как работают водородные автомобили и когда они появятся на дорогах / Habr

В Испании, где я сейчас живу, довольно много электромобилей — встречаю их практически каждый день, как на дорогах, так и на станциях для зарядки. И каждый год электрокаров становится все больше (не только в Испании, конечно). Но есть и альтернатива — автомобили на водородном топливе, которые тоже не загрязняют природу, поскольку их выхлоп — вода. Тема сегодняшней справочной — водородные машины, принцип их работы и перспективы.

Когда появились первые автомобили на водороде?

Изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, Франсуа Исаак де Ривас (François Isaac de Rivaz) в 1806 году. Водород он получал с помощью электролиза воды. Поршневой двигатель, который создал изобретатель, называют машиной де Риваса (De Rivaz engine).

Зажигание было искровым, двигатель имел шатунно-поршневую систему работы. Ну а цилиндр приводился в движение детонацией смеси водорода и кислорода электрической искрой — ее приходилось генерировать вручную в момент опускания поршня. Через два года этот же изобретатель построил уже самодвижущееся устройство с водородным двигателем.

Но более-менее широко применять водород для работы автомобильных двигателей стали много лет спустя. В 1941 году в блокадном Ленинграде автомобильные двигатели ГАЗ-АА были модифицированы инженер-лейтенантом Б. И. Шелищем. Движки управляли лебедками аэростатов заграждения (их заправляли водородом, и запасов газа в Ленинграде было много), но это были автомобильные двигатели. Кроме того, были модифицированы и несколько сотен движков в автомобилях.

Начиная с 1980-х сразу в нескольких странах, включая США, Японию, Германию, СССР и Канаду стартовало экспериментальное производство по созданию автомобилей, работающих на водороде, бензин-водородных смесях и смесях водорода с природным газом.

В 1982 году нефтеперерабатывающий завод «Квант» и завод РАФ разработали первый в мире экспериментальный водородный микроавтобус «Квант-РАФ» с комбинированной энергоустановкой на основе водородо-воздушного топливного элемента мощностью 2 кВт и никель-цинковой аккумуляторной батареи емкостью 5 кВт*ч.

На протяжении многих лет такие автомобили разрабатывали в разных странах по большей части в качестве эксперимента. После того, как концепция «зеленого» автомобиля стала популярной, автомобилями на водороде заинтересовались крупные корпорации вроде Toyota. Начиная с 2000-х, автомобильные компании стали разрабатывать концепты коммерческих авто.

А где брать водород?

Водород можно получать разными методами:

• паровая конверсия метана и природного газа;
• газификация угля;
• электролиз воды;
• пиролиз;
• биотехнологии.

Наиболее экономичным способом производства водорода сейчас считается паровая конверсия. Так называют получение водорода из легких углеводородов (метан, пропан-бутановая фракция) с использованием парового риформинга. Риформингом называют процесс каталитической конверсии углеводородов в присутствии водяного пара. Водяной пар смешивается с метаном при высокой температуре (700–1000 Сº) и большом давлении с использованием катализатора.

При паровой конверсии водород получать дешевле, чем используя любые другие методы, включая электролиз.

Наиболее безвредный способ производства водорода — электролиз — получение водорода из воды с использованием электрического тока. Чистота выхода водорода близка к 100%. Если не считать загрязнение для получения электричества, такие установки почти безвредны для окружающей среды, поскольку в процессе работы выделяются только водород и кислород.

Еще один безопасный для окружающей среды способ получения водорода — реактор с биомассой.

Источник

Производить водород можно и на крупной фабрике, и на относительно небольшом предприятии. Чем масштабнее производство — тем ниже себестоимость газа. Но зато в первом случае увеличиваются расходы на доставку водорода к местам заправки машин.

Как работает топливная система и какие есть варианты?

Лучше всего рассмотреть принцип работы такой системы на примере серийных водородных авто Toyota Mirai. Основа — топливный элемент, электрохимическая система, преобразующая частицы водорода и кислорода в воду. Внутри такого элемента — протонпроводящая полимерная мембрана, которая разделяет анод и катод. Обычно это угольные пластины с нанесенным катализатором.

На катализаторе анода молекулярный водород теряет электроны, катионы проводятся через мембрану к катоду, а электроны отдаются во внешнюю цепь. На катализаторе катода молекулы кислорода соединяются с электроном и протоном, образуя воду. Пар или жидкость — это единственный продукт реакции.

Преимущество топливных ячеек на основе протонообменных мембран — высокая удельная мощность и относительно низкая рабочая температура. Они быстро греются и почти сразу после старта начинают производить энергию.

