Российская промышленность также начала развивать технологии, позволяющие эффективно использовать альтернативные источники топлива. В частности, компания Норильский никель активно занимается разработкой технологий для создания водородных установок, нацеленных как на промышленные, так и на бытовые нужды.
Как сделать водородный генератор для дома своими руками: практические советы по изготовлению и монтажу
Мы привыкли считать самым доступным источником топлива природный газ. Однако существует и его достойная альтернатива — водород, который можно получить путем расщепления воды. Это исходное сырьё для производства водорода представляется нам совершенно бесплатным. Если вы решите создать водородный генератор собственными руками, то экономия окажется просто колоссальной. Не так ли?
Мы готовы поделиться с вами полезной информацией о различных подходах и правилах сборки технической установки, предназначенной для производства водорода. Ознакомление с представленной статьей обеспечит успешное создание устройства, которое будет работать без сбоев.
Тем, кто желает собственноручно собрать генератор для получения качественного, но эффективного топлива, мы предлагаем подробную инструкцию. Также приведём рекомендации по его безопасному и грамотному использованию. В качестве наглядных дополнений, объясняющих принцип работы, будут представлены фото и видео.
Методы получения водорода
На уроках химии в средней школе нам объясняли, как извлечь водород из простой воды из-под крана. В химии существует такое понятие, как электролиз. Именно благодаря этому процессу возможно получение водорода.
Самая простая установка для получения водорода представляет собой ёмкость, наполненную водой. Под её поверхностью устанавливаются два электрода. К ним подводится электрический ток. Поскольку вода является хорошим проводником тока, между электродами возникает контакт с низким сопротивлением.
Ток, проходящий через небольшое сопротивление воды, вызывает химическую реакцию, в результате которой выделяется водород.
Схема экспериментальной установки для получения водорода, которую мы изучали на уроках химии. Оказывается, эти уроки несомненно полезны для практических нужд современного человека.
На первый взгляд, задача кажется простой — собрать образовавшийся водород для его использования в качестве энергетического источника. Но в химии всегда есть нюансы.
В данном случае, если водород соединяется с кислородом, при определённых условиях образуется взрывоопасная смесь. Этот факт представляет собой одно из серьёзных ограничений, с точки зрения возможности создания мощных домашних устройств для получения водорода.
Шаг 2: Сооружаем катод
Для сборки катода понадобится медный кабель и инструмент для его оголения (можно использовать подручные средства).
Снимите изоляцию на участке длиной 10-20 см и оберните его вокруг карандаша. Эта медная спираль будет являться готовым катодом.
Для увеличения поверхности катода можно прикрепить к нему дополнительный кусок меди.
Шаг 3: Собираем заглушку контейнера
На этом этапе вам понадобятся крышка контейнера, воронка, дрель, анод, катод и клеевой пистолет.
Необходимо просверлить отверстие в крышке контейнера, оно должно быть достаточно большой, чтобы пропустить кончик воронки. Вставьте кончик воронки в отверстие и закрепите его горячим клеем. Будьте внимательны, чтобы клей не был слишком горячим, чтобы не расплавить пластиковую крышку и воронку.
После того как клей остынет, приклейте катод внутри воронки, а анод снаружи. Сделайте небольшие отверстия в крышке, пропустите через них провода и также закрепите их горячим клеем.
Принцип получения водорода
Электролиз представляет собой процесс разложения воды на водород и кислород, который происходит при следующих условиях:
- Металлические пласты, которые погружаются в воду, подключаются к источнику напряжения и располагаются близко друг к другу.
- Для ускорения реакции может быть применён катализатор, например, щелочной раствор.
- Цепь замыкается через воду, в результате чего молекула воды (H2O) распадается на два атома водорода и один атом кислорода. Получается гремучий газ (газ Брауна) — взрывоопасная смесь водорода и кислорода.
- Собранный гремучий газ можно использовать для отопления дома (например, сжигания в котле). Водород, который образуется в процессе расщепления воды, обладает отличными горючими свойствами, а кислород — необходим для поддержания горения.
