L'idrogeno è un combustibile quasi perfetto per il nostro pianeta. L'unico problema è che si trova sul pianeta solo in combinazione con altre sostanze. Nella sua forma pura, l'idrogeno sulla Terra è solo dello 0,00005%. A questo proposito, la questione della progettazione dei generatori di idrogeno è molto rilevante. Non dimentichiamo che l'idrogeno è una fonte inesauribile di energia, praticamente sotto i nostri piedi.
Contenuto
- 1 Il dispositivo e il principio di funzionamento del generatore di idrogeno
- 2 La portata del generatore di idrogeno
- 3 Cosa serve per realizzare una cella a combustibile in casa
- 4 Generatore di idrogeno fai-da-te: istruzioni
- 5 Idrogeno in casa: c'è qualche vantaggio
- 6 Manutenzione di generatori di idrogeno
Il dispositivo e il principio di funzionamento del generatore di idrogeno
Come funziona
L'apparato classico per la generazione di idrogeno comprende un tubo di piccolo diametro, spesso a sezione circolare.Sotto di esso ci sono celle speciali con elettrolita. Le particelle di alluminio stesse si trovano nel vaso inferiore. L'elettrolita in questo caso è adatto solo per il tipo alcalino. Sopra la pompa di alimentazione è installato un serbatoio, dove viene raccolta la condensa. Alcuni modelli utilizzano 2 pompe. La temperatura è controllata direttamente nelle celle.
Il generatore riceve il gas dall'acqua. La sua qualità influisce direttamente sulla quantità di impurità nel prodotto finito. Quindi, se l'acqua con un'alta concentrazione di ioni estranei entra nel generatore, dovrà prima passare attraverso un filtro di deionizzazione.
Ecco come avviene il processo di ottenimento del gas:
- Il distillato viene suddiviso in ossigeno (O) e idrogeno (H) durante il processo di elettrolisi.
- L'O2 entra nel serbatoio di alimentazione e quindi fuoriesce nell'atmosfera come sottoprodotto.
- H2 viene fornito al separatore, separato dall'acqua, che poi ritorna al serbatoio di alimentazione.
- L'idrogeno viene ripassato attraverso una membrana di separazione, che estrae da essa l'ossigeno rimanente, e quindi entra nell'apparecchiatura cromatografica.
metodo di elettrolisi
Come accennato in precedenza, non ci sono praticamente fonti di energia inesauribili nel mondo come l'idrogeno. Non va dimenticato che 2/3 dell'Oceano Mondiale sono costituiti da questo elemento e nell'intero Universo H2, insieme all'elio, occupa il volume più grande. Ma per ottenere idrogeno puro, devi dividere l'acqua in particelle, e questo non è molto facile da fare.
Scienziati dopo molti anni di trucchi inventati metodo di elettrolisi. Questo metodo si basa sul posizionamento di due piastre di metallo vicine l'una all'altra nell'acqua, che sono collegate a una fonte di alta tensione.Successivamente, viene applicata energia e un grande potenziale elettrico rompe effettivamente la molecola d'acqua in componenti, a seguito dei quali vengono rilasciati 2 atomi di idrogeno (HH) e 1 ossigeno (O).
Questo gas (HHO) prende il nome dallo scienziato australiano Yull Brown, che nel 1974 brevettò la creazione di un elettrolizzatore.
Cella a combustibile Stanley Meyer
Uno scienziato statunitense, Stanley Meyer, ha inventato un'installazione del genere che non utilizzava un forte potenziale elettrico, ma correnti di una certa frequenza. La molecola d'acqua oscilla nel tempo al variare degli impulsi elettrici ed entra in risonanza. A poco a poco, guadagna potenza, che è sufficiente per separare la molecola in componenti. Per un tale impatto, le correnti sono dieci volte inferiori rispetto al funzionamento di un'unità di elettrolisi standard.
IMPORTANTE! Meyer ha pagato con la vita per la sua invenzione. Fu ucciso, secondo alcune indiscrezioni, per ordine dei magnati, poiché la sua invenzione avrebbe potuto uccidere sul nascere il commercio del petrolio. Tuttavia, alcuni dei risultati dello scienziato sono stati preservati, quindi i suoi contemporanei hanno l'opportunità di provare a realizzare tali dispositivi.
Vantaggi del gas di Brown come fonte di energia
- L'acqua da cui si ottiene HHO è presente sul nostro pianeta in grandi quantità. Di conseguenza, le fonti di idrogeno sono praticamente inesauribili.
- La combustione del gas di Brown produce vapore acqueo. Può essere ricondensato in un liquido e riutilizzato come materia prima.
- La combustione di HHO non rilascia nell'atmosfera sostanze nocive e non forma sottoprodotti diversi dall'acqua. Possiamo dire che il gas di Brown è il carburante più ecologico al mondo.
- Quando si utilizza un generatore di idrogeno, viene rilasciato vapore acqueo.La sua quantità è sufficiente per mantenere a lungo un'umidità confortevole nella stanza.
IMPORTANTE! L'idrogeno può essere ottenuto anche mediante cracking - raffinazione del petrolio (rilascia gas come sottoprodotto). Questo metodo è più economico dell'ottenimento per elettrolisi, ma potrebbero esserci difficoltà nel trasporto del gas. Inoltre, il gas prodotto dall'elettrolisi è molto più pulito di quello prodotto dal cracking.
La portata del generatore di idrogeno
H2 è un moderno vettore energetico che viene utilizzato attivamente in molte aree industriali. Qui ci sono solo alcuni:
- produzione di acido cloridrico (HC)l;
- produzione di carburante per lanciarazzi;
- produzione di ammoniaca;
- lavorazione dei metalli e taglio su di esso;
- sviluppo di fertilizzanti per le aree suburbane;
- sintesi di acido nitrico;
- creazione di alcol metilico;
- industria alimentare;
- produzione di acido cloridrico;
- realizzazione di sistemi a “pavimento caldo”.
Inoltre, HHO è diventato molto utile nella vita di tutti i giorni, tuttavia, con riserve. Innanzitutto viene utilizzato per impianti di riscaldamento autonomi. Inoltre, il gas di Brown viene aggiunto alla benzina nel tentativo di ingannare il motore e risparmiare carburante.
Entrambi i casi hanno le loro caratteristiche. Quindi, quando si organizza il riscaldamento domestico, è necessario tenere conto del fatto che la temperatura di combustione dell'HHO è un ordine di grandezza superiore a quella del metano. A questo proposito, è necessario acquistare una caldaia speciale e costosa con un ugello resistente al calore. In caso contrario, il proprietario e la sua casa saranno in grave pericolo.
Per quanto riguarda l'uso di un generatore in un'auto, a volte il sistema può funzionare, se progettato correttamente. Ma è quasi impossibile trovare parametri ideali o un fattore di guadagno di potenza.Inoltre, non è del tutto chiaro quanto sarà ridotta la vita del motore e la sua sostituzione costerà un bel soldo.
Cosa serve per realizzare una cella a combustibile in casa
Creare un'unità di idrogeno a casa non è un compito facile. Devi armarti non solo di una serie di strumenti, ma anche delle conoscenze pertinenti e dei diagrammi.
Progettazione di un generatore di idrogeno: schemi e disegni
Il dispositivo è costituito da un reattore con elettrodi installati, un generatore PWM per l'alimentazione, un sigillo d'acqua, fili e tubi flessibili che collegano la struttura. Ad oggi sono noti diversi schemi di elettrolizzatori, in cui vengono utilizzate piastre o tubi come elettrodi.
Anche i dispositivi di elettrolisi a secco sono popolari. A differenza della versione classica, in questa unità le piastre non vengono poste in un contenitore con liquido, ma l'acqua stessa viene convogliata nello spazio tra gli elettrodi piatti.
La scelta dei materiali per la costruzione di un generatore di idrogeno
Per realizzare un generatore in casa, non sono necessari strumenti speciali e insoliti. Ecco cosa ti serve per preparare:
- seghetto per la lavorazione di prodotti in metallo;
- trapano e trapani per esso;
- set di chiavi inglesi;
- cacciaviti piatti e con intaglio;
- smerigliatrice angolare ("smerigliatrice") con un cerchio per tagliare il metallo;
- multimetro e flussometro;
- governate;
- marcatore.