В Mirai используются топливные элементы с высокой удельной мощностью на единицу объема (3,2 кВт/л), максимальная их мощность 124 кВт. Произведенный топливным элементом постоянный ток преобразуется в переменный с одновременным повышением напряжения до 650 В. Электричество поступает в литий-ионный аккумулятор. Для движения машина расходует запасенную в нем энергию.

Водород в топливный элемент Mirai поступает из баллонов высокого давления (около 700 атм). Блок управления в автомобиле контролирует режим работы топливного элемента и зарядку/разрядку аккумулятора.

По данным Toyota на 100 км пути Mirai требуется до 750 граммов водорода. Владельцы Mirai говорят о примерно килограмме водорода на 100 км пути.

Такие автомобили опасны? Почему?

Поскольку водород — горючий газ, то транспортировать и хранить его нужно осторожно. Нужны высокочувствительные газоанализаторы, которые смогут дать сигнал в случае утечки. Правда, водород очень летучий газ (ведь это самый легкий химический элемент) и при попадании в атмосферу водород быстро поднимается вверх.

Сгорает он очень быстро. Дирижабль «Гинденбург» горел всего 32 секунды. Благодаря скоротечности пожара погибли далеко не все пассажиры, выжили 62 человека из 97, находившихся в гондоле дирижабля.

Тем не менее, если автомобилей на водороде станет много, то потребуются новые меры безопасности движения на дорогах. Машины с ДВС тоже опасны — в случае аварии и пробоя бака бензин или дизельное топливо вытекают на дорогу и могут воспламениться. Если будет пробит бак с водородом, газ очень быстро улетучится. Но если близко будет источник открытого огня или искр, водород может загореться.

В Mirai и других моделях водородных авто используются очень прочные баки для водорода. Toyota сделала свои баки пуленепробиваемыми, их стенки из сверхпрочного волокна выдерживают выстрелы из крупнокалиберного оружия. Для тестов компания наняла снайперов и пробить бак смогла только пуля калибром .50 после двойного попадания в одно и тоже место.

Если соблюдать меры безопасности, водородные автомобили не опаснее машин с ДВС.

Какой срок службы у топливных ячеек?

Пока что такая информация есть лишь для Mirai. Toyota заявляет, что одна ячейка гарантированно будет работать на протяжении 250 000 км. Затем, если работа ячейки ухудшается, ее можно заменить в сервисном центре.

Какие компании уже выпускают или собираются выпускать автомобили на водороде?

Водородные машины разрабатывают Honda, Toyota, Mercedes-Benz и Hyundai — у этих компаний уже есть готовые транспортные средства. Другие показывают пока лишь концепты (впрочем, рабочие) или просто красиво отрендеренные картинки. К числу первых можно отнести Audi и Ford, к числу вторых — BMW (справедливости ради нужно сказать, что в 2007 году BMW выпустила партию из 100 экспериментальных «водородных» моделей, которые так и остались экспериментом) и Lexus.

В серию запущены пока лишь Toyota Mirai и Honda Clarity. Их можно приобрести в США и Европе.

Сколько это стоит?

В настоящий момент водородные автомобили немного дороже обычных в плане эксплуатации. Так, при поездке в Европе протяженностью 480 км затраты на горючее для владельца обычной машины составят примерно $45, а вот владелец Mirai заплатит около $57. И это при том, что правительство некоторых стран субсидирует производство водорода для машин. Стоимость 1 кг водорода составляет в среднем $11.45.

Чем водородные авто лучше электромобилей?

Собственно, вопрос не совсем корректный. Дело в том, что и автомобиль на водороде, с топливной ячейкой, и «чистый» электрокар — это электромобили. Просто в одном случае машину заправляют водородом, во втором — электричеством.

Если сравнивать стоимость большинства электромобилей и Toyota Mirai, то они сравнимы, это несколько десятков тысяч долларов США. Стоимость Hyundai ix35 Fuel Cell составляет около $53 тыс., Toyota Mirai — $57 тыс., Honda Clarity — $59 тыс. Стоимость электрокаров Tesla начинается с $45 тыс. (базовая комплектация с прайсом в $35 тыс. пока доступна лишь для предзаказа). Электромобили от BMW стоят около $50 тыс.

Водородные автомобили быстро заправляются — на это уходит всего 3–5 минут, в отличие от электромобилей, где нужно от получаса до нескольких часов для подзарядки.

Основное достоинство водородного транспорта в том, что топливные ячейки служат много лет и практически не нуждаются в обслуживании. Если взять «чистый» электромобиль с его огромной батареей, то ее срок службы всего 1–1,5 тыс. циклов, то есть 3-5 лет. Причем водородный автомобиль без проблем будет работать на морозе (заводиться в том числе), а вот аккумулятор электромобиля потеряет заряд.

Какие перспективы у водородных машин и когда их можно будет увидеть на дорогах?

