Как своими руками собрать водородный генератор: рекомендации по изготовлению

Эко-энергия

В последние десятилетия человечество стало считать наиболее доступным и экологичным топливом природный газ. Но хорошей альтернативой ему является водород, который получают в процессе электролиза. Требуемую для производства данного газа воду мы получаем практически бесплатно. Если еще своими силам соорудить эффективный генератор для ее расщепления, то экономия будет более существенной. Но это сложная задача, поэтому пока не удается создать максимально эффективный агрегат.

С помощью этой статьи мы хотим предоставить вам ценную информацию по поводу самостоятельной сборки данного аппарата. Ознакомившись с данным материалом, вы сможете гарантированно сделать своими руками уникальную и безотказную установку для извлечения водорода из воды. Благодаря этому можно будет решить проблему с твердотопливным отоплением, если ваш дом не подключен к системе газоснабжения.

Способ извлечения водорода из H₂O

На школьных уроках химии практически все делали опыты, связанные с извлечением водорода из воды. В этой науке существует понятие – электролиз. Благодаря этому процессу удается получать из воды водород. Кроме того, с его помощью изготавливают различные сплавы и более чистые металлы.

В простом варианте генератор водорода – это резервуар с водой, в которую помещены два пластинчатых электрода. К ним подается электричество. Вода хорошо проводит электроток, поэтому между этими пластинами образуется контакт с небольшим сопротивлением. В процессе прохождения электричества сквозь воду из неё выделяется водород.

Вроде бы всё достаточно просто, поэтому остаётся только собрать и отвести водород к котлу отопления. Но выделенный водород может соединиться с кислородом, в итоге получится взрывоопасная смесь (при достижении определенной степени концентрации). Это один из основных недостатков данной технологии извлечения водорода из воды.

Как своими руками собрать водородный генератор: рекомендации по изготовлению

Конструкция водородного генератора

Собирают генераторы водорода чаще с помощью известной всем схемы Брауна. Данный аппарат состоит из группы ячеек, в каждой из них предусмотрены пластинчатые электроды. Производительность аппарата определяется суммарной площадью каждого электрода.

Ячейки надежно изолируют от внешней среды, после чего их опускают в ёмкость. На корпус емкости выводят патрубки для отвода газообразного водорода, а также устанавливают разъем для подключения электропитания.

В этой схеме еще предусмотрены водяной затвор и обратный клапан. Данные элементы позволяют защитить аппарат от обратного тока газообразного водорода. Данная установка теоретически подходит для обеспечения горючим автономной системы отопления.

Как своими руками собрать водородный генератор: рекомендации по изготовлению

Автономное водородное отопление

Соорудить генератор водорода для обеспечения горючим котел отопления частного дома – не очень рентабельное решение. Генерация водорода требует большое количество электроэнергии, поэтому нужны деньги. Стоимость электричества постоянно растет, это делает данный способ неэффективным.

Тем не менее, многие стараются создать малозатратный водородный генератор. Практически каждый день появляются новые решения в этой области. Ознакомиться с ними можно на различных тематических ресурсах, форумах и т.д.

Для сборки агрегата нужно:

  1. Подготовить герметичную и очень надёжная ёмкость.
  2. Сделать прочные трубчатые или пластинчатые электроды.
  3. Собрать безотказный блок управления напряжением и током.
  4. Сделать дополнительные модули для эффективной работы аппарата.
  5. Подобрать необходимые шланги, провода и элементы крепления.

Для сборки потребуются также инструменты, в том числе специальное оборудование. К примеру, нужен будут частотомер. После подготовки всего необходимого, можно браться за сборку водородного агрегата для обогрева частного дома. При этом нужно соблюдать все пункты технологии сборки, иначе вы изготовите аппарат сомнительного качества.

Самостоятельное изготовление водородного генератора

Первым делом требуется собрать ячейку для эффективного электролиза. По размерам она должна быть немного меньше внутренних размеров емкости установки. Высотой этот блок должен быть примерно 2/3 высоты резервуара агрегата (должен находится постоянно в воде).

Данную ячейку можно изготовить с помощью текстолита или оргстекла (толщиной 5-7 мм). Из этих материалов вырезают пять пластин нужного размера. После чего их качественно склеивают эпоксидным клеем в прямоугольник, при этом нижняя часть короба должна быть открытой.

Как своими руками собрать водородный генератор: рекомендации по изготовлению

В верхней части короба проделают необходимо количество отверстий для вывода хвостовиков электродов, одно отверстие делают для датчика уровня воды и еще одно (10-15 мм) для отвода водорода к точке (точкам) потребления.

Затем в короб устанавливают пластины электродов, контакты которых выводят в отверстия. Потом устанавливают датчик уровня воды на отметке 80% заполнения ячейки. Далее все переходы в пластине (кроме отвода газа) заливают диэлектрическим клеем.

После чего в отверстие для отвода газообразного водорода устанавливают штуцер (используют уплотнители или клей). Готовую ячейку генератора устанавливают внутри его корпуса, после чего верх установки хорошо герметизируют (можно также использовать эпоксидную смолу).

Но перед размещением ячейки в генераторе требуется:

  • сделать подвод для подачи воды к дну резервуара;
  • изготовить верхнюю герметичную крышку с элементами крепления;
  • подобрать качественный материал для уплотнения соединений;
  • закрепить на крышке агрегата клеммник;
  • установить на крышке водородный коллектор.