Агрегаты промышленного производства
Водород уже давно успешно используется в качестве источника энергии в различных отраслях экономики. Для частных домов производятся водородные электрогенераторы, где газ выделяется в процессе электролиза, а полученный горячий пар используется в системе отопления.
Использование заводских электролитических агрегатов имеет следующие особенности:
- Они соответствуют международным стандартам безопасности и экологичности.
- Для их приобретения и установки требуется разрешение Ростехнадзора, что предполагает подготовку необходимого пакета документов (сертификаты соответствия ГОСТ Р, санитарно-эпидемиологические заключения).
- Генератор работает в связке с котлом и трубопроводами, в процессе его работы применяется жидкий щелок как катализатор. Систему нужно заправлять не реже одного раза в год.
- Наибольшую эффективность показывают системы, которые обеспечивают прогрев полов или плинтусов.
Стандартный бытовой агрегат включает следующие элементы:
- Электролизер — устройство для разделения молекул воды на составляющие.
- Электронный блок, который включает трансформатор и выпрямитель тока.
- Управляющее устройство для подготовки воды (деминерализации).
- Панель управления с автоматическим контролем, регулирующая рабочие параметры процесса.
- Система мониторинга, которая анализирует газы на предмет утечек и может предотвратить аварийные ситуации.
- Система охлаждения конденсата.
Преимуществами заводских устройств являются их компактность, безопасность и высокая эффективность. Для получения одного кубометра водорода необходимо использовать 0,5 литра воды и 3,5-4 кВт электроэнергии.
Сборка рабочей части генератора водорода
Когда отверстия готовы, можно переходить к сборке рабочей части. В одну из реек нужно ввернуть до половины 10 саморезов. При этом отверстия чередуются, оставляя через одно пустым. Затем заверните оставшиеся десять саморезов через обе рейки. В итоге, когда саморезы будут полностью закручены, между рейками образуется зазор. Оставшиеся десять саморезов нужно будет закрутить через противоположную рейку. Если словесные пояснения недостаточно понятны, обратите внимание на иллюстрацию ниже.
Подключение электропроводки
С помощью паяльника соедините шляпки саморезов с одной стороны. Затем повторите процесс с обратной стороны. Это может потребовать усилий, поскольку стальные саморезы не предназначены для пайки и требуют качественного разогрева. Для облегчения работы, предварительно облужите шляпки саморезов и нанесите немного припоя. Лучше использовать проволочный припой, который уже содержит канифоль; если его нет, можно использовать кислоту для пайки.
В завершение, припаять зачищенную медную жилу, которая будет соединяться с питающим проводом. На каждую сторону будет подаваться разный заряд.
Для чего нужна стеклянная бутылка
Стеклянная бутылка или банка будет использоваться в качестве резервуара для электролита, с помощью которого будет происходить выработка водорода. Рабочая часть генератора помещается внутрь этих ёмкостей, обеспечивая, чтобы рейки не выступали наружу. После небольших доработок крышка должна будет закрываться герметично.
Работа с крышкой генератора
В крышке нужно сделать отверстие, диаметр которого будет равен капельнице. Капельница — это элемент в медицинской системе, который имеет утолщение. Необходимо отрезать верхнюю часть капельницы, к которой прикреплена игла, предназначенная для подачи растворов.
Вставьте капельницу отрезанной частью в отверстие крышки. Через неё также следует вывести системы питания. Для обеспечения герметичности необходимо залить термоклеем или силиконом как изнутри крышки, так и снаружи.
Сборка генератора
Для сборки водородного генератора из обычной воды понадобятся:
- Пластиковая бутылка объемом 0,5 литра;
- Электролит — щелочь (например, гидроксид натрия или гидроксид калия);
- Два электрода — металлические проволоки из нержавеющей стали;
- Две прозрачные трубки;
- Две крышки для бутылки;
- Напильник или шлифовальная бумага;
- Провода для подключения электродов к источнику энергии;
- Источник энергии — батарейка или адаптер;
- Клей или скотч.
Сначала подготовьте пластиковую бутылку. При помощи напильника или шлифовальной бумаги отполируйте участки, где будут установлены электроды; одно должно находиться на дне, а другое — на верхней части бутылки.