Водородные автомобили уже колесят по дорогам Европы и США (возможно, единичные экземпляры есть и в других регионах). Но их немного — несколько тысяч, что нельзя назвать массовым внедрением.

Проблема, которая сейчас мешает распространению водородных транспортных средств — отсутствие инфраструктуры (всего несколько лет назад аналогичная проблема была актуальной и для электромобилей). Нужны специализированные фабрики по производству водорода, транспортные системы для водорода и заправки.

Водородные АЗС в 2019 году(источник)

Кроме того, водород получается довольно дорогим, так что если электромобили покупают, в частности, для экономии на топливе, то в случае водородной машины — это не вариант. При массовом появлении фабрик по производству водорода для машин, а также сервисной инфраструктуры можно ожидать выхода гораздо большего числа транспортных средств на водороде на дороги общего пользования.

Но нет гарантии, что это вообще случится ли это или нет — пока неясно. Автопроизводители вроде Toyota активно продвигают свои машины и преимущества водорода в транспортной сфере. Но конкуренция слишком велика, как среди обычных машин с ДВС, так и среди электромобилей.

Водородный генератор сделать своими руками в домашних условиях для отопления

Водород – почти идеальное топливо для нашей планеты. Проблема лишь в том, что встречается он на планете только в сочетании с другими веществами. В чистом виде водорода на Земле – лишь 0,00005%. В связи с этим весьма актуален вопрос конструирования водородных генераторов. Не стоит забывать, что водород – нескончаемый источник энергии, практически находящийся у нас под ногами.

Устройство и принцип работы генератора водорода

Как это работает

Классический аппарат для выработки водорода включает в себя трубку небольшого диаметра, зачастую — с круглым сечением. Под ней расположены спецячейки с электролитом. Сами частицы алюминия располагаются в нижнем сосуде. Электролит в данном случае подходит только щелочного типа. Над подающим насосом установлен резервуар, где собирается конденсат. В некоторых моделях применяется 2 насоса. Температура контролируется прямо в ячейках.

Генератор получает газ из воды. Ее качество напрямую влияет на количество примесей в готовом продукте. Так, если в генератор попадает вода с высокой концентрацией посторонних ионов, то ей сперва предстоит пройти через деионизационный фильтр.

Вот как происходит процесс получения газа:

1. Дистиллят расщепляется на кислород (O) и водород (H) в процессе электролиза.
2. O2 поступает в питающий бак, а затем уходит в атмосферу в виде побочного продукта.
3. h3 поставляется в сепаратор, отделяется от воды, которая затем снова поступает в питающий бак.
4. Водород повторно пропускается сквозь разделяющую мембрану, которая извлекает из него остатки кислорода, а затем попадает в хроматографическое оборудование.

Метод электролиза

Как уже упоминалось выше, в мире практически нет таких же неиссякаемых энергоисточников, как водород. Не следует забывать, что Мировой океан на 2/3 состоит из этого элемента, а во всей Вселенной h3 на пару с гелием занимает наибольший объем. Но чтобы получить чистый водород, нужно расщепить воду на частицы, а сделать это не очень просто.

Ученые после многолетних ухищрений изобрели метод электролиза. Этот метод основывается на помещении в воду на близком расстоянии друг от друга двух пластин из металла, которые подсоединены к источнику большого напряжения. Далее подается питание – и большой электропотенциал фактически разрывает молекулу воды на компоненты, в результате чего высвобождается 2 атома водорода (HH) и 1 — кислорода (O).

Данный газ (HHO) был назван в честь ученого австралийского ученого Юлла Брауна, который в 1974 году запатентовал создание электролизера.

Топливная ячейка Стенли Мейера

Ученый из США Стенли Мейер изобрел такую установку, которая использовала не сильный электропотенциал, а токи определенной частоты. Молекула воды раскачивается в такт изменяющимся электрическим импульсам и входит в резонанс. Постепенно он набирает мощность, которой хватает для разделения молекулы на составляющие. Для такого воздействия нужны в десятки раз меньшие токи, чем для функционирования стандартного электролизного агрегата.

ВАЖНО! За свое изобретение Мейер поплатился жизнью. Его убили, по слухам, по заказу магнатов, так как его изобретение могло на корню убить нефтяной бизнес. Тем не менее, некоторые наработки ученого сохранились, поэтому у его современников есть возможность пытаться делать такие аппараты.

Преимущества газа Брауна как источника энергии

1. Вода, из которой получают HHO, присутствует на нашей планете в огромном количестве. Соответственно, источники водорода практически неиссякаемы.
2. При сгорании газа Брауна образуется водяной пар. Его можно вновь конденсировать в жидкость и применять как сырье еще раз.
3. Сжигание HHO не приводит к выбросу каких-либо вредных веществ в атмосферу и не образует побочных продуктов, кроме воды. Можно сказать, что газ Брауна — самое экологичное топливо в мире.
4. При использовании водородного генератора выделяется водяной пар. Его количества хватает, чтобы длительное время поддерживать в помещении комфортную для человека влажность.

ВАЖНО! Водород можно получить также путем крекинга – переработки нефти (газ выделяет как побочный продукт). Этот метод дешевле, чем получение путем электролиза, но могут возникнуть сложности с транспортировкой газа. Кроме того, полученный при электролизе газ гораздо чище, чем выработанный путем крекинга.

Область использования генератора водорода

h3 — это современный энергоноситель, который активно используется во многих промышленных сферах. Вот лишь некоторые:

• выработка хлористого водорода (‎HC)l;
• выработка горючего для ракетных установок;
• изготовление аммиака;
• обработка металла и резка по нему;
• разработка удобрений для дачных участков;
• синтез азотной кислоты;
• создание метилового спирта;
• пищевая промышленность;
• производство соляной кислоты;
• создание систем «теплый пол».

Кроме того, HHO стал весьма полезен и в быту, правда, с оговорками. Прежде всего, его используют для автономных систем отопления. Кроме того, газ Брауна добавляют в бензин, пытаясь обмануть двигатель и сэкономить на топливе.

В обоих случаях есть свои особенности. Так, при организации домашнего обогрева нужно учесть, что температура горения HHO на порядок выше, чем у метана. В связи с этим необходимо приобрести специальный недешевый котел с термостойким соплом. В противном случае, владелец и его дом будут в немалой опасности.

Что касается применения генератора в машине, то порой система может сработать – если её сконструировали верно. Но идеальные параметры или коэффициент прироста мощности найти практически нереально. Кроме того, не совсем понятно, насколько снизится срок службы двигателя, а уж его замена влетит «в копеечку».

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Создание водородного агрегата дома – задача не из легких. Нужно вооружиться не только рядом инструментов, но и соответствующими знаниями, а также схемами.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Устройство состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для питания, водяного затвора, проводов и шлангов, соединяющих конструкцию. На сегодняшний день известны несколько схем электролизеров, где в качестве электродов применяются пластины или трубки.

Также популярностью пользуются аппараты сухого электролиза. В отличие от классического варианта, в этом агрегате не пластины помещаются в ёмкость с жидкостью, а сама вода направляется в щель между плоскими электродами.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления генератора дома не нужны никакие особенные и необычные инструменты. Вот что потребуется подготовить:

• ножовку для работы с металлическими изделиями;
• дрель и сверла к ней;
• комплект гаечных ключей;
• плоская и шлицевая отвертки;
• угловая шлифмашина («болгарка») с кругом для резки металла;
• мультиметр и расходомер;
• линейка;
• маркер.

Генератор водорода своими руками: инструкция

Процесс стартует с создания ячейки производства водорода. По габаритам она должна быть чуть менее внутренних параметров длины и ширины корпуса генератора. По высоте она составляет 2/3 высоты главного корпуса. Ячейку делают из текстолита или оргстекла (толщина стенки 5-7 мм). Для этого нарезаются по размерам 5 пластин, из которых клеится прямоугольник, а его нижняя часть ничем не закрывается.

При помощи шлифмашины из листа нержавейки вырезают пластины электродов. По размеру они должны быть меньше боковых стенок на 10 – 20 мм.

ВАЖНО! Чтобы получать достаточное количество HHO, нержавейку следует обработать наждаком с обеих сторон.

В каждой пластине требуется просверлить по 2 отверстия: для подачи воды в пространство между электродами и для отвода газа Брауна.

В оргалитовые стенки вставляются штуцеры подачи воды и отбора газа. Стыки, где они были присоединены, тщательно обрабатываются герметиком. В одну из прозрачных корпусных деталей устанавливают шпильки, а затем приступают к укладке электродов.

ВАЖНО! Плоскость пластинчатых электродов должна быть ровной, иначе элементы могут вызвать замыкание.

Пластины открепляют от боков реактора с использованием уплотнительных колец, которые можно сделать из силикона, паронита или иного материала. Уложив последнюю пластину, монтируют уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывают второй оргалитовой стенкой. Полученную конструкцию скрепляют при помощи шайб и гаек.

Генератор подсоединяется к ёмкости с водой и бабблеру с применением шлангов из полиэтилена. Контактные площадки электродов соединяют между собой, после чего к ним подсоединяют питание. На ячейку подают напряжение от ШИМ-генератора.

Водород в домашних условиях: есть ли выгода

Сразу отметим: использовать водородный генератор для отопления дома невыгодно. Вы потратите больше электричества на выделение чистого h3, чем получите энергии после его сжигания. Так, на 1 кВт теплоты затрачивается 2 кВт электроэнергии, то есть, выгоды никакой. Проще установить дома любой из электрических котлов.

