私たちは天然ガスを最も手頃なタイプの燃料と見なすことに慣れています。しかし、それは彼が価値のある代替物を持っていることがわかりました-水を分解することによって得られる水素。この燃料を製造するための出発物質は一般に無料です。そして、あなたも自分の手で水素発生器を作るなら、節約は単に驚くべきものになるでしょう。正しい?
水素製造用に設計された技術設備のオプションと組立規則に関する貴重な情報を皆さんと共有する準備ができています。あなたの注意に提示された記事を研究することは、完全に機能するデバイスの製造の保証になります。
安価でありながら生産性の高い燃料を自分の手で作りたいとお考えの方のために、詳細な説明を提供しています。有能な運用のための推奨事項を提供します。アクションの原理を明確に説明する有益な追加として、写真アプリケーションとビデオが使用されました。
水素製造方法
高校の化学の授業では、蛇口から流れる普通の水から水素を得る方法について説明しました。化学の分野にはそういうものがあります-電気分解。電気分解のおかげで水素を生成することが可能です。
最も単純な水素設備は、水で満たされた一種のタンクです。水層の下には2つのプレート電極があります。それらに電流が供給されます。水は電流の優れた導体であるため、プレート間には低抵抗の接触が確立されます。
低い水抵抗を通過する電流は化学反応の形成に寄与し、その結果として水素が形成されます。
以前は化学のクラスの化学プログラムで研究されていた実験的な水素設置のスキーム。結局のところ、現代の日常のニーズの実践にとって、それらのレッスンは不必要ではありませんでした。
生成された水素をエネルギーエンジニアとして使用するために収集することは、すべてが単純でかなり残っているようです。しかし、化学では、それは微妙な詳細を省くことはありません。
つまり、水素が酸素と結合すると、特定の濃度で爆発性混合物が形成されます。この瞬間は、十分に強力なホームステーションを構築する能力を制限する重大な現象の1つです。
水素発生器の設計
自分の手で水素発生器を建設するために、彼らは通常、古典的なブラウンの設置計画を基礎とします。このような平均電力電解槽はセルのグループで構成されており、各セルにはプレート電極のグループが含まれています。設置の電力は、プレート電極の総表面積によって決まります。
細胞は外部環境から十分に絶縁されたタンク内に配置されます。タンク本体には、配水管や水素出口を接続するための配管、電気を接続するための接触パネルが展示されています。
ブラウンスキームに従って設計された水素発生装置。すべての計算によれば、この設備は家庭に熱と光を完全に提供するはずです。もう1つの質問は、これを可能にする次元と容量です(+)
ブラウンジェネレーター回路は、とりわけ、ウォーターシャッターとチェックバルブを備えています。これらの要素により、設備は水素の戻りから保護されます。このスキームによれば、例えばカントリーハウスの暖房を組織するために、水素設備の組み立てが理論的に可能です。
家の中の水素加熱
効率的な家庭暖房用の水素発生器を組み立てることは素晴らしいアイデアではありませんが、明らかに非常に不採算です。家庭用ボイラー室に必要な量の水素を得るには、強力な電解ユニットだけでなく、かなりの量の電気エネルギーも必要になります。
家庭で得られた水素による消費電力の補償は非合理的なプロセスと見なされています。
実際の家庭用水素発生器。動揺する唯一のものは、実験的なバージョンであり、火花から炎がどのように発生するかを示すことができます
それでも、家庭用の水素発生器を自分の手で作る方法の問題を解決しようとする試みは止まりません。動作の原理と、水素ボイラーの実際にテストされたモデルの1つの設計に慣れることをお勧めする記事
そして、これは拷問オプションの1つの例です:
- タイトで信頼性の高いコンテナが準備されています。
- 管状またはプレート電極が作られています。
- 電圧と電流を操作するための制御回路を組み立てています。
- ワークステーション用の追加モジュールが作成されています。
- アクセサリが選択されています(ホース、ワイヤ、ファスナー)。
当然、オシロスコープや周波数計などの特別な機器を含むツールキットが必要になります。必要なものがすべて揃ったので、ご家庭用の水素暖房設備の製造に直接進むことができます。
日曜大工のプロジェクト実装
最初に、水素発生セルを作る必要があります。燃料電池は、発電機ハウジングの長さと幅の内部寸法よりわずかに小さい全体寸法を持っています。電極付きブロックの高さは本体高さの2/3です。
セルは、textoliteまたはプレキシガラス(壁厚5-7 mm)で作成できます。このため、5つのtextoliteプレートのサイズが切り取られます。これらのうち、長方形が接着され(エポキシ接着剤で)、その下部は開いたままです。
大まかにそのような有機ガラス板は、水素発生器の燃料電池の本体を形成する。確かに、わずかに異なるバージョンのエンジニアリングがここに示されています-組み立てとネジによる固定用
長方形の上辺には、電極プレートのシャンクに必要な数の小さな穴が開けられています。レベルセンサー用に1つの小さな穴に加え、水素出力用に直径10〜15 mmの穴が1つあります。
長方形の内部には、プラチナ電極が配置されており、その接点シャンクは、上部プレートの開口部を通してセルから取り出されます。水位センサーはセルフィルの80%に取り付けられています。 textoliteプレートのすべての遷移(水素出力を除く)は、エポキシ接着剤で満たされています。
発電機の写真に示されているモジュールの設計機能は、円筒形の実行形式です。このミニチュアエネルギー源の電極も別の方法で作られています。
水素出口穴には、フィッティングが装備されている必要があります-シールまたは接着剤を使用して機械的に固定します。組み立てられた水素発生セルは、デバイスの本体内に配置され、上部の周囲に沿って慎重に密閉されます(ここでもエポキシを使用できます)。