В итоге получится частично готовый к эксплуатации агрегат, после чего необходимо:

  1. Генерирующую ячейку разместить внутри емкости.
  2. Электроды подсоединить к разъему крышки.
  3. Штуцер для отвода водорода подключить к коллектору.
  4. Крышку надеть на резервуар и хорошо закрепить.

После чего нужно подключить к агрегату воду и подсоединить к нему остальные модули. Только после этого можно проверять работу генератора.

Дополнительные модули

Самодельный аппарат необходимо оснастить вспомогательными модулями. К примеру, модулем подачи воды, к которому должен подключаться датчик уровня воды. Проще говоря датчик должен включать и выключать насос, когда это требуется. Это позволит устройству бесперебойно работать.

В простом варианте данный модуль состоит из электронасоса и контроллера. Последний элемент управляет помпой за счет сигналов датчика, который подает их в соответствие с уровнем заполнения водой топливной ячейки.

Нужно также установить устройство для регулировки частоты электротока и напряжения, чтобы топливная ячейка работала в требуемом режиме. В конструкции электрического модуля необходимо предусмотреть: стабилизатор напряжения и приборы защиты от перегрузки. Благодаря этому рабочие электрические элементы прослужат дольше.

Как своими руками собрать водородный генератор: рекомендации по изготовлению

В простом варианте водородный коллектор – это трубка, оснащенная вентилем, манометром и обратным клапаном. От него извлеченный из воды газообразный водород отводится через обратный клапан, поэтому его фактически сразу же можно подавать к котлу отопления.

В действительности всё намного сложнее. Водород – взрывоопасный газ, поэтому сразу же подавать его к прибору отопления нельзя.

После подключения необходимого дополнительного оборудования и проверки работы аппарата, можно подсоединять его к приборам отопления и запускать в постоянную эксплуатацию.

Критерии качества установки

Соорудить самостоятельно качественный производительный аппарат очень сложно. Часто под рукой не всегда имеется требуемый для изготовления электродных пластин металл. Срок службы электродов зависит от типа используемого в них металла. Можно воспользоваться простой нержавейкой, но рабочие элементы из нее прослужат недолго.

Как своими руками собрать водородный генератор: рекомендации по изготовлению

Большое значение имеют размеры и основные технические параметры установки. Нужно точно рассчитать габариты всех элементов, мощность устройства, требуемый объем воды и другие параметры.

Например, если зазор между электродами будет больше, то генератор не будет нормально работать (его мощность будет в разы меньше расчетной). В результате электричество будет использоваться неэффективно, соответственно и деньги будут уходить на ветер.

Сечение проводов для соединения рабочие элементов с питающей электросетью тоже имеет большое значение. Это относится к безопасности аппарата, но это тоже требуется учитывать в ходе его сборки.

Для безопасной эксплуатации агрегата необходимо обязательно предусмотреть в его конструкции водяной затвор, чтобы водород обратно не поступал в резервуар аппарата. В результате смешения водорода с кислородом образуется опасная гремучая смесь, возгорание которой часто приводит к печальным последствиям (к взрыву, пожару, травмированию людей или к их смерти).

Генератор заводского изготовления

В плане заводского производства технологии сборки бытовых генераторов водорода тоже постоянно улучшаются. Например, сегодня выпускают бытовые агрегаты мощностью не более 1 кВт. Данные установки позволяют обеспечить топливом небольшие котлы отопления.

Также выпускают аппараты для использования в составе кондоминиумов. Эти мощные генераторы (5-7 кВт) предназначены для отопления зданий и генерации электроэнергии. Комбинированный вариант с каждым годом становиться все более востребованным во многих странах. Данные агрегаты отличаются повышенным КПД и меньшим количеством выброса CO2.

Предприятия РФ сегодня тоже производят данное оборудования. К примеру, «Норильский никель» взялся за изготовление водородных аппаратов (включая бытовые). Это делает компанию перспективной на многие годы.

Планируются применение следующих рабочих элементов:

  • протонно-обменных мембранных;
  • ортофосфорно-кислотных;
  • протонно-обменных метанольных;
  • щелочных;
  • твердотельных оксидных.

Электролиз – это обратимый процесс, поэтому с его помощью можно нагревать воду без выделения и сжигания водорода. Этот факт позволяет разработать новые технологии в плане горячего водоснабжения и отопления зданий.

Как своими руками собрать водородный генератор: рекомендации по изготовлению

Выводы

Бытовые водородные установки, собранные своими руками пока что не очень эффективны. Достаточно посмотреть на предложенные любителями варианты в глобальной сети. Поэтому остаётся надеяться на науку и промышленность, думаем уже очень скоро появятся недорогие и мощные аппараты для выделения водорода из обычной воды. Это позволит человечеству решить глобальную проблему с поиском безопасного источника энергии. Благодаря этому можно будет с оптимизмом смотреть в ближайшее будущее.

Нашей стране тоже необходимо думать об этом, так как со временем наши запасы природного газа и нефти закончатся, а это серьезно ударит по нашей сырьевой модели экономики. Об этом руководство страны должны всегда думать.

Оцените статью
Добавить комментарий