Vandenilis - beveik tobulas kuras mūsų planetai. Vienintelė problema ta, kad planetoje jis aptinkamas tik kartu su kitomis medžiagomis. Grynojo vandenilio Žemėje yra tik 0,00005 %. Šiomis aplinkybėmis vandenilio generatorių kūrimas yra aktuali tema. Nepamirškime, kad vandenilis yra neišsenkantis energijos šaltinis, esantis praktiškai po mūsų kojomis.
Turinys
- 1 Vandenilio generatoriaus struktūra ir veikimo principas
- 2 Kokie yra vandenilio generatoriaus naudojimo būdai
- 3 Ko reikia norint namuose pasigaminti kuro elementą
- 4 Vandenilio generatorius savo rankomis: instrukcijos
- 5 Vandenilio naudojimas namuose: ar tai naudinga
- 6 Vandenilio generatoriaus techninė priežiūra
Vandenilio generatoriaus projektavimas ir veikimas
Kaip tai veikia
Klasikinį vandenilio generatorių sudaro nedidelio skersmens vamzdis, dažnai apskrito skerspjūvio. Po juo yra specialūs elementai su elektrolitu. Pačios aliuminio dalelės yra apatiniame inde. Šiuo atveju elektrolitas yra tik šarminis. Virš maitinimo siurblio yra rezervuaras, į kurį surenkamas kondensatas. Kai kuriuose modeliuose naudojami 2 siurbliai. Temperatūra reguliuojama tiesiogiai kamerose.
Generatorius dujas gauna iš vandens. Nuo jo kokybės tiesiogiai priklauso priemaišų kiekis galutiniame produkte. Jei į generatorių patenka vanduo, kuriame yra didelė pašalinių jonų koncentracija, pirmiausia jis turi būti perleidžiamas per dejonizavimo filtrą.
Taip vyksta dujų gamybos procesas:
- Distiliatas elektrolizės būdu suskaidomas į deguonį (O) ir vandenilį (H).
- O2 patenka į maitinimo talpyklą ir kaip šalutinis produktas išsiskiria į atmosferą.
- H2 tiekiamas į separatorių, atskiriamas nuo vandens, kuris po to grįžta į maitinimo rezervuarą.
- Vandenilis pakartotinai praleidžiamas pro skiriamąją membraną, kuri pašalina deguonies likučius, ir tada patenka į chromatografijos įrangą.
Elektrolizės metodas
Kaip minėta, pasaulyje beveik nėra tokių neišsenkančių energijos šaltinių kaip vandenilis. Nereikėtų pamiršti, kad 2/3 pasaulio vandenynų sudaro šis elementas, o H2 kartu su heliu užima didžiausią tūrį visatoje. Tačiau norint gauti gryno vandenilio, reikia suskaidyti vandenį į daleles, o tai padaryti nėra labai lengva.
Mokslininkai po daugelio metų apgaulės išrado elektrolizės metodas.. Metodas pagrįstas tuo, kad vandenyje nedideliu atstumu viena nuo kitos patalpinamos dvi metalinės plokštelės, prijungtos prie aukštos įtampos šaltinio. Tada įjungiama elektra ir dėl didelio elektrinio potencialo vandens molekulė iš tikrųjų suskyla į sudedamąsias dalis, todėl išsiskiria 2 vandenilio (VV) ir 1 deguonies (O) atomas.
Šios dujos (HHO) pavadintos australų mokslininko Yull Brown, kuris 1974 m. užpatentavo elektrolizatoriaus sukūrimą, vardu.
Stenlio Mejerio kuro elementas
JAV mokslininkas Stenlis Mejeris (Stanley Meyer) išrado mašiną, kurioje vietoj stipraus elektrinio potencialo buvo naudojamos tam tikro dažnio srovės. Vandens molekulė svyruoja kartu su besikeičiančiais elektros impulsais ir patenka į rezonansą. Palaipsniui jis įgauna galios, kurios pakanka suskaidyti molekulę į sudedamąsias dalis. Šiam apdorojimui reikia dešimt kartų mažesnės srovės nei standartinio elektrolizės įrenginio veikimas.