Чтобы заменить 1 литр бензина для автомобиля, потребуется 4766 литров чистого водорода или 7150 л гремучего газа, 1/3 которого — это кислород. Пока что даже лучшие умы мира не разработали агрегат, способный выдать подобную производительность.

Обслуживание генераторов водорода

Оборудование подлежит тщательному уходу. Специалисты советуют придерживаться следующих советов:

• не улучшать и не изменять самостоятельно генератор даже при наличии профессионального инженерного чертежа;
• рекомендовано установить на оборудование специальные датчики температуры внутри теплообменника, что даст возможность контролировать процесс перегрева воды;
• запорную арматуру можно установить в горелку и подключить ее к датчику температурных показателей. Это даст прибору возможность нормально охлаждаться.

Самодельный генератор позволяет получить водород, но применяется он в основном для экспериментов и газосварки. Чтобы обогреть немалое строение, КПД аппарата попросту не хватит. И при этом не стоит забывать о низком КПД устройства, а также хлопотах и затратах при его сборке.

начало большого пути / Toshiba corporate blog / Habr

Ранее мы рассказывали про то, каким экологичным видом транспорта являются электробусы. Однако не упомянули один важный момент: c ростом числа электротранспорта городам потребуется больше электричества, которое зачастую получают экологически небезопасными способами. К счастью, сегодня мир научился получать энергию при помощи ветра, солнца и даже водорода. Новый материал мы решили посвятить последнему из источников и рассказать об особенностях водородной энергетики.

На первый взгляд, водород — идеальное топливо. Во-первых, он является самым распространенным элементом во Вселенной, во-вторых, при его сгорании высвобождается большое количество энергии и образуется вода без выделения каких-либо вредных газов. Преимущества водородной энергетики человечество осознало уже давно, однако применять ее в больших промышленных масштабах пока не спешит.

Водородные топливные элементы

Первый водородный топливный элемент был сконструирован английским ученым Уильямом Гроувом в 30-х годах XIX века. Гроув пытался осадить медь из водного раствора сульфата меди на железную поверхность и заметил, что под действием электрического тока вода распадается на водород и кислород. После этого открытия Гроув и работавший параллельно с ним Кристиан Шенбейн продемонстрировали возможность производства энергии в водородно-кислородном топливном элементе с использованием кислотного электролита.

Позже, в 1959 году, Фрэнсис Т. Бэкон из Кембриджа добавил в водородный топливный элемент ионообменную мембрану для облегчения транспорта гидроксид-ионов. Изобретением Бэкона сразу заинтересовалось правительство США и NASA, обновленный топливный элемент стал использоваться на космических аппаратах «Аполлон» в качестве главного источника энергии во время их полетов.

Водородный топливный элемент из сервисного модуля «Аполлонов», вырабатывающий электричество, тепло и воду для астронавтов. Источник: James Humphreys / Wikimedia Commons

Сейчас топливный элемент на водороде напоминает традиционный гальванический элемент с одной лишь разницей: вещество для реакции не хранится в элементе, а постоянно поставляется извне. Просачиваясь через пористый анод, водород теряет электроны, которые уходят в электрическую цепь, а сквозь мембрану проходят катионы водорода. Далее на катоде кислород ловит протон и внешний электрон, в результате чего образуется вода.

Принцип работы водородного топливного элемента. Источник: Geek.com

С одной топливной ячейки снимается напряжение порядка 0,7 В, поэтому ячейки объединяют в массивные топливные элементы с приемлемым выходным напряжением и током. Теоретическое напряжение с водородного элемента может достигать 1,23 В, но часть энергии уходит в тепло.

С точки зрения «зеленой» энергетики у водородных топливных элементов крайне высокий КПД — 60%. Для сравнения: КПД лучших двигателей внутреннего сгорания составляет 35-40%. Для солнечных электростанций коэффициент составляет всего 15-20%, но сильно зависит от погодных условий. КПД лучших крыльчатых ветряных электростанций доходит до 40%, что сравнимо с парогенераторами, но ветряки также требуют подходящих погодных условий и дорогого обслуживания.

Как мы видим, по этому параметру водородная энергетика является наиболее привлекательным источником энергии, но все же существует ряд проблем, мешающих ее массовому применению. Самая главная из них — процесс добычи водорода.

Проблемы добычи

Водородная энергетика экологична, но не автономна. Для работы топливному элементу нужен водород, который не встречается на Земле в чистом виде. Водород нужно получать, но все существующие сейчас способы либо очень затратны, либо малоэффективны.

