DIY generator wodoru do ogrzewania

Elektrolizer, bo tak nazywa się urządzenie, zwane też generatorem wodoru. Jest to urządzenie, którego działanie opiera się na wykorzystaniu fizykochemicznego procesu rozkładu wody pod wpływem prądu elektrycznego na wodór i tlen. Proces ten nazywa się elektrolizą i od dawna jest znany i badany w liceum.

Generator wodoru

Elektrolizer jest jednym z najpopularniejszych generatorów wodoru.

Opis i zasada działania

Generalnie generator wodoru to zestaw metalowych płytek zanurzonych w wodzie destylowanej. Konstrukcja zamknięta jest w szczelnej obudowie z zaciskami do podłączenia zasilania i wylotu gazu.

Teoretycznie działanie generatora wodoru można przedstawić w następujący sposób: prąd elektryczny przepływa pomiędzy płytkami o przeciwnych biegunach (anodą, katodą) zanurzonymi w wodzie destylowanej. W tym przypadku woda jest rozdzielana na tlen i wodór. Im większa powierzchnia płytek, tym więcej prądu przepływa przez wodę i tym więcej gazów jest uwalnianych. Płyty są łączone naprzemiennie (+ - + - itd.).

Obszar zastosowań

Z uwagi na fakt, że sam proces elektrolizy wiąże się ze zużyciem dużej ilości energii elektrycznej, przemysłowe zastosowanie elektrolizerów jest znacznie ograniczone. Bardziej opłacalne ekonomicznie jest stosowanie chemicznych metod produkcji wodoru.

Obecnie generatory wodoru wykorzystywane są do:

• spawanie gazowe i cięcie gazowe wodorem w warunkach warsztatów jubilerskich;
• zmniejszenie toksyczności silników spalinowych (ICE) i zwiększenie ich sprawności (sprawności);
• zwiększenie sprawności i zmniejszenie toksyczności kotłów na paliwa płynne.

Urządzenie

Nieliczne elektrolizery przemysłowe, które służą do produkcji wodoru i tlenu, produkowane są w instalacjach stacjonarnych. Elektrody w nich są włączone dwubiegunowo, a ich liczba zależy od sposobu podłączenia do sieci (transformatorowy lub beztransformatorowy).

Projekty małych generatorów wodoru, które są produkowane zarówno przez krajowe, jak i firm zagranicznych i są wykorzystywane do poprawy sprawności silników spalinowych i innych celów, różnią się dużymi różnorodność. Ponadto istnieje ogromna liczba projektów zrób to sam. Wiele informacji na ich temat można znaleźć w Internecie.

Biorąc pod uwagę, że konstrukcja elektrolizera jest prosta i łatwa do wykonania własnymi rękami, rozważymy projekty kilku podobnych urządzeń:

1. Najprostszy elektrolizer.
2. Generator wodoru do samochodu.

Najprostszy elektrolizer

Aby zrobić najprostszy generator wodoru, jest wystarczająca wiedza z zakresu fizyki i chemii w ilości liceum.

Materiały i narzędzia

• Stal nierdzewna 03X16H15M3 o wymiarach 500x500 mm. Można zastosować dowolny inny gatunek stali nierdzewnej.

  Ważny: normalna stal w wodzie koroduje. Ponadto zamiast wody można użyć elektrolitu alkalicznego, który jest dość agresywny, zwłaszcza gdy przepływa przez niego prąd elektryczny. W tych warunkach zwykła stal nie wytrzyma długo.

• Przezroczysta tuba polietylenowa o długości co najmniej 1 mi średnicy 8 mm.
• 2 śruby М6х150, podkładki i nakrętki.
• 3 okucia w jodełkę o średnicy zewnętrznej 8 mm.
• Plastikowy pojemnik z pokrywką co najmniej 1,5 litra.
• Filtr do czyszczenia bieżącej wody (można użyć filtra z pralki).
• Zawór zwrotny wody.
• Uszczelniacz silikonowy.
• Szlifierka lub piła do metalu.
• Klucze do śrub M6.
• Nóż.

Proces produkcji

• Blachę tniemy w taki sposób, że otrzymujemy 16 płyt tej samej wielkości.
• W jednym rogu każdej płyty należy wywiercić otwór na śrubę M6. Dzięki temu otworowi płyty zostaną połączone, więc środek otworu we wszystkich płytach musi znajdować się na tej samej osi.
• W celu prawidłowego połączenia płyt w każdej płytce należy odciąć narożnik, który znajduje się po stronie przeciwnej do otworu pod śrubę.
• Zamontuj płyty naprzemiennie na śrubach zgodnie ze schematem, izolując od siebie płyty „+” i „-” za pomocą rurki polietylenowej i podkładek. Jeśli płyty są prawidłowo zamontowane, ścięte rogi zapobiegną stykaniu się płyt przeciwległych biegunów.
• Po zainstalowaniu wszystkich płyt konstrukcję należy dokręcić nakrętkami.

  Ważny: po zakończeniu montażu należy upewnić się, że płyty przeciwległego bieguna nie są ze sobą połączone (pierścień konstrukcji).