SVARBU! Mejeris už savo išradimą sumokėjo gyvybe. Sklando gandai, kad jis buvo nužudytas magnatų įsakymu, nes jo išradimas būtų iš karto sunaikinęs naftos verslą. Nepaisant to, dalis mokslininko praktinių žinių išliko, todėl jo amžininkai turi galimybę pabandyti pasigaminti tokį aparatą.
Brauno dujų, kaip energijos šaltinio, privalumai
- Vandens, iš kurio gaunamas HHO, mūsų planetoje yra labai daug. Todėl vandenilio šaltiniai yra beveik neišsenkantys.
- Deginant Brauno dujas susidaro vandens garų. Jį galima kondensuoti atgal į skystį ir vėl naudoti kaip žaliavą.
- Degant HHO į atmosferą neišmetama jokių teršalų ir nesusidaro jokių šalutinių produktų, išskyrus vandenį. Galima sakyti, kad "Brown's" dujos yra ekologiškiausias kuras pasaulyje.
- Naudojant vandenilio generatorių išsiskiria vandens garai. Garų kiekis yra pakankamas, kad patalpoje ilgą laiką būtų pakankamai drėgna.
SVARBU! Vandenilis taip pat gali būti gaunamas krekingo būdu - rafinuojant naftą (dujos išsiskiria kaip šalutinis produktas.). Šis metodas yra pigesnis už elektrolizės metodą, tačiau gali būti sunku transportuoti dujas. Be to, elektrolizės būdu pagamintos dujos yra daug švaresnės nei krekingo būdu pagamintos dujos.
Vandenilio generatoriaus naudojimas
H2 yra modernus energijos nešiklis, aktyviai naudojamas daugelyje pramonės sričių. Tik keletas iš jų:
- vandenilio chlorido (HC)l gamyba;
- raketų sistemų raketinio kuro gamyba;
- amoniako gamyba;
- metalo apdirbimas ir pjaustymas
- trąšų, skirtų sodybų sklypams, kūrimas;
- azoto rūgšties sintezę;
- metilo alkoholio kūrimas;
- maisto pramonė;
- druskos rūgšties gamyba;
- grindinio šildymo sistemų kūrimas.
Be to, HHO taip pat tapo labai naudingas namuose, nors ir su tam tikromis išlygomis. Pirmiausia jis naudojamas autonominėms šildymo sistemoms. Be to, siekiant apgauti variklį ir sutaupyti degalų, į benziną dedama Browno dujų.
Abiem atvejais yra ypatumų. Pavyzdžiui, organizuojant namų šildymą reikėtų atsižvelgti į tai, kad HHO degimo temperatūra yra viena eile aukštesnė nei metano. Todėl būtina įsigyti specialų, brangų katilą su karščiui atspariu antgaliu. Priešingu atveju savininkui ir jo namams gresia didelis pavojus.
Kalbant apie generatoriaus naudojimą automobilyje, kartais sistema gali veikti, jei ji tinkamai suprojektuota. Tačiau beveik neįmanoma rasti idealių parametrų arba galios didinimo koeficiento. Be to, neaišku, kiek sutrumpės variklio tarnavimo laikas, o jo keitimas kainuos nemažus pinigus.
Ko reikia norint namuose pasigaminti kuro elementą
Pasigaminti vandenilio įrenginį namuose - nelengva užduotis. Turite turėti ne tik įrankių, bet ir atitinkamų žinių bei schemų.
Vandenilio generatoriaus projektavimas: schemos ir brėžiniai
Įrenginį sudaro reaktorius su sumontuotais elektrodais, PWM generatorius, vandens vartai, konstrukciją jungiantys laidai ir žarnos. Yra keletas žinomų elektrolizatorių, kuriuose kaip elektrodai naudojamos plokštelės arba vamzdeliai.
Populiarūs ir sausi elektrolizeriai. Skirtingai nuo klasikinės versijos, šiame įrenginyje ne plokštelės dedamos į talpyklą su skysčiu, o pats vanduo nukreipiamas į tarpą tarp plokščių elektrodų.
Medžiagų pasirinkimas vandenilio generatoriaus gamybai
Norint namuose pasigaminti generatorių, nereikia jokių specialių ir neįprastų įrankių. Štai ką reikia paruošti:
- pjūklas darbui su metalo gaminiais;
- gręžtuvą ir grąžtus;
- veržliarakčių rinkinį;
- plokščią atsuktuvą ir atsuktuvą su grioveliais;
- kampinis šlifuoklis (šlifuoklis) su metalo pjovimo disku;
- multimetras ir srauto matuoklis;
- valdovas;
- žymeklis.