Самым эффективным с точки зрения объёма полученного водорода на единицу затраченной энергии считается метод паровой конверсии природного газа. Метан соединяют с водяным паром при давлении 2 МПа (около 19 атмосфер, т. е. давление на глубине около 190 м) и температуре около 800 градусов, в результате чего получается конвертированный газ с содержанием водорода 55-75%. Для паровой конверсии необходимы огромные установки, которые могут быть применимы лишь на производстве.

Трубчатая печь для паровой конверсии метана — не самый эргономичный способ добычи водорода. Источник: ЦТК-Евро

Более удобный и простой метод — электролиз воды. При прохождении электрического тока через обрабатываемую воду происходит серия электрохимических реакций, в результате которых образуется водород. Существенный недостаток этого способа — большие энергозатраты, необходимые для проведения реакции. То есть получается несколько странная ситуация: для получения водородной энергии нужна… энергия. Во избежание возникновения при электролизе ненужных затрат и сохранения ценных ресурсов некоторые компании стремятся разработать системы полного цикла «электричество — водород— электричество», в которых получение энергии становится возможным без внешней подпитки. Примером такой системы является разработка Toshiba h3One.   

Мобильная электростанция Toshiba h3One

Мы разработали мобильную мини-электростанцию h3One, преобразующую воду в водород, а водород в энергию. Для поддержания электролиза в ней используются солнечные батареи, а излишки энергии накапливаются в аккумуляторах и обеспечивают работу системы в отсутствие солнечного света. Полученный водород либо напрямую подается на топливные ячейки, либо отправляется на хранение во встроенный бак. За час электролизер h3One генерирует до 2 м³ водорода, а на выходе обеспечивает мощность до 55 кВт. Для производства 1 м³ водорода станции требуется до 2,5 м³ воды.

Пока станция h3One не способна обеспечить электричеством крупное предприятие или целый город, но для функционирования небольших районов или организаций ее энергии будет вполне достаточно. Благодаря своей мобильности она может использоваться также как и временное решение в условиях стихийных бедствий или экстренного отключения электричества. К тому же, в отличие от дизельного генератора, которому для нормального функционирования необходимо топливо, водородной электростанции достаточно лишь воды.   

Сейчас Toshiba h3One используется лишь в нескольких городах в Японии — к примеру, она снабжает электричеством и горячей водой железнодорожную станцию в городе Кавасаки.

Монтаж системы h3One в городе Кавасаки

Водородное будущее

Сейчас водородные топливные элементы обеспечивают энергией и портативные пауэр-банки, и городские автобусы с автомобилями, и железнодорожный транспорт (более подробно об использовании водорода в автоиндустрии мы расскажем в нашем следующем посте). Водородные топливные элементы неожиданно оказались отличным решением для квадрокоптеров — при аналогичной с аккумулятором массе запас водорода обеспечивает до пяти раз большее время полета. При этом мороз никак не влияет на эффективность. Экспериментальные дроны на топливных элементах производства российской компании AT Energy применялись для съемок на Олимпиаде в Сочи.

Стало известно, что на грядущих Олимпийских играх в Токио водород будет использоваться в автомобилях, при производстве электричества и тепла, а также станет главным источником энергии для олимпийской деревни. Для этого по заказу Toshiba Energy Systems & Solutions Corp. в японском городе Намиэ строится одна из крупнейших в мире станций по производству водорода. Станция будет потреблять до 10 МВт энергии, полученной из «зеленых» источников, генерируя электролизом до 900 тонн водорода в год.

Водородная энергетика — это наш «запас на будущее», когда от ископаемого топлива придется окончательно отказаться, а возобновляемые источники энергии не смогут покрывать нужды человечества. Согласно прогнозу Markets&Markets объем мирового производства водорода, который сейчас составляет $115 млрд, к 2022 году вырастет до $154 млрд. Но в ближайшем будущем массовое внедрение технологии вряд ли произойдет, необходимо еще решить ряд проблем, связанных с производством и эксплуатацией специальных энергоустановок, снизить их стоимость. Когда технологические барьеры будут преодолены, водородная энергетика выйдет на новый уровень и, возможно, будет так же распространена, как сегодня традиционная или гидроэнергетика.

как собрать своими руками для обогрева?

В настоящее время для обустройства альтернативного отопления дома используются самые разные источники энергии, в том числе и водородные котлы, о которых мы расскажем в данной статье. Скажем сразу, что такое топливо в нашей стране пока используется мало, ввиду определенных проблем с получением сырья.

Однако не упомянуть о нем мы не можем, поскольку этот метод является одним из самых экологически чистых, и позволяет обогревать большие помещения. При этом обходится такой обогрев, хоть и дороже систем отопление на газу, но дешевле электрического отопления, и уж тем более твердого топлива. Что же представляет собой водородное отопление?

