днес широко се рекламират генератори H2, произведени от наши приятели в Поднебесната империя или таджикски колеги в домашните гаражи. Нивото на качество и производителност са различни, от никакво до условно приемливо. Продавачите на такова оборудване, за разлика от повече или по-малко честните японци, които не обещават манна небесна, използват "мръсни" рекламни технологии, като откровено заблуждават потенциалните купувачи относно характеристиките на оборудването си, което се продава на завишени цени.

Полузанаятчийска фабрика за производство на водород

Направи си сам водородно отопление, което предвижда независимо производствоелектролизатор. Това е възможно и дори не е много трудно, ако домашният майстор познава основите на електротехниката и ръцете му растат от мястото, където трябва да бъдат. Колко ефективно и безопасно е отделен въпрос.

Друг проблем е, че получаването на гориво е само част от задачата. Необходимо е да се осигури генерирането му в необходими обеми, отделно от кислорода и водните пари, създават резерв, осигуряват постоянно налягане при подаване към топлогенератора.

Колко е килограм водород

Средната цена на 1 кг водород, в зависимост от технологията на неговото производство, според лабораторията INEEL, е както следва:

• Химическа реакция - 700 рубли при стандартен методвъзстановяване на реагент и 320 - при използване на ядрена енергия.
• Електролиза от индустриална мрежа - 420 рубли. Данните са валидни за "собствени", балансирани електролизери. Занаятчийски продукт има очевидно по-ниски показатели.
• Производство от биомаса - 350 рубли.
• Преобразуване на въглеводороди - 200 рубли.
• Високотемпературна електролиза в атомни електроцентрали - 130 рубли.

Тези цифри показват, че най-евтиният начин за производство на водород е в атомните електроцентрали, където е важен ресурс топлина, е страничен продукт от основното производство. Водородната енергия от възобновяеми източници също не се изплаща поради висока ценаоборудване. Но какво да кажем за водородното отопление у дома на базата на компактна инсталация? Трябва да разберете, че законът за запазване на енергията не може да бъде заобиколен. За да се изолира H2 в електролизатора, ще трябва да се изразходва определено количество електрическа енергия. За да се получи, изкопаемите горива са били изгаряни в ТЕЦ или енергията е била генерирана от водноелектрическата централа. След това електричеството се предаваше по проводници. На всички етапи от процеса възникват неизбежни загуби и количеството потенциална топлинна енергия, получена в края, ще бъде априори по-ниско, отколкото в началото.

Изгодно ли е да се отоплява къща с водород

Продавачите на компактни водородни генератори убеждават купувачите в изключителната евтиност на отоплението на къща с водород. Твърди се, че е дори по-изгодно от отоплението на газ. Казват, че водата, която се налива в инсталацията, не струва нищо, за останалите разходи мълчат. Подобни обещания имат магически ефект върху някои наши съграждани, които обичат безплатните. Но нека не бъдем като Пинокио ​​и преди да влезем в Страната на глупаците, нека разберем колко всъщност струва отоплението с водород у дома.

Средната продажна цена на природния газ за населението за нуждите от отопление и за производство на електроенергия е 4,76 рубли/m3. 1 м3 съдържа 0,712 кг. Съответно 1 кг природен газ струва 6,68 рубли. Средната калоричност на природния газ е 50 000 kJ/kg. Водородът е много по-висок, 140 000 kJ/kg. Тоест, за да се получи количество топлинна енергия, равно на това, генерирано от изгарянето на 1 kg водород, ще са необходими 2,8 kg природен газ. Цената му е 13,32 рубли. Сега нека сравним цената на топлинната енергия, получена от изгарянето на 1 кг водород, получен в добър заводски електролизатор и от 2,8 кг природен газ: 420 рубли срещу 13,32. Разликата е наистина чудовищна, 31,5 пъти! Дори в сравнение с най-скъпото от традиционните видове отопление - електрическо, водородното дори не може да се конкурира много, струва 4 пъти повече! Електричеството, което ще бъде изразходвано за работата на електролизера, е най-добре да се използва за работата на отоплителни електрически уреди, ще бъде по-безполезно от пример.

Що се отнася до перспективите за водородната енергия, те са, но успехът е свързан с обещание индустриални технологиикоито все още не са измислени. Домашните водородни генератори и водородните автомобили са очевидно нерентабилни поне през следващите десетилетия. Тяхното много ограничено използване в някои страни е възможно само благодарение на сериозни държавни субсидии в рамките на експериментални екологични програми.

Memento mori - няколко думи за безопасността

Водородът е запалим експлозивен газ. В същото време е без мирис, невъзможно е да се определи изтичането му без специално оборудване. боравене така опасна гледкагоривото изисква специални мерки за безопасност. Необходимо е периодично да се проверява херметичността на тръбопроводите, резервоарите за съхранение, изправността спирателни клапани. Генераторът H2 не е толкова просто устройство, колкото може да изглежда от кратки видеоклипове. Това е потенциална бомба, която може да разруши къщата ви. Преобразуването на газов котел за отопление на водороден котел със собствените си ръце също е опасно.

Домашно направен водороден котел за отопление, някак преустроен от стар на дърва и водороден генератор за отопление на къща, сглобен на коляно и несигурен. Авторите на видеото говорят за изключителната ефективност на инсталацията, без да назовават никакви цифри и да предлагат да поръчате подобен на разумна цена от тях.

Развенчаване на митовете за ефективността на водородните котли

Ако икономическите изчисления не ви убедиха и все пак решите да експериментирате с темата за водородно отопление на загуба, силно препоръчваме да не се занимавате с любителски дейности, а да поканите специалисти с опит в тази област на дейност. Впрочем у нас са много малко такива.