IN mūsdienu sabiedrība Pastāv viedoklis, ka vispieejamākā degviela ir dabasgāze. Patiesībā tam ir alternatīva – ūdeņradis. To var iegūt, sadalot ūdeni. Turklāt šāda veida degviela būs bez maksas, ja nerēķinās ar to, ka būs jāsamontē ūdeņraža ģenerators, kura sastāvdaļas ir jāiegādājas.
Teorētiskā bāze
Ūdeņradis ir ļoti viegls gāzveida viela. Tam ir augsta ķīmiskā aktivitāte. Oksidējot, tas dod lielu daudzumu siltumenerģijas un tajā pašā laikā veido ūdeni.
Ūdeņradim ir šādas īpašības:
Ir vērts atzīmēt, ka ūdeņradis un skābeklis savienojas ļoti viegli, taču to atdalīšana nav vienkārša. Lai to izdarītu, jums būs jāizmanto elektrība, lai sāktu grūto ķīmiskā reakcija.
Vienkāršākais gāzes ģenerators ūdeņraža ražošanai ir tvertne ar šķidrumu, kura iekšpusē ir savienotas divas plāksnes elektrotīkls. Tā kā ūdens ir labs vadītājs, elektrodi saskaras ar zemu pretestību. Kad elektrība iet cauri plāksnēm, notiek ķīmiska reakcija, ko papildina ūdeņraža parādīšanās.
Ūdeņradis. Mācību filma skolēniem ķīmijā
Ierīci Brauna gāzes ražošanai vislabāk ir montēt ar savām rokām saskaņā ar shēmu, ko sauc par klasisko. Šeit elektrolizators sastāv no vairākām šūnām. Katrā no tām ir kontaktplāksnes. Instalācijas produktivitāti nosaka elektrodu virsmas laukums.
Šūnas jānovieto labi izolētā korpusā ar iepriekš savienotām caurulēm ūdens padevei un ūdeņraža noņemšanai. Turklāt tvertnei jābūt savienotājam elektroenerģijas pieslēgšanai.
Jums būs arī jāuzstāda ūdens blīvējums un pretvārsts. Tie neļaus Brauna gāzei ieplūst atpakaļ tvertnē. Izmantojot šo metodi, jūs varat salikt hidrolizatoru gan mājas, gan automašīnas apkurei.
Ir iespējams salikt ūdeņraža elektrisko ģeneratoru savai mājai, taču to ir grūti nosaukt par rentablu ideju. Fakts ir tāds, ka, lai iegūtu pietiekamu daudzumu gāzes, jums būs jāizmanto jaudīga elektroinstalācija. Tas patērēs daudz dārgas enerģijas. Tomēr tas neaptur entuziastus.
Lai mājās saliktu elektrolizatoru ūdeņraža ražošanai ar savām rokām, jums būs nepieciešams specializēts rīks. Piemēram, jūs nevarat iztikt bez osciloskopa un frekvences mērītāja.
Bruņots ar zīmējumiem, pirmais solis ir hidrolizatora elementa montāža. Tās platumam un garumam jābūt nedaudz mazākam par korpusa izmēriem. Augstums - ne vairāk kā 2/3 no galvenā konteinera.
🔴Ūdeņradis mājas apkurē🔴🔥🔥🔥🔥🔥🔥🔥🔥🔥🔥🔥🔥
Šūnu parasti izgatavo no bieza tekstolīta, izmantojot epoksīda līmi. Montāžas laikā korpusa apakšējā daļa paliek atvērta.
Tvertnes augšpusē ir urbti caurumi. Caur tiem tiek izvadīti elektrodu kāti. Jums būs nepieciešami arī 2 papildu caurumi. Pirmais ir diezgan mazs šķidruma līmeņa sensoram. Otrais ar diametru 15 mm armatūrai. Pēdējais jānostiprina mehāniski. Visi caurumi plāksnēm pēc pēdējo uzstādīšanas ir aizpildīti epoksīda sveķi. Modulis ir ievietots korpusa iekšpusē un ir rūpīgi noslēgts ar tiem pašiem epoksīda sveķiem.
Pirms šūnu uzstādīšanas ūdens ģeneratora korpuss jāsagatavo:
Pēc degvielas elementu iekraušanas, strāvas pievienošanas, armatūras pievienošanas uztvērējam un vāciņa uzstādīšanas uz korpusa, ģeneratora komplektu var uzskatīt par pabeigtu. Atliek tikai piepildīt trauku ar šķidrumu un pievienot papildu moduļus.
Skābekļa ģeneratora montāža ar savām rokām ir puse no panākumiem. Tam ir jāpievieno papildu ierīces, bez kurām tas nedarbosies. Piemēram, šķidruma līmeņa sensors ir jāpievieno sūknim, lai piegādātu ūdeni caur kontrolieri. Pēdējais uzrauga sensora signālus un, ja nepieciešams, sāk šķidruma padevi degvielas elementu iekšpusē.
Jūs nevarat iztikt bez ierīces, kas ļauj regulēt strāvas frekvenci terminālos NNO ģenerators. Turklāt visām elektriskajām daļām jābūt ar pārslodzes aizsardzību. Šim nolūkam parasti tiek izmantots sprieguma stabilizators.
Kā izveidot ūdeņraža ģeneratoru ar savām rokām
Kas attiecas uz ūdeņraža oksiūdeņraža kolektoru, tas ir vienkāršākais variants Tā ir caurule, uz kuras ir piestiprināti: slēgvārsti, pretvārsts un manometrs.