Generatore di idrogeno fai-da-te: istruzioni
Il processo inizia con la creazione di una cella di produzione di idrogeno. In termini di dimensioni, dovrebbe essere leggermente inferiore ai parametri interni della lunghezza e della larghezza dell'alloggiamento del generatore. In altezza, è 2/3 dell'altezza dell'edificio principale. La cella è realizzata in textolite o plexiglass (spessore della parete 5-7 mm).Per fare ciò, vengono tagliati 5 piatti su misura, da cui viene incollato un rettangolo e la sua parte inferiore non è chiusa da nulla.
Utilizzando una smerigliatrice, le piastre degli elettrodi vengono ritagliate da una lamiera di acciaio inossidabile. In termini di dimensioni, dovrebbero essere 10-20 mm più piccoli delle pareti laterali.
IMPORTANTE! Per ottenere abbastanza HHO, l'acciaio inossidabile deve essere levigato su entrambi i lati.
In ogni piastra è necessario praticare 2 fori: per fornire acqua allo spazio tra gli elettrodi e per rimuovere il gas di Brown.
Nelle pareti di faesite sono inseriti i raccordi per l'approvvigionamento idrico e l'estrazione del gas. I giunti in cui sono stati fissati sono accuratamente trattati con sigillante. I prigionieri vengono installati in una delle parti del corpo trasparenti e quindi vengono posati gli elettrodi.
IMPORTANTE! Il piano degli elettrodi della piastra deve essere piatto, altrimenti gli elementi potrebbero causare un cortocircuito.
Le piastre vengono staccate dai lati del reattore mediante o-ring, che possono essere realizzati in silicone, paronite o altro materiale. Dopo aver posato l'ultima piastra, viene montato un anello di tenuta, dopo di che il generatore viene chiuso con una seconda parete di cartone rigido. La struttura risultante è fissata con rondelle e dadi.
Il generatore è collegato a un serbatoio dell'acqua e a un gorgogliatore mediante tubi in polietilene. Le piazzole di contatto degli elettrodi sono interconnesse, dopodiché l'alimentazione viene collegata ad esse. La cella è alimentata da un generatore PWM.
Idrogeno in casa: c'è qualche vantaggio
Notiamo subito: non è redditizio utilizzare un generatore di idrogeno per riscaldare una casa.Spenderai più elettricità rilasciando H2 puro di quanta ne otterrai energia bruciandola. Quindi, per 1 kW di calore, vengono spesi 2 kW di elettricità, cioè non ci sono vantaggi. Più facile da installare a casa di qualsiasi caldaie elettriche.
Per sostituire 1 litro di benzina per un'auto, saranno necessari 4766 litri di idrogeno puro o 7150 litri di gas detonante, 1/3 dei quali è ossigeno. Finora, anche le migliori menti del mondo non hanno sviluppato un'unità in grado di fornire tali prestazioni.
Manutenzione di generatori di idrogeno
L'attrezzatura deve essere mantenuta con cura. Gli esperti consigliano di attenersi ai seguenti suggerimenti:
- non migliorare o modificare personalmente il generatore, anche se si dispone di un disegno tecnico professionale;
- si consiglia di installare speciali sensori di temperatura all'interno dello scambiatore di calore sull'apparecchiatura, che consentiranno di controllare il processo di surriscaldamento dell'acqua;
- le valvole di intercettazione possono essere installate nel bruciatore e collegate al sensore di temperatura. Ciò consentirà all'apparecchio di raffreddarsi correttamente.
Un generatore autocostruito consente di ottenere idrogeno, ma viene utilizzato principalmente per esperimenti e saldatura a gas. Per riscaldare una struttura considerevole, l'efficienza del dispositivo semplicemente non è sufficiente. E allo stesso tempo, non bisogna dimenticare la bassa efficienza del dispositivo, nonché la seccatura e il costo di assemblaggio.
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