Vandenilio generatorius savo rankomis: instrukcijos
Procesas prasideda nuo vandenilio gamybos ląstelės sukūrimo. Kameros matmenys turėtų būti šiek tiek mažesni už generatoriaus korpuso vidinį ilgį ir plotį. Jis yra 2/3 pagrindinio korpuso aukščio. Kamera pagaminta iš tekstolito arba pleksiglaso (sienelių storis 5-7 mm). Tam išpjaunamos 5 plokštės, iš kurių suklijuojamas stačiakampis, kurio apatinė dalis niekaip neuždengiama.
Iš nerūdijančiojo plieno lakšto šlifuokliu išpjaukite elektrodų plokštes. Jos turėtų būti 10-20 mm mažesnės už šonines sieneles.
SVARBU! Norint gauti pakankamą HHO kiekį, nerūdijantį plieną reikia šlifuoti iš abiejų pusių.
Kiekvienoje plokštelėje turi būti išgręžtos dvi skylės: viena skirta vandeniui tiekti į tarpą tarp elektrodų, kita - Browno dujoms išleisti.
Vandens įleidimo ir dujų išleidimo jungtys įstatomos į organzos sieneles. Sujungimo vietos kruopščiai užsandarinamos sandarikliu. Įdėkite smeiges į vieną iš permatomo korpuso dalių, tada pradėkite dėti elektrodus.
SVARBU! Plokštelės elektrodų plokštelės turi būti lygios, kitaip elementai gali sukelti trumpąjį jungimą.
Plokštės nuo reaktoriaus šonų atskiriamos sandarinimo žiedais, kurie gali būti pagaminti iš silikono, paronito ar kitos medžiagos. Sumontavus paskutinę plokštelę, uždedamas sandarinimo žiedas ir generatorius uždengiamas antrąja organolitine sienele. Gauta konstrukcija tvirtinama poveržlėmis ir veržlėmis.
Generatorius su vandens rezervuaru ir burbuliatoriumi sujungtas polietileno žarnomis. Elektrodų pagalvėlės sujungiamos viena su kita, po to prijungiamas maitinimo šaltinis. Elementą maitina PWM generatorius.
Vandenilio naudojimas namuose: ar tai naudinga
Naudoti vandenilio generatorių namų šildymui nėra pelninga. Išmesti gryną H2 sunaudosite daugiau elektros energijos, nei gausite energijos jį sudeginę. Taigi 1 kW šilumos sunaudojama 2 kW elektros energijos, t. y. nėra jokios naudos. Paprasčiau namuose įsidiegti bet kurį iš elektriniai katilai.
Norint automobiliui pakeisti 1 litrą benzino, reikėtų 4766 litrų gryno vandenilio arba 7150 litrų deguonies, kurio 1/3 sudaro deguonis. Kol kas net geriausi pasaulio protai nesukūrė įrenginio, galinčio pagaminti tokį pajėgumą.
Vandenilio generatorių techninė priežiūra
Įranga turi būti kruopščiai prižiūrima. Specialistai pataria laikytis šių patarimų:
- net ir turėdami profesionalų inžinerinį brėžinį, patys nederinkite ir nemodifikuokite generatoriaus;
- Rekomenduojama ant šilumokaičio viduje esančios įrangos sumontuoti specialius temperatūros jutiklius, kurie leistų stebėti vandens perkaitimą;
- degiklyje galima įrengti uždaromąjį vožtuvą ir prijungti jį prie temperatūros jutiklio. Taip prietaisas galės normaliai atvėsti.
Vandenilį galima pasigaminti ir savadarbiu generatoriumi, tačiau jis dažniausiai naudojamas eksperimentams ir suvirinimui dujomis. Norint apšildyti didelį pastatą, įrenginio efektyvumo paprasčiausiai nepakaks. Taip pat nereikėtų pamiršti mažo prietaiso efektyvumo ir sunkumų bei išlaidų, susijusių su jo surinkimu.
Susiję straipsniai:
