Не только установка водородного генератора является вопросом безопасности. Крайняя осторожность необходима также при установке и эксплуатации биореактора, поскольку биогаз взрывоопасен. Подробнее об установке такого типа читайте в следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.
Как сделать водородный генератор своими руками
Прежде чем строить водородный генератор, необходимо изучить все тонкости — экономическую целесообразность, безопасность. Вот несколько простых форм и конструкций водородных генераторов.
Существуют различные методы извлечения водорода из других веществ, из которых мы приводим здесь наиболее распространенные:
- Электролиз, данная методика наиболее простая и может быть реализована в домашних условиях. Через водный раствор, содержащий соль, пропускается постоянный электрический ток, под его воздействием происходит реакция, которую можно описать следующим уравнением: 2NaCl + 2H2O→2NaOH + Cl2 + H2↑. В данном случае пример приведен для раствора обычной кухонной соли, что не лучший вариант, поскольку выделяющийся хлор является ядовитым веществом. Заметим, что полученный данным способом водород наиболее чистый (порядка 99,9%).
- Путем пропускания водяного пара над каменноугольным коксом, нагретым до температуры 1000°С, при таких условиях протекает следующая реакция: Н2О + С ⇔ СО↑ + H2↑.
- Добыча из метана путем конверсии с водяным паром (необходимое условие для реакции – температура 1000°С): СН4 + Н2О ⇔ СО + 3Н2. Второй вариант – окисление метана: 2СН4 + О2 ⇔ 2СО + 4Н2.
- В процессе крекинга (переработки нефти) водород выделяется в качестве побочного продукта. Заметим, что в нашей стране все еще практикуется сжигание этого вещества на некоторых нефтеперерабатывающих заводах ввиду отсутствия необходимого оборудования или достаточного спроса.
Из перечисленных вариантов последний является самым дешевым, а первый — самым доступным, на нем основано большинство водородных генераторов, в том числе и для бытового использования. Принцип его работы заключается в том, что положительный электрод притягивает отрицательные ионы, а электрод с противоположным зарядом притягивает положительные ионы, в результате чего происходит разложение вещества.
Пример электролиза в растворе хлорида натрия
Основные достоинства отопления на водороде
Этот метод отопления дома имеет несколько важных преимуществ, которые способствуют его растущей популярности.
- Впечатляющий КПД, который нередко достигает 96%.
- Экологичность. Единственный побочный продукт, выделяющийся в атмосферу – это водяной пар, который не способен навредить окружающей среде в принципе.
- Водородное отопление постепенно заменяет традиционные системы, освобождая людей от необходимости в добыче природных ресурсов – нефти, газа, угля.
- Водород действует без огня, тепловая энергия образуется путем каталитической реакции.
Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома
Приступая к созданию водородного топливного элемента, необходимо изучить теорию процесса образования трескучего газа. Это даст понимание того, что происходит в генераторе, и поможет в управлении и эксплуатации системы. Кроме того, нужно купить необходимые материалы, большинство из которых легко найти на рынке. Что касается планов и инструкций, мы постараемся осветить эти темы в полном объеме.
Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи
Самодельная система на буром газе состоит из реактора со встроенными электродами, ШИМ-генератора для их работы, водяного затвора, а также соединительных кабелей и труб. В настоящее время существует несколько систем электролитов, в которых в качестве электродов используются пластины или трубки. Кроме того, в Интернете можно найти систему так называемого сухого электролиза. В отличие от традиционных конструкций, в этой системе пластины не помещаются в резервуар с водой, а жидкость закачивается в зазор между плоскими электродами. Отказавшись от традиционной системы, можно значительно уменьшить размер топливного элемента.
Электрическая схема ШИМ-регулятора 
Схема единичной пары электродов, используемых в топливной ячейке Мейера 
Схема ячейки Мейера 
Электрическая схема ШИМ-регулятора 
Чертёж топливной ячейки 
Чертёж топливной ячейки 
Электрическая схема ШИМ-регулятора 
Электрическая схема ШИМ-регулятора
В работе использованы чертежи и схемы рабочего электролита, которые можно адаптировать к собственным условиям.
Выбор материалов для строительства генератора водорода
Для создания топливного элемента не требуется почти никаких специальных материалов. Единственное, с чем могут возникнуть сложности, — это электроды. Итак, что вам нужно подготовить перед началом работы.
-
Если вы выбрали жидкостный генератор, вам понадобится герметичный контейнер для воды, который также послужит корпусом реактора. Можно использовать любой подходящий контейнер — главное требование — достаточная прочность и газонепроницаемость. При использовании металлических пластин в качестве электродов, конечно, предпочтительнее прямоугольная конструкция, например, тщательно запечатанный корпус старого (черного) автомобильного аккумулятора. Если для производства HHO используется трубопровод, подойдет большой бак бытового фильтра для воды. Лучшей альтернативой является использование корпуса генератора из нержавеющей стали, например, типа 304 SSL.
- Изготовление корпуса топливной ячейки. В качестве боковых стенок каркаса выступают пластины оргалита или оргстекла, нарезанные по размеру будущего генератора. Надо понимать, что размер аппарата напрямую влияет на его производительность, однако, и затраты на получение HHO будут выше. Для изготовления топливной ячейки оптимальными будут габариты устройства от 150х150 мм до 250х250 мм.
- В каждой из пластин просверливают отверстие под входной (выходной) штуцер для воды. Кроме того, потребуется сверление в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для соединения элементов реактора между собой.
- Подготавливается герметичная надёжная ёмкость.
- Делаются трубчатые или пластинчатые электроды.
- Собирается схема управления рабочим напряжением и током.
