Как сделать по схеме сухой генератор водорода своими руками

Что потребуется для создания генератора водорода

Если рассмотреть детально, то генератор водорода – простейший прибор. Да и водород – это элемент, присутствующий практически повсеместно. Наиболее простым вариантом его выделения будет использование воды, в состав которой он входит.

Для того чтобы собрать генератор водорода, понадобится:

• две стеклянных бутылки с широким горлышком и крышками большого диаметра;
• провода;
• очищенная медная жила;
• 20 саморезов;
• медицинская капельница;
• две деревянных тонких рейки.

ДВС на водородном топливе

В течении многих лет идут поиски возможности приспособить двигатели внутреннего сгорания Для полной или гибридной работы на водородном топливе. В Англии ещё в первой половине 40-ых годов девятнадцатого века запатентовали двигатель, который работает на воздушно-водородной смеси. Концерн «Цеппелин» в начале 20 века в качестве движущей установки собственных знаменитых дирижаблей использовал двигатели внутреннего сгорания, которые работают на водороде.

Формированию водородной энергетики способствовал и мировой энергетический кризис, разразившийся в 70 годах прошлого столетия. Однако с его завершением водородные резервные электростанции быстро были забыты. И это не обращая внимания на множество положительных качеств если сравнивать с традиционным топливом:

• совершенная возгораемость топливной смеси на основе воздуха и водорода, что предоставляет шанс лёгкого пуска мотора при любой температуре воздуха;
• большое тепловыделение при горении газа;
• безусловная безопасность в экологическом плане – отработавшие газы превращаются в воду;
• выше в 4 раза скорость сгорания если сравнивать с бензиновой смесью;
• способность смеси работать без детонации при большой степени сжатия.

Ключевой технической основой, являющейся непреодолимой преградой в применении водорода в качестве топлива машин стала невозможность поместить большое количество газа на транспортном средстве. Размер топливного бачка для водорода будет сравним с параметрами самого автомобиля. Большая взрывоопасность газа должна вычеркивать возможность малейшей утечки. В жидком виде нужна криогенная установка. Данный вариант также мало осуществим на автомобиле.

Достоинства и недостатки отопления на водороде

1. Одним из самых очевидных плюсов можно считать нескончаемое количество топлива , так как им служит вода. Отпадает необходимость в добыче угля, дров или другого природного ресурса для получения тепла. Низкий расход электрической энергии
2. Низкий расход электричества . Для примера устройство, мощность которого 40 кВт, расходует 0,44 кВт в час, водородный котел считается наиболее экономичным в отличии от других способов отопления.
3. Высокая степень экологичности , полностью отсутствуют выбросы, наносящие вред окружающей среде, так как при работе выделяется только пар.
4. Высокий коэффициент полезного действия порядка 94%, никакой другой вид отопления не дает подобной теплоотдачи.
5. Низкий уровень шума во время работы.
6. Не требует установки дымохода и его последующего обслуживания.
7. Отсутствует необходимость в горящем пламени .
8. Предъявляются гораздо ниже требования к монтажу и месту установки, чем к газовому оборудованию.

1. Недостатком можно считать то, что газ, который вырабатывается, не имеет ни цвета ни запаха, и если произойдет его утечка обнаружить это будет крайне сложно . Температура, при которой он возгорается составляет 540 градусов, исходя из этого его относят к взрывоопасным. Выделение водорода
2. Достаточно высокая стоимость .
3. Существует очень мало специалистов , которые проводят проверку и сертифицирование баллонов.
4. Требуется постоянное пополнение катализатора .
5. Сложность в поиске запасных частей , это связано с низкой востребовательностью на рынке.

Обзор производителей

Принципиального различия среди водородных генераторов для отопления нет. Единственный критерий, на основе которого можно их дифференцировать — это показатель мощности устройств, сделанных из разных материалов.

Водородный котёл STAR-3.0

В качестве примера рассмотрим характеристики двух подобных котлов американского производства «HHO» и «Star 1000»:

1. За один час такой генератор употребляет 1,5-3 КВт.
2. Расход воды — 5,5 литров за 24 часа.
3. Генерирует от 1,2 до 2 литров топлива в течение суток.
4. Может применяться для обогрева воздуха в зданиях, площадь которых составляет до 250 «квадратов».
5. Минимальный эксплуатационный срок службы — 15 лет.
6. Приблизительная стоимость на отечественном рынке — 3000-3500 USD.