Читайте в статье:

Особенности отопления водородом

Данный вид обогрева был разработан итальянскими инженерами. Результатом их работы стал прибор, которые не только не выделял вредные вещества в атмосферу, но и практически не создавал шума. И для изготовления котла не требовалась жаропрочная стали или чугун, поскольку температура внутри агрегата была невысокой.

Как правило, основной технологией получения тепла в таких котлах является реакция образования воды при соединении молекул водорода и кислорода. Однако иногда берется и обратный процесс – расщепление молекулы воды, при котором также выделяется много тепла.

Как уже было сказано выше, в результате таких химических реакций вредные вещества в атмосферу не выделяются, а потому не требуется и сложная система их отвода. Да и получение сырья в настоящее время не представляет собой такой серьезной проблемы, как раньше. Что же касается расходов, то, помимо самого топлива, это обычно еще и электроэнергия для бесперебойной работы водородного котла.

Плюсы и минусы водородного отопления дома

Подобные системы отопления в последнее время становятся все более и более популярными, благодаря таким достоинствам, как:

• Отсутствие вредных выбросов в атмосферу.
• В низкотемпературных системах нет огня, так как тепло является результатом химической реакции. При соединении кислорода и водорода получается вода и тепло, которое и передается теплообменнику. В результате чего теплоноситель не нагревается выше сорока градусов по Цельсию, что является идеальной температурой для системы «теплый пол».
• Экономичность – больше сэкономить вам позволит только использование газовых котлов, но такой вид отопления далеко не всегда доступен в сельской местности даже сейчас.
• Кроме того, это позволяет в перспективе снизить расход таких не возобновляемых ресурсов, как газ или нефть.

Но минусы у водородного отопления тоже есть:

1. Лучше всего использовать только низкотемпературные варианты таких приборов, поскольку топливо является взрывоопасным веществом.
2. Непросто пока найти высококвалифицированного специалиста для грамотной установки и обслуживания таких устройств.

Устройство и принцип работы водородной установки для отопления дома

В результате реакции водорода и кислорода получается воды и выделяется значительное количество теплоты. Для такого процесса, характеризующегося высоким КПД (более 80 процентов), требуются большие емкости. Кроме того, нужно постоянно подключение к источнику воды, роль которого обычно играет водопроводная система дома; электричество для электрохимической реакции электролиза, наличия и постоянного обновления специальных катализаторов.

Данный процесс должен сопровождаться контролем со стороны человека и соблюдением все требований безопасности. Хотя таковых и гораздо меньше, чем в случае с газовым отоплением. Обычно требуется лишь периодический визуальный контроль процесса.

Однако своими руками качественную низкотемпературную установку создать вряд ли получиться, а потому многие выбирают альтернативный вариант, в котором в качестве энергоносителя используется водород. Такие системы позволяют разогреть теплоноситель до температур, сравнимых с газовым отоплением. Кроме того, данный энергоноситель вполне доступен по цене.

Если вы хотите создать подобную систему своими руками, то вам для этого, как минимум, понадобиться:

1. водородный генератор;
2. горелка;
3. котел.

Первое устройство необходимо для электролиза – разложения воды на компоненты, с использованием электричества и катализаторов. При помощи горелки создается открытое пламя. Котел же используется как теплообменное устройство. Все эти составляющие можно приобрести в магазинах, и собрать систему самостоятельно.

Генератор водорода также можно собрать самостоятельно. Для этого потребуется источник питания, обеспечивающий силу тока от 30А, бак для расположения всех конструкций, стальные трубки, тара для дистиллированной воды. Внутрь герметичной конструкции устанавливают платины из нержавеющей стали – причем чем их больше, тем больше водорода установка будет вырабатывать (но и электроэнергии на это будет расходоваться больше).

Поступающая в емкость вода под действием электрического тока расщепляется на водород и кислород, первый и направляется в котел с горелкой. Добавим, что если использовать ШИМ-генератор (вместо сети 220В), то эффективность прибора увеличивается.

Не забывайте о том, что в системе применяется только дистиллированная вода с примесью гидроксида натрия (раствор для приготовления которого берется 1 столовая ложка вещества на 10 литров жидкости). Если дистиллят достать проблематично, то можно использовать воду из-под крана. Главное убедится, что в такой жидкости не растворены тяжелые металлы.

Для изготовления водородных котлов целесообразно использовать нержавеющую стать, а еще лучше – сталь ферримагнитную, такой материал обладает способностью не притягивать к себе лишние частицы. Однако главный критерий при выборе материала – это все равно антикоррозийные свойства.

Как видите, если грамотно подойти к проектированию и выбору материалов, то изготовить водородный котел самостоятельно – вполне возможно.