Затем вставьте по одной прозрачной трубке в отверстия крышек. Закрепите одну крышку на верхнем отверстии, а другую — на нижнем.
Поместите две проволоки в прозрачные трубки так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Одну проволоку подключите к положительному полюсу источника энергии, а другую — к отрицательному.
Приготовьте раствор электролита, растворив щелочь в воде согласно инструкции на упаковке. Обычно для этого нужно растворить около одной столовой ложки щелочи в 200 мл воды.
Наполните бутылку подготовленным раствором электролита, следя за тем, чтобы проволоки не касались дна и верхней крышки.
Наконец, закройте крышку с электродами на бутылку и убедитесь в надежном подключении проводов к источнику энергии.
Теперь ваш водородный генератор готов к работе! При подаче электрического тока через проволоки вода будет разлагаться на водород и кислород.
Подготовка рабочей платы
Перед тем как начать создание водородного генератора, подготовьте рабочую плату. Вам понадобятся следующие материалы и инструменты:
Материалы:
- Пластиковая бутылка объемом от 0,5 до 2 литров;
- Две металлические пластины (желательно из нержавеющей стали);
- Два провода с крокодиловыми зажимами;
- Вода.
Инструменты:
- Ножницы;
- Наждачная бумага;
- Отвертка;
- Клейкая лента;
- Штатив или другая подставка для фиксации генератора.
Убедитесь, что у вас есть все необходимые материалы и инструменты перед началом работы, чтобы избежать прерывания процесса сборки водородного генератора.
Подключение электролита
Перед добавлением электролита проверьте, что ячейка герметична и не имеет утечек. С помощью пипетки или шприца внесите небольшое количество электролита в ячейку. Убедитесь, что его количество достаточное для покрытия анода и катода, но не слишком большое, чтобы избежать перелива.
После добавления электролита закройте ячейку, проверяя герметичность, чтобы предотвратить утечку газов. Затем подключите провода от источника питания к аноду и катоду ячейки. Напоминаем, что анод подключается к положительному полюсу источника питания, а катод — к отрицательному.
Установка электродов
После подготовки ёмкости и наливки воды, необходимо установить электроды. Для этого вам понадобятся две металлические пластины, предпочтительно из нержавеющей стали или платины.
Поместите первую пластину прямо в контейнер с водой, убедившись, что она полностью погружена и находится на безопасном расстоянии от краёв контейнера.
Подключение и запуск
Для подключения и запуска водородного генератора из обычной воды следуйте следующим шагам:
- Убедитесь, что генератор установлен в безопасном месте, свободном от возможности случайного воспламенения водорода.
- Приготовьте два провода длиной примерно 10 см и оголите их концы.
- Подключите один конец одного провода к отрицательному полюсу источника постоянного тока (например, батареи).
- Подсоедините другой конец этого провода к отрицательному электроду водородного генератора.
- Подключите один конец второго провода к положительному полюсу источника постоянного тока.
- Соедините другой конец этого провода с положительным электроды водородного генератора.
- Удостоверьтесь, что все соединения прочные и провода не соприкасаются друг с другом.
- Включите источник постоянного тока.
- Активируйте водородный генератор в соответствии с инструкциями производителя.
Ваш водородный генератор готов к работе, но будьте предельно осторожны и соблюдайте все рекомендованные меры предосторожности.
Соединение проводов
После подготовки всех необходимых материалов переходите к соединению проводов. Вам понадобятся:
- Водородный генератор
- Провода с крокодиловыми зажимами
- Источник постоянного тока (батарея или аккумулятор)
Начните подключение, подсоединив один из концов первого провода к положительному (+) полюсу источника питания. Затем присоедините другой конец этого провода к положительному (+) полюсу водородного генератора.
С помощью второго провода подсоедините один его конец к отрицательному (-) полюсу источника постоянного тока, затем соедините другой конец с отрицательным (-) полюсом генератора водорода.
Убедитесь, что все соединения надёжны, и что провода нигде не перекрываются и не коротят друг друга.
Правильное соединение проводов позволит запустить генератор на получение водорода из обыкновенной воды.