Особенности эксплуатации

Важной особенностью использования водородного топлива является опасность его взрыва при контактировании с воздухом. Поэтому важно придерживаться следующих правил эксплуатации:

• необходимо периодически следить за температурой датчиков, установленных на теплообменниках, и не допускать перегрева теплоносителя выше допустимых норм;
• запрещено эксплуатировать котёл в режимах, которые не предусмотрены производителем или могут вызвать протекание цепной реакции;
• при повышении давления газа в камере сгорания необходимо принять меры по его стабилизации и выяснить причины таких изменений;
• для непрерывной работы котла нужно позаботиться о стабилизированном электропитании;
• важно периодически менять электролизер и следить за подачей воды.

Несколько дельных советов

Далее поговорим о других составляющих водородной горелки – фильтре для стиралки и клапане. Оба предназначаются для защиты. Клапан не позволит загоревшемуся водороду проникнуть обратно в конструкцию и взорвать скопившийся под крышкой электролизера газ (пусть его там и немного). Если не установим клапан, то контейнер повредится и щелочь вытечет наружу.

Фильтр же потребуется для изготовления водяного затвора, который будет играть роль барьера, предотвращающего взрыв. Народные умельцы, не понаслышке знакомые с конструкцией самодельной горелки на водороде, называют этот затвор «бульбулятором». И правда, он по сути лишь создает пузырьки воздуха в воде. Для самой горелки используем все тот же прозрачный шланг. Все, водородная горелка готова!

Остается лишь подсоединить ее к входу системы «теплый пол», герметизировать соединение и начать непосредственно эксплуатацию.

Практическое использование водородного двигателя

Производство водорода H2 путём электролиза требует довольно много энергии. Это проблема, поскольку объём топливного бака придётся увеличить. Облегчить конструкцию можно, если использовать углепластик, что сильно увеличивает стоимость. Другой минус водородных двигателей — водород трудно хранить длительное время, его чрезвычайно маленькие молекулы легко просачиваются, а утечка может привести к возгоранию.

Ещё один отрицательный момент — энергоэффективность, КПД такого движка не превысит 30%, тогда как для электромобилей этот показатель достигает 70-80%. Плюс ко всему трудно найти заправку.

Преимущества тоже есть. Заправить машину можно за 5 минут, тогда как зарядка электромобиля занимает от получаса до 12 часов. У транспортных средств на топливных элементах такой же запас хода, как у обычных газовых машин, хотя их характеристики с возрастом ухудшаются. Но главный плюс — экологичность.

Какой кислородный концентратор лучше купить для домашнего пользования: советы специалистов

Выбирая подобный прибор и размышляя, какой кислородный концентратор для домашнего пользования лучше, следует обратить внимание на его производительность и насыщенность газового потока. Он должен содержать не менее 70% кислорода. В противном случае – грош ему цена.

Следующий параметр, на который следует обратить внимание – размер устройства. Это важно для его правильного размещения. Существует правило – концентратор нельзя размещать на расстояние ближе 30 см от стен и отопительных приборов.

Далее обратим внимание на шумность. Маломощные приборы практически не слышны при работе, а вот те, у которых показатель мощности выше, не столь удобны в этом плане. В любом случае устройство с уровнем шума выше 35дБ приобретать не стоит.

Концентраторы могут быть очень компактными – такие удобно перевозить в автомобиле

Кислородный коктейль в домашних условиях: для чего он нужен и как его сделать

Кислородный коктейль можно употреблять ежедневно в профилактических целях. Очень хорошо он подходит для детей, которым сложно усидеть на месте во время ингаляций. Коктейль оказывает на клетки организма практически то же действие. Если в концентраторе есть функция его приготовления, процесс не составит никаких сложностей. В стакан наливается любой сок без мякоти до половины, после чего в него опускается трубка устройства. Прибор включается, и больше ничего делать не нужно: через 3-4 минуты коктейль, насыщенный кислородом, готов.