- Делаются дополнительные модули для рабочей станции.
- Подбираются аксессуары (шланги, провода, крепёж).
Инструкция: как сделать водородный генератор своими руками
Топливный элемент основан на наилучшей «сухой» схеме электролита с электродами в виде пластин из нержавеющей стали. В следующих инструкциях показана конструкция водородного генератора от «А» до «Я», поэтому лучше всего соблюдать последовательность шагов.
Принципиальная схема сухого топливного элемента
Строительство боковых стенок
Вот компоненты, которые необходимо подготовить перед сборкой топливного элемента
Начните сборку электродов с уплотнительного кольца
Примечание: Плоскость пластинчатых электродов должна быть ровной, иначе элементы с противоположными нагрузками будут соприкасаться и вызовут короткое замыкание!
При сборке пластин важно, чтобы выходные отверстия были правильно выровнены.
При окончательной фиксации важно проверить параллельность боковых стенок. Это позволит избежать деформаций.
Собрав несколько топливных элементов и соединив их параллельно, можно получить достаточное количество бурого газа
Чтобы получить достаточное количество бурого газа для отопления или приготовления пищи, несколько водородных генераторов соединяют параллельно.
Видео: Сборка устройства
Видео: Работа конструкции «сухого» типа
Конструкция водородного генератора
Водородные генераторы ручной сборки обычно основаны на классической форме системы Брауна. Этот электролит средней мощности состоит из группы ячеек, каждая из которых содержит группу пластинчатых электродов. Мощность установки определяется общей площадью поверхности пластинчатых электродов.
Элементы расположены внутри бака, хорошо изолированы от внешней среды. Корпус резервуара оснащен соединениями для водопровода, выхода водорода и контактной пластиной для подключения питания.
Завод по производству водорода спроектирован в соответствии с планом Брауна. Согласно всем расчетам, эта установка должна обеспечивать теплом и светом домашнее хозяйство. Другой вопрос — каких размеров и какой мощности она будет (+).
Схема генератора Брауна предусматривает, помимо прочего, наличие водяного уплотнения и регулирующего клапана. Эти элементы служат для защиты устройства от обратного потока водорода. Такая схема теоретически не исключает возможности использования водородной установки, например, для отопления загородного дома.
Водородное отопление в доме
Установка водородного генератора для эффективного обогрева дома — идея, может быть, и не причудливая, но, очевидно, крайне невыгодная. Для производства необходимого для котла количества водорода требуется не только мощная электролизная установка, но и значительное количество электроэнергии.
Компенсировать потребление электроэнергии за счет водорода, произведенного в домашних условиях, представляется нерациональным процессом.
Действительно работоспособный водородный генератор для домашнего использования. Огорчает только то, что это лишь экспериментальная версия, которая может показать, как из искры получается пламя.
Тем не менее, попытки решить проблему, как сделать водородный генератор для домашнего использования своими руками, не прекращаются. С принципом работы и устройством одной из проверенных моделей водородного котла знакомит статья, к прочтению которую мы рекомендуем.
А здесь приведен пример одной из вариаций пытки:
Разумеется, необходим набор инструментов, включая специальное оборудование, такое как осциллограф и частотомер. Когда у вас есть все необходимое, можно приступать непосредственно к созданию водородного обогревателя для дома.
Реализация проекта своими руками
Сначала вам нужно построить ячейку для получения водорода. Габаритные размеры топливного элемента немного меньше внутренних размеров корпуса генератора по длине и ширине. Высота электродного блока составляет 2/3 высоты основного корпуса.
Ячейка может быть изготовлена из текстолита или оргстекла (толщина стенок 5-7 мм). Для этого пять листов текстолита вырезаются по размеру. Их склеивают вместе, чтобы получился прямоугольник (с помощью эпоксидного клея), оставляя нижнюю часть открытой.
Корпус топливного элемента водородного генератора изготовлен из органического стекла, аналогично этим пластинам. Однако здесь представлен несколько иной вариант конструкции — для монтажа и крепления с помощью винтов.
В верхней части прямоугольника просверливается необходимое количество небольших отверстий для стержней электродных пластин, небольшое отверстие для датчика уровня и отверстие диаметром 10-15 мм для выхода водорода.
Электродные пластины помещаются внутрь прямоугольника так, чтобы их контактные стержни выходили из отверстий в верхней пластине за пределы ячейки. Датчик уровня воды установлен на уровне 80 % в ячейке. Все стыки в текстолитовой пластине (кроме выхода водорода) заполнены эпоксидным клеем.
Особенностью конструкции генераторного блока, показанного на фото, является его цилиндрическая форма. Электроды этого миниатюрного источника энергии также устроены по-другому.
Подача питания, проверка устройства на работоспособность
При подаче напряжения 1,5 вольта (больше не нужно, это слишком опасно) в первый резервуар начинается процесс электролиза, который приводит к выделению нужного газа. Затем он поступает во второй резервуар и пропускается через воду. В результате получается почти чистый водород.
Будьте осторожны, водород взрывоопасен. Не курите при включенном генераторе.
В заключение
Неважно, для чего DIYer’у понадобился водород. Может быть, это были чисто экспериментальные цели. Но факт остается фактом: водородный генератор можно собрать своими руками в домашних условиях. Такой навык может оказаться бесполезным, но создание чего-то нового с целью познания — это уже возможность заняться подобным делом.
Надеемся, что сегодняшняя информация, хоть и не будет полезной, но заинтересует наших уважаемых читателей. Пожалуйста, не забывайте о мерах безопасности и средствах индивидуальной защиты при проведении подобных работ.
