Как да направите водороден генератор за дома със собствените си ръце: практически съвети за изработка и монтаж

Свикнали сме да смятаме природния газ за най-достъпния вид гориво. Но се оказва, че той има достойна алтернатива – водород, получен чрез разцепване на водата. Изходното вещество за производството на това гориво го получаваме напълно безплатно. А ако освен това направите водороден генератор със собствените си ръце, икономията ще бъде просто невероятна. Нали така?

Готови сме да споделим с вас ценна информация относно вариантите и правилата за сглобяване на техническа инсталация, предназначена за производство на водород. Изучаването на представената за ваше внимание статия ще бъде гаранция за изработването на безотказно действащо устройство.

На желаещите да изградят сами генератор за евтино, но много продуктивно гориво, предлагаме подробно изложена инструкция. Даваме препоръки за правилна експлоатация. Като информативни допълнения, които нагледно обясняват принципа на действие, са използвани фото-приложения и видео.

Методи за получаване на водород

На уроците по химия в средното училище някога са давали обяснения за това как да получите водород от обикновена вода, изтичаща от крана. В химическата сфера съществува понятието електролиза. Именно благодарение на електролизата има възможност да се получава водород.

Най-простата водородна инсталация представлява някакъв съд, пълен с вода. Под слоя вода се разполагат два пластинчати електрода. Към тях се подава електрически ток. Тъй като водата е отличен проводник на електрически ток, между плочите се установява контакт с малко съпротивление.

Преминаващият през малкото водно съпротивление ток допринася за образуването на химическа реакция, в резултат на която се получава водород.

Схема на експериментална водородна инсталация, която в по-стари времена се изучаваше в програмата на средното училище по уроците по химия. Както се оказва, за практиката на съвременните битови нужди тези уроци не са били излишни.

Изглежда всичко е просто и остава съвсем малко – да съберете образувания водород, за да го използвате като енергиен източник. Но в химията никога не се минава без тънки детайли.

Така и тук: ако водородът се съедини с кислорода, при определена концентрация се образува взривоопасна смес. Този момент е едно от критичните явления, които ограничават възможностите за изграждане на достатъчно мощни домашни станции.

Конструкция на водороден генератор

За изграждане на водородни генератори със собствени ръце обикновено се взема като основа класическата схема на инсталацията на Браун. Такъв електролизер със средна мощност се състои от група клетки, всяка от които съдържа група от пластинчати електроди. Мощността на инсталацията се определя от общата площ на повърхността на пластинчатите електроди.

Клетките се поставят вътре в съд, добре изолиран от външната среда. На корпуса на резервоара се извеждат тръби за свързване на водопровода, за извеждане на водород, както и контактен панел за свързване на електричество.

Апарат за генериране на водород, проектиран по схемата на Браун. Според всички изчисления тази инсталация трябва да осигури на домакинството топлина и светлина. Друг въпрос – какви размери и мощности ще позволят това да се направи (+)

Схемата на генератора на Браун, освен всичко друго, предвижда наличието на воден затвор и обратен клапан. Благодарение на тези елементи се организира защита на инсталацията от обратен ход на водорода. По такава схема теоретично не се изключва сглобяването на водородна инсталация, например, за организиране на отопление на къща извън града.

Водородно отопление в дома

Да се сглоби водороден генератор за ефективно отопление на къщата – начинание, може би не фантастично, но определено крайно нерентабилно. За да се получи необходимият обем водород за домашно котелно помещение, ще е необходим не само мощен електролизен апарат, но и значителен обем електрическа енергия.

Компенсацията на изразходваното електричество с получения в домашни условия водород се вижда като нерационален процес.

Реално действащ водороден генератор за домашни цели. Единственото, което разочарова – това е само експериментален вариант, способен единствено да покаже как от искра възниква пламък.

Въпреки това, опитите да се реши задачата как да се направи водороден генератор за дома със собствени ръце, не спират. С принципа на работа и устройството на един от проверените на практика модели на водороден котел ще ви запознае статия, с която препоръчваме да се запознаете.

И ето пример на един от пробните варианти:

1. Подготвя се херметичен надежден съд.
2. Правят се тръбни или пластинчати електроди.
3. Сглобява се схема за управление на работното напрежение и тока.
4. Правят се допълнителни модули за работната станция.
5. Подбират се аксесоари (маркучи, проводници, крепеж).

Естествено, ще е необходим инструментален набор, включително специално оборудване, например, осцилоскоп и честотомер. След като се снабдите с всичко необходимо, можете да пристъпите директно към изработването на водородна отоплителна инсталация за дома.

Реализация на проекта със собствени ръце

Първоначално ще е необходимо да се направи клетка за генериране на водород. Горивната клетка има габаритни размери малко по-малки от вътрешните размери на дължината и ширината на корпуса на генератора. По височина размерът на блока с електродите е 2/3 от височината на основния корпус.

Клетката може да се направи от текстолит или плексиглас (дебелина на стената 5-7 мм). За целта се изрязват по размери пет текстолитови плочи. От тях се залепва (с епоксидно лепило) правоъгълник, чиято долна част остава отворена.

Приблизително такива плочи от органично стъкло образуват корпуса на горивната клетка на водородния генератор. Всъщност тук е показан малко по-различен вариант на инженерна мисъл – за сглобяване и закрепване с винтове.

На горната страна на правоъгълника се пробиват необходимия брой малки отвори за изводите на електродните плочи, един малък отвор за сензора за ниво, плюс един отвор с диаметър 10-15 мм за изхода на водород.

Вътре в правоъгълника се разполагат плочите на електродите, чиито контактни изводи се извеждат през отворите на горната плоча извън клетката. Инсталира се сензор за ниво на водата при отметка 80% запълване на клетката. Всички преходи в текстолитовата плоча (освен изхода за водород) се запълват с епоксидно лепило.

Особеност на конструкцията на модулите на изобразения на снимката генератор е цилиндричната форма на изпълнение. Също така по друг начин са изпълнени електродите на този миниатюрен източник на енергия.

Отворът за изход на водород трябва да се оборудва с нипел – да се закрепи механично, като се приложи уплътнение или да се залепи. Сглобената клетка за генериране на водород се разполага вътре в главния корпус на устройството и по горния периметър се херметизира внимателно (отново може да се използва епоксидна смола).

Такъв беше избран корпусът на водородния генератор за поредния експериментален проект. Привлича простата идея, но едва ли този вариант ще подхожда за мощна станция, предназначена за отопление на помещения на частна къща.

Но преди да се постави клетката вътре, корпусът на генератора трябва да се подготви:

• да се направи водоподаване в областта на дъното;
• да се изработи горен капак с крепеж;
• да се подбере надежден уплътнителен материал;
• да се разположи на капака електрически клемник;
• да се разположи на капака водороден колектор.

В резултат трябва да се получи частично готов за работа водороден генератор, след като:

1. Горивната клетка е поставена в корпуса.
2. Електродите са свързани на клемника на капака.
3. Нипелът за изход на водород е свързан с водородния колектор.
4. Капакът е монтиран на корпуса чрез уплътнител и е закрепен.

Остава само да се свържат водата и допълнителните модули.

Допълнения към водородния генератор

Самоделно устройство за получаване на водород трябва да бъде допълнено с помощни модули. Например, модул за подаване на вода, който функционално се обединява със сензор за ниво, монтиран вътре в генератора.

В прост вид такъв модул се състои от водна помпа и контролер за управление. Помпата се управлява от контролера по сигнал от сензора, в зависимост от нивото на водата вътре в горивната клетка.

Допълнителни конструктивни елементи, които трябва да бъдат включени в конструкцията на всяка водородна станция, дори и на експериментална. Без устройства за автоматика, контрол и защита, водородният генератор не може да бъде експлоатиран.

По същество, желателно е също да има устройство, което регулира честотата на електрическия ток и нивото на напрежение, подавани към клемите на работните електроди на горивната клетка. Като минимум, електрическият модул трябва да бъде оборудван със стабилизатор на напрежението и защита от претоварване по ток.

Водородният колектор, в най-простия си вид, изглежда като тръба, в която са разположени вентил, манометър, обратен клапан. От колектора вземането на водород се осъществява чрез обратния клапан и всъщност вече може да се подава към потребителя.

Водородният колектор и манометричният измервателен уред са неразделни части на водородната инсталация, благодарение на които се осигурява разпределението на газа и контролът на налягането.

Но на практика всичко е малко по-сложно. Водородът – взривоопасен газ, с висока температура на горене. Затова просто да вкарате водород в системата на отоплителния котел като гориво – това няма да се получи.

Критерии за качество на инсталацията

Да се сглоби качествена, ефективна и продуктивна инсталация в домашни условия е изключително трудно. Например, ако се вземе предвид такъв критерий като метала, от който се правят електродните пластини или тръбички, вече съществува риск да се сблъскате с проблеми.

Издръжливостта на електродите зависи от вида на метала и неговите свойства. Може, разбира се, да се използва същата неръждаема стомана, но продължителността на живота на такива елементи ще бъде кратка.

Някаква пародия на електродни пластини за генератор на водород. Взети са пластини от обикновен променлив кондензатор, които са направени от алуминий. Такива електроди ще стигнат точно за половин час работа дори в състава на малка експериментална система.

Съществена роля играят също монтажните размери. Необходими са изчисления с висока точност по отношение на изискваната мощност, качеството на водата и други параметри.

Така, ако големината на междината между работните електроди се окаже извън изчислената стойност, водородният генератор може изобщо да не функционира. В най-лошия случай мощността, за която е направено изчислението, ще се окаже няколко пъти по-малка.

Дори сечението на проводника, който свързва електродите с източника на захранване, има значение за устройството на водородния генератор. Вярно е, че тук става въпрос за безопасната експлоатация на устройството. Независимо от това, трябва да се вземе предвид и този детайл от конструкцията при домашното изпълнение.

Връщайки се към безопасната експлоатация на системата, не бива да забравяме и за въвеждането в конструкцията на така наречения воден затвор, който предотвратява обратното движение на газа.

Въпреки доста внушителния брой разработки на самоделни водородни генератори, реално ефективен вариант все още няма. Всички модели отстъпват на заводското оборудване.

Генератор с промишлено производство

На ниво промишлено производство технологиите за изработване на водородни генератори за битови нужди постепенно се усвояват и развиват. Като правило се произвеждат енергийни станции за домашна употреба, чиято мощност не надвишава 1 кВт.

Такъв апарат е проектиран за производство на водородно гориво в режим на непрекъснато функциониране не повече от 8 часа. Основното им предназначение е – енергоснабдяване на отоплителни системи.

Също така се разработват и произвеждат инсталации за експлоатация в състава на кондоминиуми. Това вече са по-мощни конструкции (5-7 кВт), чието предназначение е не само енергетика на отоплителните системи, но и производство на електричество. Такъв комбиниран вариант бързо набира популярност в западните страни и в Япония.

Комбинираните водородни генератори се характеризират като системи с висока КПД и ниски емисии на въглероден диоксид.

Пример на реално действаща промишлено произведена станция с мощност до 5 кВт. Подобни инсталации в перспектива се планира да се правят за оборудване на къщи и кондоминиуми.

Руската промишленост също започна да се занимава с този перспективен вид добив на гориво. В частност, «Норилски никел» усвоява технологии за производство на водородни инсталации, включително и битови.

Планира се да се използват най-различни типове горивни елементи в процеса на разработка и производство:

• протонообменни мембранни;
• ортофосфорнокиселинни;
• протонообменни метанолни;
• алкални;
• твърдотелни оксидни.

Между другото, процесът на електролиза е обратим. Този факт показва, че съществува възможност да се получава вече загрята вода без изгаряне на водород.

Изглежда, това е поредната идея, за която като се хванем, можем да започнем нов кръг на страсти, свързани с безплатния добив на гориво за домашен котел.

Изводи и полезно видео по темата

Експериментирайки у дома със самоделни модели, трябва да се подготвим за най-неочакваните резултати, но негативният опит – също е опит:

Водородните генератори за дома, изработени собственоръчно, – това все още е проект, който съществува само като идея. Практически реализирани проекти на водородни генератори, направени сами, няма, а тези, които се представят в мрежата, са въображение на техните автори или чисто теоретични варианти.

Така че остава да разчитаме само на промишлен скъп продукт, който обещава да се появи в близко бъдеще.

А вие познавате ли оригиналния модел водороден генератор, неописан в статията? Може би искате да споделите ценна информация, която ще бъде полезна за домашните майстори? Пишете, моля, коментари в блока по-долу, публикувайте снимки по темата, изразете вашето мнение.