Туристическая газовая горелка BRS-3000T весом граммов для легкохода-эгоиста.

Привет. «Мал, да удал» — можно сказать об этой маленькой, но мощной горелке, подходящей для одного-двух человек. Горелка с непонятным noname-названием BRS-3000T нам обещает:

• 2.7 кВт мощности
• размер в сложенном виде 37х52 миллиметров (со спичечный коробок!)
• диаметр окружности лапок под посуду 85 мимиметров
• наличие некоторого количества теплого лампового титана в конструкции
• и все это в 25 граммах

Не слишком ли хорошо для 20уже 16 баксов? Проверим. Надо сказать, что ближайший конкурент «Fire Maple FMS-F300T», у которого, по-моему мнению, теперь отобрана пальма первенства, стоит в полтора раза дороже. Вскрываем почтовую коробку из жесткого картона и достаем нашу малютку:

В комплекте есть чехольчик, хотя его нам не обещали. Приятно.

Прикрутим козявку к баллону и подожжем. Пламя легко регулируется в широких пределах. На максимуме звук как у ракеты Все стандартно. Небольшое видео:

Для тестов возьмем с полки свеженький баллон с качественным содержимым…

… и поставим кипятиться один литр воды комнатной температуры. Кастрюлька стоит довольно устойчиво, но важно прикрутить горелку на баллон посильнее, так как встроенное резиновое колечко, необходимое для герметизации, слегка играет и пружинит, из-за чего кастрюлька может шататься.

Пламя обволакивает все дно посудины:

Литр закипел за 4 минуты и 42 секунды, затрачено 14 граммов газа. Неплохо.

Возьмем видавший виды довольно известный радиаторный котелок на литр от конторы Fire Maple. Упс:

Поставить лапы горелки внутрь радиатора не получится. А жаль. Но, принимая все меры предосторожности, ставим котелок и ждем кипения. Пламя абсолютно полностью засасывается внутрь радиатора даже при максимальной мощности:

Долго ждать не пришлось. Результат — 3 минуты и 48 секунд, затрачено 10 граммов газа. Пламенный привет джетбойлам, мы их, считай, догнали. Жаль, что нормально установить этот котелок без напильника невозможно. Скорее всего, решу вопрос приложением рук. Напомню, что диаметр окружности лапок под посуду равен 85мм., т.е. нужен радиаторный котелок с отверстием диаметром больше этого значения.

Так как горелка у нас для одного-себя-любимого, попробуем вскипятить половину литра воды в обычной кружке «три пятерки», а заодно посмотрим, как ведет себя козявка в работе на небольшую посуду:

Получается очень неочень, в максимальном режиме языки пламени выходят далеко за пределы сосуда и мы греем воздух и ручку кружки, да так, что одного слоя полотенца мало для того, чтобы снять кружку.

Я попробовал повторить опыт с кружкой, но не стал выводить горелку на максимальный режим. Настроил пламя так, чтобы оно не выходило за пределы кружки. Результат: 5 минут и 7 граммов газа.

Все эти опыты показывают, что правильная кастрюлька рулит и позволяет экономить до 50% газа: Но не очень понятно, как повела бы себя эта кружка при установке на более традиционные горелки с кольцевым рассекателем. Уж не хуже ли? К сожалению, на этот вопрос я не могу сейчас ответить.

Для интереса поставил на горелку три литра воды. Нормально, держит, чуть пошатывается, но, как мне думается, это максимальный разумный предел этой малютки.

После всех издевательств я получил лишь радужные следы побежалости на титановых лапках в тех местах, где горелка раскаляла их до красна. Сам рассекатель остался как новый, что тоже порадовало.