これは、次のパイロットプロジェクトの水素発生器の場合でした。それは単純なアイデアを引き付けますが、このオプションは、民家の部屋を暖房するために設計された強力なステーションには適していないようです
ただし、セルを内部に配置する前に、発電機のハウジングを準備する必要があります。
- 下部に水を供給します。
- トップカバーをファスナーで作ります。
- 信頼できるシーリング材を拾う。
- カバーに電気端子台を配置します。
- カバーに水素コレクターを置きます。
結果は、次のようにして、部分的にすぐに使用できる水素発生器になります。
- 燃料電池はハウジングにロードされます。
- 電極はカバーの端子ストリップに接続されています。
- 水素の出口は水素コレクターに接続されています。
- カバーはシールを通してハウジングに取り付けられ、固定されます。
それは水と追加モジュールを接続するためだけに残っています。
水素発生器への追加
水素を生成するための自家製のデバイスには、補助モジュールを追加する必要があります。たとえば、発電機内に設置されたレベルセンサーと機能的に統合された給水モジュール。
単純な形で、このようなモジュールはウォーターポンプと制御コントローラーで表されます。ポンプは、燃料電池内の水位に応じて、センサー信号に従ってコントローラーによって制御されます。
水素ステーションの設計、さらには実験に含めたい追加の構造要素。自動化、制御、保護装置なしでは、水素発生器は操作できません
実際、燃料電池の作用電極の端子に印加される電流の周波数および電圧レベルを制御する装置を有することも望ましい。少なくとも、電気モジュールには、電圧安定装置と過電流保護が装備されている必要があります。
水素コレクターは、最も単純な形では、バルブ、圧力計、逆止弁が配置されているチューブのように見えます。水素は逆止弁を介してコレクターから取り出され、実際に消費者に供給することができます。
水素コレクターとゲージは水素システムの不可欠な部分であり、ガスの分配と圧力制御を保証します
しかし、実際には、物事はもう少し複雑です。水素は、燃焼温度の高い爆発性ガスです。したがって、単純に水素をボイラーシステムに燃料として取り込み、これをポンプで注入するだけでは機能しません。
設置品質基準
高品質で効率的で生産的な設備を自宅で組み立てることは非常に困難です。たとえば、電極板やチューブを構成する金属などの基準を考慮に入れても、問題が発生するリスクはすでにあります。
電極の耐久性は、金属の種類とその特性に依存します。もちろん、同じステンレス鋼を使用することもできますが、そのような要素の寿命は短命です。
水素発生器の電極板の一種のパロディ。プレートは、アルミニウム製の従来の可変コンデンサーから取られます。このような電極は、小さな実験システムの一部としても、正確に30分持続します。
設置寸法も重要な役割を果たします。計算は、必要な電力、水質、およびその他のパラメータに関して高精度で必要です。
したがって、作用電極間のギャップが計算値の外にある場合、水素発生器はまったく機能しない可能性があります。最悪の場合、計算された電力は数倍小さくなります。
電極を電源に接続するワイヤの断面でさえ、水素発生装置のデバイスでは重要です。確かに、ここではデバイスの安全な操作に関係しています。それにもかかわらず、ホームバージョンのデザインのこの詳細は考慮に入れられるべきです。
システムの安全な操作に戻ると、いわゆるウォーターシャッターの設計への導入も忘れてはなりません。これにより、ガスの逆流が防止されます。
自家製の水素発生器のかなりの数の開発にもかかわらず、まだ本当に効果的なオプションはまだありません。すべてのモデルは工場設備よりも劣っています。
産業用発電機
工業生産レベルでは、家庭用水素発生器の製造技術が徐々に習得され、開発されています。原則として、家庭用の発電所が生産され、その電力は1kWを超えません。
このような装置は、8時間以下の連続運転モードで水素燃料を生成するように設計されています。それらの主な目的は、暖房システムのエネルギー供給です。
マンションの一部として使用する設備も開発・製作しています。これらはすでにより強力な構造(5〜7 kW)であり、その目的は暖房システムのエネルギーだけでなく、発電にもあります。この組み合わせオプションは、欧米諸国と日本で急速に人気を得ています。
複合水素発生器は、高効率で二酸化炭素の排出量が少ないシステムとして特徴付けられます。
最大5 kWの容量を持つ実際の産業プラントの例。将来的には、コテージやコンドミニアムに設置する予定です。
ロシア産業もこの有望なタイプの燃料生産に従事し始めました。特に、ノリリスクニッケルは、国内を含む水素プラントの生産技術を習得しています。
開発および生産プロセスでは、さまざまなタイプの燃料電池を使用する予定です。
- プロトン交換膜;
- リン酸;
- プロトン交換メタノール;
- アルカリ性;
- 固体酸化物。
一方、電気分解プロセスは可逆的です。この事実は、水素を燃焼させることなく、すでに加熱された水を得ることが可能であることを示唆しています。
これは、家庭用ボイラー用の燃料の無料生産に関連する情熱の新しいラウンドを立ち上げることができるもう1つのアイデアであるようです。
自家製のモデルを自宅で実験する場合、最も予期しない結果に備える必要がありますが、ネガティブな経験も経験です。
家庭用の日曜大工の水素発生器は、まだ1つのアイデアのレベルで存在するプロジェクトです。自分の手で実際に実現された水素発生器のプロジェクトはなく、ネットワークに配置されているものは、著者の想像力または純粋に理論的な選択肢です。
したがって、近い将来に登場すると約束されている工業用の高価な製品に依存するだけです。
記事に記載されていない水素発生器の元のモデルを知っていますか?たぶんあなたは家の主人に役立つ貴重な情報を共有したいですか?下のブロックにコメントを書いて、トピックに写真を投稿して、意見を述べてください。