• Powstałą konstrukcję mocujemy w plastikowej skrzynce za pomocą podkładek i nakrętek, po wywierceniu 2 otworów na śruby „+” i „-”. Uszczelnij otwory uszczelniaczem silikonowym, aby zapewnić szczelność.
• W pokrywie pudełka wiercimy otwory i wstawiamy okucie. Otwory należy uszczelnić szczeliwem silikonowym.
• Pozostaje sprawdzić działanie powstałego elektrolizera. W tym celu napełnij pojemnik wodą do śrub mocujących i zamknij go pokrywką. Następnie na jedną z kształtek zakładamy wąż polietylenowy i spuszczamy go do jakiegoś pojemnika z wodą. Po podłączeniu źródła zasilania do rygli obserwujemy pojawianie się bąbelków emitowanego gazu. W celu zwiększenia ilości uwalnianego gazu konieczne jest zwiększenie siły prądu przepływającego przez wodę.
• Po sprawdzeniu działania urządzenia należy spuścić wodę i napełnić plastikowy pojemnik elektrolitem alkalicznym. Pozwoli ci to uzyskać znacznie większą ilość uwolnionego gazu.

UWAGA: podczas obsługi elektrolizera należy pamiętać, że proces rozkładu wody na tlen i wodór jest wybuchowy. Dlatego należy przestrzegać pewnych zasad bezpieczeństwa.

Generator wodoru do samochodu

Proces elektrolizy w elektrolizerze samochodowym odbywa się za pomocą specjalnego katalizatora. Podczas pracy urządzenia uwalniany jest tlenowodór (gaz Browna), który ma formułę NNO. Gaz następnie dostaje się do komory spalania przez układ zasilania powietrzem silnika, gdzie miesza się z paliwem i spala. Rezultatem jest wzrost liczby oktanowej mieszanki paliwowo-powietrznej, co przyczynia się do pełniejszego spalania paliwa.

Urządzenie nowoczesnych elektrolizerów

Generator gazu Browna zawiera:

• sam elektrolizer;
• pojemność do obiegu.

Cały proces produkcji gazu jest kontrolowany:

• modulator prądu;
• optymalizator, który kontroluje stosunek gazu Browna do powietrza / paliwa.

Rodzaje katalizatorów

Wyróżnia się kilka rodzajów katalizatorów, wśród których wyróżnia się:

• Cylindryczny - ich konstrukcja niewiele różni się od konstrukcji najprostszego generatora wodoru i całkiem możliwe jest wykonanie tego samodzielnie. Wyróżniają się niską wydajnością (do 0,7 litra gazu na minutę) i prymitywnym schematem kontroli.
• Z oddzielnymi komórkami - najbardziej wydajna konstrukcja o wydajności ponad 2 litrów gazu na minutę. Różni się wysoką wydajnością i jest montowany w pojazdach pracujących w trybie ciągłym.
• Płyty otwarte (suche) - o wydajności do 2,1 litra gazu na minutę. Konstrukcja zapewnia dodatkowe chłodzenie urządzenia w trudnych warunkach pracy.

Wszystkie procesy zachodzące w generatorze wodoru odbywają się automatycznie i działać zgodnie ze specjalnym programem wbudowanym w komputerowy system sterowania samochodem.

Zalety

Zastosowanie nowoczesnych elektrolizerów w samochodzie pozwala na:

• zaoszczędzić do 50% paliwa;
• zmniejszyć toksyczność spalin;
• zmniejszyć temperaturę silnika;
• zwiększyć przyczepność i moc jednostki napędowej;
• zwiększyć żywotność silnika.

Środki bezpieczeństwa

Instalacje do elektrolizy są urządzeniami niebezpiecznymi. Dlatego w procesie ich produkcji, instalacji i eksploatacji należy ściśle przestrzegać zarówno ogólnych, jak i specjalnych środków bezpieczeństwa.

Wśród wymagań specjalnych najważniejsze to:

1. Niedopuszczalne jest tworzenie wybuchowych stężeń mieszaniny tlenu z wodorem lub powietrzem.
2. Praca generatorów wodoru jest niedopuszczalna, jeśli poziom cieczy nie jest widoczny w okienku wziernikowym.
3. Podczas wykonywania prac naprawczych należy upewnić się, że w końcowym punkcie układu nie ma wodoru.
4. Otwarte płomienie, grzejniki elektryczne i przenośne lampy o napięciu wyższym niż 12 V nie mogą znajdować się w pobliżu elektrolizerów.
5. Podczas pracy z elektrolitem należy nosić odzież ochronną, rękawice i okulary.

Wskazówki / Zalecenia

1. Eksperci nie zalecają tworzenia własnych samochodowych generatorów wodoru. Wynika to z faktu, że elektrolizer samochodowy jest dość złożony i niebezpieczne urządzenie, do produkcji którego konieczne jest użycie specjalnych materiałów i odczynniki.
2. Przy samodzielnej instalacji elektrolizera do samodzielnego montażu w samochodzie jest to konieczne wykluczyć możliwość przedostania się gazu do komory spalania mieszanki paliwowo-powietrznej, gdy silnik. Po wyłączeniu silnika generator wodoru musi zostać automatycznie odłączony od zasilania pojazdu.
3. Wykonując samodzielnie elektrolizer samochodowy, nie zapomnij wyposażyć go w specjalny zawór wodny - bełkotkę. Jego zastosowanie znacznie poprawi bezpieczeństwo eksploatacji pojazdu.