Подытожим. Плюсы:

• вес
• цена
• мощща!
• титаниум
• чехольчик!1
• компактность
• общее качество изготовления

Особенности:

• требует аккуратности в обращении, как и любая подобная баллонная микрогорелка
• пятилитровую бадью не водрузишь.
• нет предварительного подогрева газа, посему не рекомендую использовать ее в холодное время года.
• тщательнее выбирайте кастрюльку! Впрочем, это справедливо для любой горелки.
• добавлено , :

  не стоит требовать невозможного. Этот свисток годится в качестве аварийного варианта, основной горелки на коротких вылазках или в качестве замены термоса на привалах и велопокатушках, а так же кофейку забодяжить с утра, лежа в спальнике. Для этих целей он удобен и достаточен, а стограммовый баллон в сочетании с этой малюткой позволят не замечать такое комбо в рюкзаке вообще. В остальных случаях я выберу бензин.

Минус:

• заусенец на рассекателе

Всем спасибо. За фотографии прошу не ругать, фоткал на крышечку от :

С радиаторной кастрюлей на 1.6 литра совместимость гораздо лучше. Конструкция устойчива и надежна. Время закипания литра составило поразительные 2 минуты 50 секунд, а расход газа получился равен 9 граммам.

Технологии получения чистого водорода

Существует множество технологий получения водорода. Упомянем лишь те из них, которые находят практическое применение вне стен лабораторий:

• Химическая реакция воды с металлами. Топливом служит вода, реагентом — алюминиево-галлиевый сплав. 150 кг топливных элементов хватает, чтобы проехать 500 км на «водородомобиле», затем металл приходится извлекать и отправлять на восстановление, что требует воздействия высоких температур.
• Конверсия природного газа, газификация угля, пиролиз древесины. Путём нагрева свыше 1000 oС из углеводородов можно получить чистый водород для отопления дома.
• Электролиз воды. Более эффективным является высокотемпературный электролиз.
• Получение водорода из биомассы. Сырьём может служить навоз, сено, трава, водоросли и другие отходы сельскохозяйственного производства. Биогаз может содержать от 2 до 12% водорода.
• «Мусорный» водород получают из бытовых отходов, подвергая их термическому разложению.

Область использования генератора водорода

H2 — это современный энергоноситель, который активно используется во многих промышленных сферах. Вот лишь некоторые:

• выработка хлористого водорода (?HC)l;
• выработка горючего для ракетных установок;
• изготовление аммиака;
• обработка металла и резка по нему;
• разработка удобрений для дачных участков;
• синтез азотной кислоты;
• создание метилового спирта;
• пищевая промышленность;
• производство соляной кислоты;
• создание систем «теплый пол».

Кроме того, HHO стал весьма полезен и в быту, правда, с оговорками. Прежде всего, его используют для автономных систем отопления. Кроме того, газ Брауна добавляют в бензин, пытаясь обмануть двигатель и сэкономить на топливе.

В обоих случаях есть свои особенности. Так, при организации домашнего обогрева нужно учесть, что температура горения HHO на порядок выше, чем у метана. В связи с этим необходимо приобрести специальный недешевый котел с термостойким соплом. В противном случае, владелец и его дом будут в немалой опасности.

Что касается применения генератора в машине, то порой система может сработать – если её сконструировали верно. Но идеальные параметры или коэффициент прироста мощности найти практически нереально. Кроме того, не совсем понятно, насколько снизится срок службы двигателя, а уж его замена влетит «в копеечку».

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Роспись стен в интерьере необычное решение в квартире и доме

Устройство с двумя клапанами

Процесс изготовления 2-клапанной модели электролизера не отличается особой сложностью. Как и в предыдущем варианте, сборку следует начинать с подготовки основания. Выполняется оно из стальной листовой заготовки, которую нужно подрезать в соответствии с размерами контейнера.

К основанию прочно крепится плата (применяем винты М6), после чего можно устанавливать трубку для барботажа диаметром не менее 33 мм. Подобрав к устройству затвор, можно приступать к монтажу клапанов.

Пластиковый контейнер

Первый устанавливается на основании трубы, для чего в этом месте необходимо закрепить штуцер. Соединение уплотняется зажимным кольцом, после чего устанавливается еще одна пластина – она понадобится для фиксации затвора.

Второй клапан следует монтировать на трубе с отступом от края в 20 мм.

Соблюдение мер безопасности

Электролизер это устройство очень высокой опасности.

Благодаря этому при его изготовлении, монтирования и работы в первую очередь необходимо соблюдение как общих, так и специализированных мер безопасности.