Teorētiski gāzi no kolektora var nekavējoties iesūknēt apkures sistēmas krāsnī. Praksē tas nav iespējams, jo ūdeņradis rada pārāk daudz siltuma. Tāpēc pirms lietošanas to sajauc ar citu degvielu.
Salikt šādu ierīci ar savām rokām nav tik grūti. Zīmējumi palīdzēs šajā jautājumā soli pa solim instrukcijas. Jums būs arī jāsagatavojas nepieciešamie materiāli: plastmasas trauks vai korpuss no veca akumulatora, vismaz metru gara caurule, stiprinājuma skrūves un uzgriežņi, hermētiķis, nerūsējošā tērauda loksne, vairāki veidgabali, filtri un pretvārsts.
Ūdeņraža ģeneratora izgatavošanas process automašīnai sekojoši:
Vienkāršākais hidrolizators automašīnai ir gatavs. Bet pirms tā uzstādīšanas transportlīdzeklī tas ir jāpārbauda. Lai to izdarītu, ierīce ir piepildīta ar ūdeni līdz stiprinājuma skrūvju līmenim uz plāksnēm. Armatūrai ir pievienota polietilēna šļūtene. Tās brīvo galu nolaiž iepriekš sagatavotā traukā ar šķidrumu.
Pēc enerģijas pielietošanas elektrodiem ūdens virsma otrajā traukā jāpārklāj ar gāzes burbuļiem. Ja tas notiek, ģenerators ir gatavs darbam. Atliek tikai aizstāt tajā esošo šķidrumu ar sārmainu elektrolītu, lai palielinātu saražotās gāzes daudzumu.
Tas būtu jāsaprot paštaisīts ģeneratorsūdeņradis neaizstāj tradicionālo degvielu. Tas ir uzstādīts automašīnām galvenokārt, lai taupītu benzīnu. Tas var sasniegt 50%. Turklāt, izmantojot HHO, tiek samazinātas kaitīgās emisijas, palielinās kalpošanas laiks un samazinās barošanas bloka temperatūra. Un tas viss ar jūtamu dzinēja jaudas pieaugumu. 
Ikviena iecienītais nerūsējošais tērauds ir pieņemams, taču īslaicīgs risinājums. Uz tiem esošās degvielas šūnas diezgan ātri sabojāsies.
Tāpat, montējot hidrolizatoru, jāievēro uzstādīšanas izmēri. Lai tos iegūtu, jums ir jāražo sarežģīti aprēķiniņemot vērā ūdens kvalitāti, nepieciešamo izejas jaudu utt.
Izgatavojot ierīci, svarīgs ir pat vadu šķērsgriezums, caur kuru strāva tiek piegādāta elektrodiem. Šeit nav runa par ģeneratora veiktspēju, bet gan par tā darbības drošību, bet par to svarīga nianse ir jāņem vērā.
Galvenā šādu ierīču problēma- lieli elektroenerģijas izdevumi ūdeņraža oksīda ražošanai. Tie pārsniedz enerģiju, ko var iegūt, sadedzinot šādu degvielu.
Zemās efektivitātes dēļ ūdeņraža instalācijas cena mājoklim padara šīs gāzes ražošanu un turpmāko izmantošanu apkurei nerentablu. Tā vietā, lai tērētu elektrību, ir vieglāk uzstādīt jebkuru elektrisko katlu. Tas būs efektīvāk.
Runājot par autotransportu, aina nav īpaši atšķirīga. Jā, jūs varat izveidot hidrolizatoru, lai taupītu degvielu, taču tas samazina drošību un uzticamību.
Vienīgā vieta, kur ūdeņradi var efektīvi izmantot kā degvielu, ir gāzes metināšana. Ūdeņraža ierīces sver mazāk, tās ir kompaktākas par skābekļa baloniem, taču ir daudz efektīvākas. Turklāt maisījuma iegūšanas izmaksas šeit nespēlē nekādu lomu.
Ūdeņraža ģenerators(elektrolizators) ir ierīce, kas izmanto gaismu no diviem procesiem: fizikāliem un ķīmiskiem.
Darbības laikā elektriskās strāvas ietekmē ūdens sadalās skābeklī un ūdeņradi. Šo procesu sauc par elektrolīzi. Elektrolizators ir diezgan populārs starp visvairāk zināmas sugasūdeņraža ģeneratori.
Kā ierīce darbojas
Elektrolizators sastāv no vairākām metāla plāksnēm, kas iegremdētas noslēgtā traukā ar destilētu ūdeni.
Korpusam pašam ir spailes strāvas avota pieslēgšanai un ir uzmava, caur kuru tiek izvadīta gāze.
Ierīces darbību var raksturot šādi: elektriskā strāva tiek laista caur destilētu ūdeni starp plāksnēm ar dažādiem laukiem (vienai ir anods, otrai ir katods), sadala to skābeklī un ūdeņradi.
Atkarībā no plākšņu laukuma elektriskajai strāvai ir sava stiprība, ja laukums ir liels, tad caur ūdeni iet daudz strāvas un izdalās vairāk gāzes. Plākšņu savienojuma shēma ir alternatīva, vispirms plus, tad mīnuss un tā tālāk.
Elektrodus ieteicams izgatavot no nerūsējošā tērauda, kas elektrolīzes procesā nereaģē ar ūdeni. Galvenais ir atrast nerūsējošo tēraudu Augstas kvalitātes. Labāk ir padarīt attālumu starp elektrodiem mazu, bet tā, lai gāzes burbuļi varētu viegli pārvietoties starp tiem. Stiprinājumus labāk izgatavot no tā paša metāla kā elektrodi.
Ņemt vērā: Sakarā ar to, ka ražošanas tehnoloģija ir saistīta ar gāzi, lai izvairītos no dzirksteles veidošanās, ir nepieciešams visu detaļu cieši pievilkt.
Apskatāmajā iemiesojumā ierīce ietver 16 plāksnes, tās atrodas 1 mm attālumā viena no otras.
Sakarā ar to, ka plāksnēm ir diezgan liels virsmas laukums un biezums, caur šādu ierīci būs iespējams izlaist lielas strāvas, bet metāls nesakarst. Ja mērīsit elektrodu kapacitāti gaisā, tā būs 1nF; šis komplekts patērē līdz 25A tīrā krāna ūdenī.
Lai ar savām rokām saliktu ūdeņraža ģeneratoru, varat izmantot pārtikas trauku, jo tā plastmasa ir karstumizturīga. Pēc tam jānolaiž elektrodi tvertnē, lai savāktu gāzi ar hermētiski izolētiem savienotājiem, vāku un citiem savienojumiem.
Ja izmantojat metāla trauku, lai izvairītos no īssavienojums, elektrodi ir piestiprināti pie plastmasas. Divi savienotāji ir uzstādīti abās vara un misiņa veidgabalu pusēs (armatūra - montāža, montāža), lai noņemtu gāzi. Kontaktu savienotāji un piederumi ir stingri jānostiprina, izmantojot silikona blīvējumu.
Atbilstība drošības pasākumiem
Elektrolizators ir augsta riska ierīce.
Tāpēc tā izgatavošanas, uzstādīšanas un ekspluatācijas laikā obligāti jāievēro gan vispārīgie, gan īpašie drošības pasākumi.
Īpaši pasākumi ietver šādus pasākumus:
- jākontrolē ūdeņraža un skābekļa maisījuma koncentrācija, lai novērstu sprādzienu;
- ja šķidruma līmenis nav redzams ūdeņraža ģeneratora pārbaudes lodziņā, tad to nevar izmantot;
- Veicot remontu, jāpārliecinās, vai sistēmas gala punktā nav ūdeņraža;
- atklātas uguns, elektrisko sildīšanas ierīču un pārnēsājamo lampu ar spriegumu virs 12 voltiem izmantošana elektrolizatora tuvumā ir kontrindicēta;
- Strādājot ar elektrolītu, jums jāaizsargā sevi, izmantojot aizsarglīdzekļus (apģērbu, cimdus un aizsargbrilles).
Kvalificēti amatnieki uzskata, ka mājās gatavotu ūdeņraža ģeneratoru izgatavošana automašīnām ir riskants pasākums.
Viņi to skaidro ar to, ka automašīnas elektrolizatoram ir sarežģīta un nedroša ierīču sistēma.
Šādu vienību ražošanai ir jāizmanto īpaši materiāli un reaģenti.
Piezīme: Ja elektrolizators tiek uzstādīts pats, ieteicams stingri izslēgt gāzes iekļūšanu sadegšanas kamerā, kad dzinējs ir izslēgts. Kad dzinējs ir izslēgts, ūdeņraža ģeneratoram ir automātiski jāatslēdzas no transportlīdzekļa elektrības avota.
Ja tomēr nolemjat paši izgatavot auto hidrolizatoru, noteikti tas jāaprīko ar burbuli - tas ir īpašs ūdens vārsts. Tā lietošana ievērojami palielinās drošību, vadot automašīnu.
Mājas apkure ar brūno gāzi
Ūdeņradis ir visizplatītākais ķīmiskais elements, tāpēc to izmantot ir ekonomiski izdevīgi.
Daudziem māju un kotedžu īpašniekiem bieži rodas jautājums, kā iegūt “tīru” un lētu enerģiju mājsaimniecības vajadzībām. Atbilde meklējama tādos jauninājumos kā ūdens ģenerators mājas apkurei.
Zinātnieki, pateicoties viņu attīstībai, ir ļāvuši daudziem izmantot šādu ierīci gāzes ražošanai. Iekārta spēj ražot ūdeņradi (brūno gāzi), un šī gāze tiks izmantota enerģijas ražošanai.
Vai varat iedomāties šo savienojumu? ķīmiskā formula, piemēram, hho. Šo gāzi var iegūt no ūdens, izmantojot elektrolīzes metodi. Dzīvē ir daudz piemēru, kad cilvēki vēlas sildīt savu māju ar skābekli. Bet, lai šāda veida degviela iegūtu popularitāti, vispirms jāiemācās to ražot (Brauna gāze) sadzīves apstākļos.
Privātmājas apkurei ar ūdeņradi vēl nav izstrādāta tehnoloģija, kas būtu pietiekami uzticama.
Noskatieties video, kurā pieredzējis lietotājs izskaidro, kā ar savām rokām izgatavot ūdeņraža ģeneratoru:
Slavenais zinātnieks Paracelzs viduslaikos eksperimentu laikā pamanīja tādu procesu kā gaisa burbuļu izdalīšanās dzelzs un sērskābes mijiedarbības laikā. Tomēr tas nebija gaiss, bet gan ūdeņradis. Tā ir viegla gāze, kurai nav ne krāsas, ne smaržas. Un, ja tas sajaucas ar skābekli, gāze ir sprādzienbīstama. Mūsdienās ūdeņraža apkure, ko dari pats, ir izplatīta parādība. Galu galā ūdeņradi var iegūt jebkurā daudzumā, kur ir ūdens un elektrība.
Elektrolīzes ietekmē ūdens molekulas tiek sadalītas skābeklī un ūdeņradi. Pēdējam ir masa unikālas īpašības. Šķidrā stāvoklī -250 grādu pēc Celsija temperatūrā tas ir vieglākais šķidrums, un cietā stāvoklī tā ir vieglākā viela. Ūdeņraža atomi ir mazākie. Un kad sajauc ar atmosfēras gaissŪdeņradis pārvēršas maisījumā, kas var eksplodēt pat no mazākās dzirksteles.
Ūdeņraža izmantošana apkurē
Tehnoloģiju laikmetā mājas apsildīšanai ir daudz iespēju. Taču tie, kam patīk paša spēkiem veidot dažādas tehniskās ierīces, mājas apkuri ar ūdeņradi var izgatavot ar savām rokām. Tas ir videi draudzīgs, tajā pašā laikā ļoti spēcīgs siltuma avots, pateicoties kuram var apsildīt lielu telpu.
Mājas apkuri ar ūdeņradi izstrādāja uzņēmums Itālijā. Kad šāda iekārta darbojas, tā nerada nekādas kaitīgas emisijas. Tādējādi tā ir videi draudzīga, efektīva, klusa mājas apkure.
Zinātnieki ir izstrādājuši veidu, kā sadedzināt ūdeņradi, lai apsildītu māju līdz pat 300 grādiem pēc Celsija. Pateicoties tam, kļuva iespējams ražot apkures katlus no tradicionālajiem materiāliem. Lai darbotos, šāda veida katliem nav nepieciešama īpaša sistēma sadegšanas produktu izvadīšanai atmosfērā, jo šeit šādu produktu nav. Šajā gadījumā izdalās tikai tvaiks, kas nav kaitīgs vidi. Un ūdeņraža iegūšana ir pieejams process. Visi izdevumi būs par elektrību. Un, ja jūs izmantojat ūdeņraža ģeneratoru apkurei un izmantojat arī saules paneļus, tad elektrības izmaksas var tikt samazinātas līdz minimumam.
Visbiežāk grīdu apsildīšanai izmanto ūdeņraža katlu. Un šādas sistēmas mūsdienās var atrast ar ļoti dažādām jaudām. Tie ir uzstādīti ar rokām.
Ūdeņraža iekārta mājas apkurei sastāv no šādām sastāvdaļām: katla un caurulēm ar diametru 25-32 mm (1-1,25 collas). Citu izmēru caurules tiek izmantotas reti. Caurules var uzstādīt neatkarīgi, taču šeit ir jāievēro viens nosacījums - pēc katra atzara diametram jābūt mazākam. Un diametra samazināšanas secība ir šāda: caurule D32, caurule D25. Pēc atzarojuma - caurule D20, pēdējā - caurule D16. Ievērojot šo noteikumu, ūdeņraža deglis apkurei darbosies efektīvi un produktīvi.
Ūdeņraža apkures priekšrocības
Ūdeņraža apkurei ir vairākas svarīgas priekšrocības, kas nosaka sistēmas izplatību:
- Tas ir videi draudzīgs tīras sistēmas. Un šeit vienīgais blakusprodukts, kas darbības laikā nonāk atmosfērā, ir ūdens tvaika stāvoklī. Šis tvaiks nekādā veidā nekaitē videi.
- Ūdeņradis apkures sistēmā darbojas bez liesmas. Siltums rodas katalītiskās reakcijas rezultātā. Kad ūdeņradis savienojas ar skābekli, rodas ūdens. Tas atbrīvo daudz siltuma enerģijas. Apmēram 40 grādu siltuma plūsma nonāk siltummainī. Priekš apsildāmās grīdas– tas ir ideāls temperatūras režīms.
- Pavisam drīz ūdeņraža apkure, ko dari pats, varēs aizstāt tradicionālās sistēmas, tādējādi atbrīvojot sabiedrību no dažādu kurināmo - naftas, gāzes, ogļu un malkas ieguves.
Privātmājas apkures efektivitāte ar ūdeņradi var sasniegt 96%.
Vēl viena iespēja ir izmantot Brauna gāzi
Vēl viena metode, kas pašlaik ir diezgan pretrunīga, ir brūnās gāzes izmantošana apkurei. Brūnā gāze mājas apkurei ir ķīmiskais savienojums, kas sastāv no diviem ūdeņraža atomiem un viena skābekļa atoma. Dedzinot šādu gāzi, rodas gandrīz 4 reizes vairāk enerģijas.
Mājas apsildīšanai tiek izmantots īpašs elektrolizators. Galu galā šādas gāzes ražošana balstās uz ūdens elektrolīzes principu. Lai šo tehnoloģiju varētu izmantot apkurē, tiek pārbūvēts parasts katls. Tās pamatnē atradīsies elektrolizators - šeit ielej elektrolītu, kas sastāv no destilēta ūdens un reakcijas paātrinātāja. Uz metāla plāksnēm vai caurulēm ir dota maiņstrāva ar noteiktu frekvenci. Tās ietekmē tiek atdalītas skābekļa un ūdeņraža molekulas, pēc tam tiek iegūta brūnā gāzes karsēšana.
Saturs
Tehnoloģiju attīstības rezultātā klasiskās malkas krāsnis ir aizstātas ar katlu blokiem. Papildus malkai un oglēm kā degvielu sāka izmantot gāzi, eļļu, dīzeļdegvielu un pat elektrību. IN Nesen enerģija autonomām apkures sistēmām papildus tiek iegūta, izmantojot saules paneļi un ģeotermālās iekārtas. Ņemot vērā, ka ūdeņradis ir neizsmeļams enerģijas avots, varat mēģināt ar savām rokām salikt ūdeņraža ģeneratoru, lai ražotu videi draudzīgu degvielu.
DIY ūdeņraža ģenerators
Kā ierīce darbojas
Ūdeņraža ģenerators apkurei tiek uzskatīts par daudzsološu attīstību, jo degvielu ar augstu siltumspēju var iegūt no parastā ūdens. Galvenais uzdevums ir iegūt tīru ūdeņradi pēc iespējas vienkāršākā un lētākā veidā.
Ūdeņraža ražošana
Tradicionāli šiem nolūkiem tiek izmantota elektrolīzes metode. Tās būtība ir šāda: ūdenī, netālu viena no otras, ievieto metāla plāksnes, kuras ir savienotas ar augstsprieguma avotu. Ūdens vada elektrība, tāpēc, pieslēdzot elektrību, ūdens molekula sadalās komponentos. Divu ūdeņraža atomu un viena skābekļa atoma izdalīšanās no katras molekulas ļauj iegūt tā saukto Brauna gāzi ar formulu HHO.
Brauna gāzes siltumspēja ir 121 MJ/kg. Vielai degot neveidojas kaitīgas vielas, un, lai to izmantotu kā enerģijas nesēju mājas apkurei, pietiek ar nelielu standarta gāzes katla modernizāciju. Tomēr, veidojot iekārtu ūdeņraža ražošanai ar savām rokām Īpaša uzmanība jāņem vērā drošības pasākumi – ūdeņradim savienojoties ar skābekli, veidojas sprādzienbīstams maisījums.
Ģeneratora dizains
Elektrolizators, iekārta Brauna gāzes ražošanai, elektrolizējot lielu ūdens daudzumu, sastāv no vairākām šūnām, kurās ir uzstādīti metāla plākšņu elektrodi. Jo lielāks ir elektrodu kopējais virsmas laukums, jo jaudīgāka ir uzstādīšana.
Šūnas ir iekšā noslēgts konteiners, kas ir aprīkots ar cauruli savienošanai ar ūdens avotu, cauruli iegūtās gāzes izvadīšanai un spailēm barošanas avota pievienošanai. Ģenerators ir aprīkots arī ar ūdens blīvējumu, kas novērš ūdeņraža saskari ar skābekli, un drošības vārstu, lai novērstu aizdegšanās efektu - gāze deg tikai degļa ierīcē.
Ūdeņraža ģeneratora darbības princips Ūdeņraža apkure
Ūdeņraža mājas apkurei ir jāizmanto iekārta ar liela platība elektrodi, pretējā gadījumā apkures katls nevarēs efektīvi uzsildīt dzesēšanas šķidrumu. Ir neizdevīgi izmantot parasto elektrolizatoru, palielinot tā izmērus, jo ūdeņraža ražošanai tiks tērēts vairāk elektroenerģijas, nekā tiktu iztērēts elektriskā apkures katla darbībai, lai apsildītu māju ar tādu pašu platību.
Notiek efektīvāku iekārtu izstrāde ūdeņraža degvielas ražošanai bez nevajadzīga enerģijas patēriņa. Ir zināms stāsts par amerikāņu izgudrotāju Stenliju Meijeru, kurš radīja “ūdeņraža šūnu”, kas patērē desmitiem reižu mazāk elektroenerģijas, salīdzinot ar tradicionālajām instalācijām. Tomēr zinātniekam neizdevās veikt revolūciju modernās tehnoloģijas- viņš pēkšņi nomira no saindēšanās, un instalācijas rasējumi pazuda.
Visā pasaulē tehniskajās laboratorijās un mājamatnieku darbnīcās tiek strādāts pie ūdeņraža ģeneratora izveides ar mēģinājumiem īstenot Meijera ideju. Amerikāņu zinātnieka izgudrojums bija radīt šūpojošas ūdens molekulas rezonansi ar elektriskiem impulsiem – šajā gadījumā tā sadalās atomos, neizmantojot augstu elektrisko spriegumu.
Spilgtas izredzes
Ūdeņradis ir ļoti daudzsološs enerģijas nesējs vairāku iemeslu dēļ.:
- Tas ir pieejams visā Visumā, uz Zemes izplatības ziņā ieņem desmito vietu – enerģijas resursu var saukt par neizsmeļamu.
- Gāze nav toksiska un nevar kaitēt dzīviem organismiem. Ir svarīgi tikai veikt drošības pasākumus, lai novērstu noplūdi, veidojot ūdeņraža un skābekļa “sprādzienbīstamu maisījumu”.
- Ūdeņraža sadegšanas produkts ir parastie ūdens tvaiki.
- Enerģijas nesējam ir augsta siltumietilpība, sadegšanas temperatūra ir 3000°C.
- Gāzes noplūdes gadījumā tā ātri iztvaiko, neradot nekādu kaitējumu, jo tā ir 14 reizes vieglāka par gaisu. Bet tuvumā nedrīkst būt atklātas uguns vai dzirksteļojošas elektroinstalācijas, pretējā gadījumā sprādzienbīstamais maisījums eksplodēs.
- Kubikmetram ūdeņraža siltumspēja ir 13 000 J.
Ūdeņraža apkures priekšrocības Ūdeņradis kā enerģijas nesējs - pielietojuma joma
Ūdeņradis tiek augstu vērtēts kā enerģijas nesējs un tiek aktīvi izmantots, piemēram, kā degviela kosmosa raķetēm. Tiek lietoti Dažādi ceļi tās ražošanu rūpnieciskā mērogā. Tā galvenokārt ir ogļu vai naftas produktu gazifikācija, metāna un tā homologu pārvēršana. Tik lēts ūdeņradis nevar tikt uzskatīts par videi draudzīgu degvielu, jo tā ražošana ir saistīta ar kaitīgām emisijām atmosfērā. Ūdens elektrolīzi ūdeņraža iegūšanai lielos apjomos izmanto tikai Norvēģijā, kur ir pārpilnība lētas elektroenerģijas.
Kompaktais elektriskais gāzes ģenerators ir atradis pielietojumu gāzes griešanas jomā. Iekārtas, kas ražo ūdeņradi, ir ērtāk lietojamas, salīdzinot ar pudelēs pildītu gāzi - nav nepieciešams transportēt smagus balonus, ir atkarīgas no sašķidrinātās gāzes piegādēm utt. Taču ērtības labad tika panākts ietaupījums - elektrolītiskajam procesam ir nepieciešams daudz elektroenerģijas, kā rezultātā ievērojami palielinās enerģijas nesēja izmaksas. Tajā pašā laikā iegādātā un saražotā ūdeņraža izmaksu atšķirību lielā mērā kompensē tā piegādes izmaksu neesamība.
Ūdeņraža apkures katli
Daudzās vietnēs, kas veltītas apkures sistēmām, var atrast informāciju, ka ūdeņradis ir cienīgs dabasgāzes konkurents kā apkures katla enerģijas nesējs. Uzsvars likts uz to, ka, uzstādot ūdeņraža ģeneratoru, tiek iegūta iespēja apkurei tērēt ne vairāk naudas kā gāzes apkurei, neveicot daudz dokumentu aizpildīšanu un ievērojamas summas par mājas pieslēgšanu centrālajai gāzei. tīklu.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, rakstā var secināt, ka ūdeņraža izmaksas ir zemas tikai tā rūpnieciskās ražošanas laikā. Tas nozīmē, ka degvielas ražošana ar elektrolīzi acīmredzot maksās vairāk, un nav jēgas paļauties uz pievilcīgiem skaitļiem par kilogramu sašķidrinātā ūdeņraža izmaksām.
Apsvērsim katlu aprīkojums prezentēts tirgū. Ūdeņraža katlu ražošanu veic Itālijas uzņēmums Giacomini, kas specializējas alternatīvās enerģijas jomā. Līdzīgas vienības ražo arī daži Ķīnas uzņēmumi, kas ir veiksmīgi kopējuši tehnoloģiju.
Ūdeņraža cietā kurināmā katls Giacomini izstrādes mērķis ir radīt apkures iekārtas, kas būtu pilnīgi drošs videi.
Šī uzņēmuma ūdeņraža katls pieder šai kategorijai - tā darbība ir saistīta ar ūdens tvaiku izdalīšanos, nav kaitīgu izmešu. Ūdeņradi izmanto kā enerģijas nesēju, un to ražo elektrolīzes ceļā.
Tomēr ir vērts pievērst īpašu uzmanību šī katla darbības principam. Sistēmā ražotais ūdeņradis netiek sadedzināts, tas reaģē ar skābekli katalizatora klātbūtnē. Rezultātā tiek atbrīvota siltumenerģija, kas ir pietiekama apkurei apkures loks līdz 40°C.
Tas ir, ūdeņraža katli, kurus var iegādāties par saprātīgu cenu, ir piemēroti lietošanai tikai kā siltuma ģenerators ūdens grīdas kontūrai, grīdlīstes vai griestu apsildei.
Varam secināt, ka globālie katlu iekārtu ražotāji nav atraduši pieņemamu tehniskais risinājums lai izveidotu efektīvu apkures katlu, kas spēj izmantot siltumenerģija dega ūdeņradis. Vai arī viņi aprēķināja, ka šī iespēja ir neizdevīga.
Ģeneratora izgatavošana uz vietas
Internetā var atrast daudz instrukciju, kā izgatavot ūdeņraža ģeneratoru. Jāatzīmē, ka ir pilnīgi iespējams montēt šādu instalāciju jūsu mājām ar savām rokām - dizains ir diezgan vienkāršs.
DIY ūdeņraža ģeneratora sastāvdaļas apkurei privātmājā Bet ko jūs darīsit ar iegūto ūdeņradi? Vēlreiz pievērsiet uzmanību šīs degvielas sadegšanas temperatūrai gaisā. Tas ir 2800-3000 ° C. Ja uzskatāt, ka metāli un citi cietie materiāli tiek griezti ar ūdeņraža sadedzināšanu, kļūst skaidrs, ka degļa uzstādīšana parastajā gāzes, šķidrā kurināmā vai cietā kurināmā katlā ar ūdens apvalku neizdosies - tas vienkārši izdegs.
Amatnieki forumos iesaka kurtuves iekšpusi izklāt ar šamota ķieģeļiem. Bet kušanas temperatūra pat labākie materiāli šāda veida nepārsniedz 1600°C, šāda kurtuve nekalpos ilgi. Otra iespēja ir izmantot īpašu degli, kas var pazemināt liesmas temperatūru līdz pieņemamām vērtībām. Tādējādi, kamēr neesat atradis šādu degli, jums nevajadzētu sākt uzstādīt mājās gatavotu ūdeņraža ģeneratoru.
Atrisinot problēmu ar katlu, izvēlieties piemērotu diagrammu un instrukcijas, kā izveidot ūdeņraža ģeneratoru privātmājas apkurei.
Pašdarināta ierīce būs efektīva tikai tad, ja:
- pietiekams plākšņu elektrodu virsmas laukums;
- pareiza materiāla izvēle elektrodu izgatavošanai;
- augstas kvalitātes šķidrums elektrolīzei.
Kādam izmēram jābūt vienībai, kurā tiek ģenerēts ūdeņradis pietiekamā daudzumā mājas apsildīšanai tas būs jānosaka “ar aci” (balstoties uz citu cilvēku pieredzi) vai vispirms savācot neliela uzstādīšana. Otrais variants ir praktiskāks – tas ļaus saprast, vai ir vērts tērēt naudu un laiku pilnvērtīga ģeneratora uzstādīšanai.
Retos metālus ideāli izmanto kā elektrodus, taču tas ir pārāk dārgs mājas iekārtai. Ieteicams izvēlēties nerūsējošā tērauda plāksnes, vēlams feromagnētiskas.
Ūdeņraža ģeneratora dizains Ūdens kvalitātei ir noteiktas prasības. Tas nedrīkst saturēt mehāniskus piemaisījumus un smagos metālus. Ģenerators visefektīvāk darbojas ar destilētu ūdeni, taču, lai samazinātu projektēšanas izmaksas, varat aprobežoties ar filtriem, lai attīrītu ūdeni no nevajadzīgiem piemaisījumiem. Lai elektriskā reakcija būtu intensīvāka, ūdenim pievieno nātrija hidroksīdu proporcijā 1 ēdamkarote uz 10 litriem ūdens.
Ekonomiskais jautājums
Pirms sākat detalizēti izprast ūdeņraža ģeneratora izgatavošanu, ieteicams atcerēties skolas fizikas kursu. Visas pārvērtības notiek ar enerģijas zudumu, tas ir, elektrības izmaksas ūdeņraža ražošanai netiks atgūtas ar siltumenerģiju, sadedzinot iegūto kurināmo.
Ja mēs uzskatām, ka mājās ir vienkārši neiespējami sadedzināt ūdeņradi pie maksimālās temperatūras un siltuma pārneses, kļūst skaidrs, ka reālie zudumi būs pat lielāki par tiem, kas aprēķināti ideālos apstākļos.
Tāpēc nav jēgas izmantot pašizveidotu ūdeņraža ģeneratoru apkurei, ja jums nav pieejama bezmaksas elektrība. Uzstādot elektrisko apkures katlu mājas apsildīšanai un tērējot elektroenerģiju tieši, bez sarežģītām pārvērtībām, jums izmaksās 2-3 reizes mazāk. Turklāt elektriskais apkures katls ir pilnīgi drošs, un paštaisītas instalācijas darbība var izraisīt sprādzienu, ja netiek ievēroti uzstādīšanas un ekspluatācijas noteikumi.
Acīmredzot lēta ūdeņraža ražošana ir videi draudzīga tīrā veidā, kas ietver elektrolīzi, ir nākotnes jautājums, pie kura šobrīd strādā vadošo pasaules valstu zinātnieki.
Lai ražotu siltumu savā mājā, varat izmantot dažādus enerģijas avotus. Starp tiem ir pietiekami daudz neparastas iespējas– piemēram, ūdeņraža degviela. Pašlaik vietējie patērētāji reti izmanto ūdeņraža apkuri, jo ir dažas grūtības iegūt izejvielas.
Tomēr šī metode joprojām tiek uzskatīta par videi draudzīgāko un nodrošina lielu telpu apkuri. Un šādas apkures izmaksas būs, lai arī lielākas, salīdzinot ar gāzes izmantošanu kā enerģijas nesēju, bet manāmi zemākas salīdzinājumā ar cietā kurināmā un elektrisko katlu darbību.
Ūdeņraža apkures iezīmes
Pirmo reizi mājas apkuri, izmantojot ūdeņradi, izstrādāja itāļu izgudrotāji. Viņu radītā ierīce praktiski neradīja troksni un neizstaroja atmosfērā starojumu. kaitīgās vielas. Tajā pašā laikā apkures katlu iekšpusē bija zema temperatūra, un iekārtas varēja izgatavot nevis no čuguna vai karstumizturīga tērauda, bet gan no parasts metāls un pat plastmasas.
Ūdeņraža sildīšanas “klasiskā”, zemas temperatūras versija ir siltuma izdalīšana ūdens veidošanās laikā no ūdeņraža un skābekļa. Lai gan ir arī paņēmiens, kas ietver apgriezto procesu - ūdens molekulu sadalīšanu, lai izveidotu ūdeņraža degvielu, kas deg katlos.
Katliem, kas darbojas ar ūdeņradi, nav nepieciešama īpaša sistēma sadegšanas produktu izvadīšanai atmosfērā. Galu galā process rada tikai tvaiku, kas ir nekaitīgs videi. Un izejvielu iegūšana praktiski nav īpaša problēma, atšķirībā no tādiem enerģijas nesējiem kā gāze, dīzeļdegviela un granulas.
Izmaksas, izmantojot ūdeņraža apkuri, tiks novirzītas tikai uz ģeneratora elektroenerģiju.
Priekšrocības un trūkumi
Ūdeņraža apkures sistēmu izplatību veicina visa rindašīs metodes priekšrocības:
- Emisiju vides tīrība.
- Strādāt, neizmantojot uguni (tikai tradicionālajām zemas temperatūras sistēmām). Tā kā siltums rodas nevis sadegšanas rezultātā, bet gan ķīmiskas reakcijas rezultātā. Ūdeņraža un skābekļa kombinācija izraisa ūdens ražošanu, un atbrīvotā enerģija nonāk siltummainī. Šajā gadījumā dzesēšanas šķidruma temperatūra nepārsniedz 40 grādus, kas ir gandrīz ideāls režīms “siltās grīdas” sistēmai.
- Ūdeņraža degvielas izmantošana ietaupa naudu privātmājas īpašniekam.
Vienīgā izdevīgākā metode ekspluatācijas ziņā ir gāzes apkure, kas ne vienmēr ir pieejama piepilsētas mājokļiem.
Turklāt ūdeņraža izmantošana samazina ogļūdeņražu, piemēram, naftas un gāzes, izmaksas, kas ir neatjaunojami resursi.
Tiesa, tehnikai ir arī trūkumi. Pirmkārt, ūdeņradis ir diezgan sprādzienbīstams, un tāpēc to ir grūti transportēt, lai gan šī problēma pastāv tikai zemas temperatūras versijai.
Otrkārt, speciālisti, kas spēj pareiza uzstādīšanaŠādu katlu un ūdeņraža balonu sertifikācijas mūsu valstī ir maz.
Princips un ierīce
Ūdeņraža sildīšanas pamatā ir ievērojama siltumenerģijas daudzuma izdalīšanās, kas rodas skābekļa un ūdeņraža molekulu mijiedarbības rezultātā. Process ir raksturots lieli izmēri tās plūsmai nepieciešamā jauda un augsta efektivitāte (>80%). Iekārtas pareizai darbībai ir nepieciešams:
- savienojums ar šķidruma avotu, kura lomu visbiežāk spēlē ūdeņraža sistēma;
- barošanas avota pieejamība, bez kuras nav iespējams uzturēt elektrolīzi;
- periodiska katalizatora nomaiņa, biežums ir atkarīgs no katla veiktspējas un konstrukcijas;
- atbilstība drošības prasībām), lai gan salīdzinājumā ar gāzes apkure to ir daudz mazāk, jo katlā notiek visas reakcijas, un no lietotāja ir nepieciešama tikai vizuāla procesa kontrole).
Tomēr, ņemot vērā to, ka ar savām rokām diez vai būs iespējams izveidot tādas iekārtas kā zemas temperatūras ūdeņraža iekārtu mājas apkurei, visbiežāk tiek izmantota alternatīva metode - ūdeņraža ražošana un izmantošana kā enerģijas nesējs. Šī opcija būs izdevīgāka un nodrošinās augstāku dzesēšanas šķidruma temperatūru apsildes sistēma(tāpat kā gāze).
Sistēmas montāža
Ūdeņraža apkures sistēmās ietilpst ūdeņraža ģeneratori, degļi un katli. Pirmais ir nepieciešams, lai šķidrums sadalītos tā sastāvdaļās (ar vai bez katalizatoru izmantošanas, lai paātrinātu procesu). Deglis rada atklātu liesmu, un katls kalpo kā siltuma apmaiņas ierīce. To visu var iegādāties atbilstošajos veikalos, taču tā pati sistēma, ko izveidojis pats, parasti darbojas efektīvāk.
Ūdeņraža ģeneratoru var salikt vairākos veidos. Lai to izgatavotu, jums būs nepieciešami vairāki tērauda caurules, tvertne konstrukcijas novietošanai, impulsa platuma ģenerators ar jaudu 30A un vairāk vai cits barošanas avots. Turklāt montāžas laikā nevar iztikt bez destilēta ūdens tvertnes.
Šķidrums, no kura izdalīsies ūdeņradis, tiek padots noslēgtā konstrukcijā, kur atrodas nerūsējošā tērauda plāksnes (jo vairāk to, jo vairāk tiek ražots ūdeņradis, lai gan tiek patērēta arī papildu elektrība), blakus viena otrai.
Tvertnē strāvas ietekmē notiek ūdens molekulu sadalīšanās process skābeklī un ūdeņradi, pēc kura pēdējais tiek ievadīts katlā, kur ir uzstādīts deglis. Ja strāva tiek piegādāta nevis no tīkla, bet no PWM ģeneratora, sistēmas efektivitāte palielinās.
Izmantotie materiāli
Apkures sistēmā parasti tiek izmantots destilēts ūdens, kuram pievieno nātrija hidroksīdu proporcijā 10 litri šķidruma uz 1 ēd.k. l vielas. Ja nav pieejams vai ir grūti iegūt nepieciešamo destilāta daudzumu, ir atļauts izmantot arī parasto krāna ūdeni, taču tikai tad, ja tas nesatur smagos metālus.
Tā kā metāli, no kuriem tiek izgatavoti ūdeņraža katli, ir pieļaujams izmantot jebkura veida nerūsējošo tēraudu - ferimagnētiskais tērauds, kuram netiek piesaistītas liekas daļiņas, būtu lielisks risinājums. Lai gan galvenajam materiāla izvēles kritērijam joprojām vajadzētu būt izturībai pret koroziju un rūsu.
Aparāta montāžai parasti tiek izmantotas caurules ar diametru 1 vai 1,25 collas. Degli var iegādāties attiecīgajā veikalā vai tiešsaistes servisā.
Ja izvēlaties pareizos materiālus un rūpīgi izpētāt apkures loku, uzstādīšanas izgatavošana un savienošana ar katlu nav grūta.
Tehnikas iespējamība
Iemesls ūdeņraža apkures sistēmas uzstādīšanai privātmājā var būt tās trūkums dabasgāze un elektroenerģijas pieejamība. Tajā pašā laikā izmaksas par ēkas nodrošināšanu ar siltumu ir zemākas, salīdzinot ar elektrisko apkures ierīču izmantošanu.
Turklāt, lai noņemtu sadegšanas produktus, nav vajadzīgas caurules. Izrādās, ka ūdeņraža iekārtu var izmantot lauku mājas kā neatkarīga vai papildu apkures iekārta.