Специализированные меры включают следующие пункты:

• следует контролировать концентрацию смеси водорода с кислородом, в целях недопущения взрыва;
• если уровень жидкости не просматривается в смотровом окне водородного генератора, то его применять нельзя;
• в ходе выполнения ремонта необходимо убедиться, что в конечной точке системы как таковой отсутствует водород;
• противопоказано применение открытого огня, электрических приборов с функцией нагрева и переносных ламп напряжением более 12 вольт рядом с электролизером;
• в рабочий период с электролитом следует себя уберечь, применяя средства защиты (специальная защитная одежда, перчатки и очки).

Как выбрать генератор

Главными критериями выбора являются:

1. Показатель мощности (кВт). Для больших помещений может быть одно мощное устройство либо несколько, покрывающих полностью потребности в теплоснабжении.
2. Количество контуров. Для одноконтурных и двухконтурных систем применяются разные модели генераторов.
3. Энергопотребление (кВт/ч) – расход электроэнергии на выработку водорода. Чем мощнее котел, тем больше расход.
4. Производитель. Для покупки следует выбирать проверенные марки.

Советы по эксплуатации:

• нельзя самостоятельно вносить в схему отопления изменения – внедрение новых элементов может спровоцировать утечку водорода;
• для повышения качества эксплуатации необходимо применение температурных датчиков внутри котла, что предотвратит перегрев воды;
• на горелки целесообразно установить запорную арматуру, сообщающуюся с датчиком температуры для нормального охлаждения генератора.

Монтаж водородного генератора для отопления

Водородное отопление: миф или реальность?

Генератор для сварочных работ – это на данный момент единственное практическое применение электролитическому расщеплению воды. Использовать его для отопления дома нецелесообразно и вот почему. Затраты энергоносителей при газопламенных работах не так важны, главное, что сварщику не нужно таскать тяжеленные баллоны и возиться со шлангами. Другое дело – отопление жилища, где каждая копейка на счету. И тут водород проигрывает всем существующим ныне видам топлива.

Важно. Затраты электроэнергии на выделение горючего из воды методом электролиза будут гораздо выше, нежели гремучий газ сможет выделить при сжигании.

Серийные сварочные генераторы стоят немалых денег, поскольку в них используются катализаторы процесса электролиза, в состав которых входит платина. Можно сделать водородный генератор своими руками, но его эффективность будет еще ниже, чем у заводского. Получить горючий газ вам точно удастся, но вряд ли его хватит на обогрев хотя бы одной большой комнаты, не то что целого дома. А если и хватит, то придется оплачивать баснословные счета за электричество.

Чем тратить время и усилия на получение бесплатного топлива, которого не существует априори, проще смастерить своими руками простой электродный котел. Можете быть уверены, что так вы израсходуете гораздо меньше энергии с большей пользой. Впрочем, домашние мастера – энтузиасты всегда могут попробовать свои силы и собрать дома электролизер, с целью провести эксперименты и убедиться во всем самолично. Один из подобных экспериментов показан на видео:

Преимущества и недостатки

Топливом водородных котлов отопления, как можно догадаться из названия, выступает водород, который вырабатывается в специальном устройстве из дистиллированной воды. Водород — самый легкий газ, он не имеет ни цвета, ни запаха, не токсичен и не выделяет вредных веществ (единственное, что выделяется в воздух — безвредный водяной пар). Его использование в качестве топлива имеет несколько достоинств:

• высокая теплоотдача (более 120 МДж/кг);
• безопасность;
• легкодоступное сырье (вода).

Водородные котлы безопасны, экологичны, обладают высоким КПД и работают совершенно бесшумно. Однако устройства имеют и свои недостатки:

• необходимость использования катализатора;
• недостаток специалистов по установке и обслуживанию;
• небольшой рынок устройств и их деталей (в России).

Применение пластиковых прокладок

Вариант изготовления электролизера с прокладками из полимеров позволяет применить алюминиевый контейнер вместо пластикового. Благодаря прокладкам, он будет надежно изолирован.

Вырезая прокладки из пластика (понадобится 4 шт.), необходимо придать им форму прямоугольников. Они укладываются по углам основания, обеспечивая зазор в 2 мм.

Теперь можно приступать к установке контейнера. Для этого понадобится еще один лист, в котором просверливают 4 отверстия. Их диаметр должен соответствовать наружному диаметру резьбы М6 – именно такими винтами будет прикручиваться контейнер.

Стенки у алюминиевого контейнера жестче, чем у пластикового, поэтому для более надежного крепления под головки винтов следует подложить шайбы из резины.

Остается заключительный этап – установка затвора и клемм.

Сферы применения водородного генератора

Ввиду проблем, связанных с транспортировкой и хранением водорода, такие устройства востребованы в производствах, где наличие этого газа требует технологический цикл. Перечислим основные направления:

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

Основные сферы применения генераторов водорода в промышленности

Несмотря на то, что производство водорода в процессе переработки нефти дешевле, чем его получение путем электролиза, как уже указывалось выше, возникают сложности с транспортировкой газа. Строить опасные химические производства, непосредственно, рядом с перерабатывающими нефть заводами не всегда позволяет экологическая обстановка. Помимо этого водород, полученный путем электролиза, значительно чище, чем при крекинге нефти. В связи с этим на промышленные водородные генераторы всегда высокий спрос.

Реактор из пластин

Высокопроизводительный генератор водорода, способный обеспечить работу газовой горелки, выполняется из нержавеющих пластин размером 15 х 10 см, количество – от 30 до 70 шт. В них просверливаются отверстия под стягивающие шпильки, а в углу выпиливается клемма для присоединения провода.

Кроме листовой нержавейки марки 316 понадобится купить:

• резина толщиной 4 мм, стойкая к воздействию щелочи;
• концевые пластины из оргстекла либо текстолита;
• шпильки стяжные М10—14;
• обратный клапан для газосварочного аппарата;
• фильтр водяной под гидрозатвор;
• трубы соединительные из гофрированной нержавейки;
• гидроокись калия в виде порошка.

Пластины нужно собрать в единый блок, изолировав друг от друга резиновыми прокладками с вырезанной серединой, как показано на чертеже. Получившийся реактор плотно стянуть шпильками и подключить к патрубкам с электролитом. Последний поступает из отдельной емкости, снабженной крышкой и запорной арматурой.

Примечание. Мы рассказываем, как сделать электролизер проточного (сухого) типа. Реактор с погружными пластинами изготовить проще – резиновые прокладки ставить не нужно, а собранный блок опускается в герметичную емкость с электролитом.

Схема генератора мокрого типа

Последующая сборка генератора, производящего водород, выполняется по той же схеме, но с отличиями:

1. На корпусе аппарата крепится резервуар для приготовления электролита. Последний представляет собой 7—15% раствор гидроокиси калия в воде.
2. В «бабблер» вместо воды заливается так называемый раскислитель – ацетон либо неорганический растворитель.
3. Перед горелкой обязательно ставится обратный клапан, иначе при плавном выключении водородной горелки обратный удар разорвет шланги и «бабблер».

Для питания реактора проще всего задействовать сварочный инвертор, электронные схемы собирать не нужно. Как устроен самодельный генератор газа Брауна, расскажет домашний мастер в своем видео:

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Создание водородного агрегата дома – задача не из легких. Нужно вооружиться не только рядом инструментов, но и соответствующими знаниями, а также схемами.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Устройство состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для питания, водяного затвора, проводов и шлангов, соединяющих конструкцию. На сегодняшний день известны несколько схем электролизеров, где в качестве электродов применяются пластины или трубки.

Также популярностью пользуются аппараты сухого электролиза. В отличие от классического варианта, в этом агрегате не пластины помещаются в ёмкость с жидкостью, а сама вода направляется в щель между плоскими электродами.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления генератора дома не нужны никакие особенные и необычные инструменты. Вот что потребуется подготовить:

• ножовку для работы с металлическими изделиями;
• дрель и сверла к ней;
• комплект гаечных ключей;
• плоская и шлицевая отвертки;
• угловая шлифмашина («болгарка») с кругом для резки металла;
• мультиметр и расходомер;
• линейка;
• маркер.