Заключение

Чаще всего хозяева частных домов останавливают свой выбор на водородном отоплении, когда им недоступен газ или электричество. Что касается последнего, то полностью обойтись без электрического тока вряд ли удастся. Но даже в случае использования автономных источников электроэнергии для процесса электролиза, расходы на тепло, получаемой при помощи водородных котлов, окажется меньше.

Большим плюсом при выборе таких систем является еще и то, что нет необходимость в монтаже дымоходов для отвода продуктов сгорания или вредных веществ. Вывод: водородное отопление является отличным вариантом альтернативного отопления загородного дома. Причем как в качестве основного, так и дополнительного обогрева.

Водородный генератор для автомобиля

Водородный генератор-это вид оборудования, при правильной установке которого можно снизить расхода топлива мотоцикла, легкового или грузового автомобиля, а также сократить количество вредных выбросов в атмосферу. При помощи батареи питания и генератора постоянного тока вода разлагается на кислород и водородный газ (HHO), который попадает в двигатель и потом выделяется в атмосферу. HHO улучшает качество сгорания топлива в цилиндре двигателя, увеличивает мощность автомобиля, очищает старые двигатели от отложений кокса, снижает количество вредных выбросов и расход топлива от 25%. Такой водородный генератор не трудно сделать самому, и детали стоят не слишком дорого.

Работу генератора можно оценить положительно, если он производит от 1.7 до 2.0 литров HHO газа в минуту при соответствующей токовой нагрузке.
Предупреждение: Если Вы решили использовать водородный генератор, Вы полностью несете за это ответственность. Ни сайт, ни автор этой статьи не несут ответственность за причиненный при использовании водородного генератора ущерб. Относительную безопасность при работе с генератором данного образца можно гарантировать только при условии, что Вы будете следовать нашим инструкциям. Только Вы несёте ответственность при работе с генератором.
Обеспечение безопасности
Прежде чем мы опишем принцип сборки генератора, Вы должны точно представлять себе, в каких целях Вы собираетесь использовать генератор.Если Вы решили сделать себе просто очень экономный транспорт прочтите статьювнимательно. Во-первых, HHO газ взрывоопасен. Если бы газ не имел этого свойства, он не способствовал бы снижению количества топлива на единицу пробега Вашего транспортного средства. Обращение с HHO газом требует внимательности и осторожности. Нужно точно убедиться, что газ поступает именно в двигатель и никуда более. Для этого нужно помнить несколько основных моментов. Во – первых, генератор должен производить водород, только когда двигатель запущен. Чтобы предотвратить аварийные ситуации, следует отключать питание от генератора. Однако, наличие устройства ручной системы переключений «включить/выключить» недостаточно , когда речь идёт о безопасности- можно забыть выключить подачу газа в двигатель. В этот момент генератор будет производить газ, который будет поступать в заглушенный двигатель. Когда мотор выключен, вы должны быть уверены, что генератор тоже выключен. Вместо того, чтобы напрямую соединить генератор и замок зажигания рекомендуется соединить стандартное автомобильное реле и датчик давления масла , тогда всё напряжение пойдёт на реле. Электропитание топливного насоса отключается автоматически, когда ключ зажигания отключен, это позволяет отключить питание от генератора.

На данном рисунке показано соединение HHO генератора. Между аккумулятором и проводкой устанавливается плавкий предохранитель или выключатель.

Вы можете использовать выключатель и светодиодный индикатор в сочетании с токоограничивающим резистором номиналом 680 Ом, индикатор может быть подключён напрямую к выключателю. Индикатор должен быть установлен внутри машины на передней панели машины.
Т.к контакты нормально замкнуты , они шунтируют светодиод , и поэтому он не горит. Если выключатель выключен, тогда лампочка индикатора будет загораться, чтобы показать, что выключатель работает.
Вы может видеть, что в генераторе содержатся металлические пластины, и электричество, проходя между пластинами через воду внутри генератора, вызывает реакцию трансформации воды в газ HHO. Одним из самых важных предохранительных устройств является барбарер (водяной клапан).

Здесь представлена модель сборки барборера. В нём находится емкость для воды. ННО газ проходит через дно барборерра и выходит на поверхность, газ скапливается на поверхности воды и затем поступает в двигатель через выпускную трубу, находящуюся над поверхностью воды. Чтобы предотвратить возможность попадания газа в двигатель, когда он выключен или охлаждается, в трубку между генератором и барборером устанавливается проточный клапан. Если в двигателе возникло возгорание, барборер препятствует распространению огня обратно через трубку и возгоранию газа в генераторе. Если генератор сделан с плотно закрытой, а не закручивающейся крышкой, то когда произойдёт возгорание газа и огонь пойдёт обратно в генератор, тогда он только выбьет крышку барборера и пламя остановится.
Барборерр –это дешёвое, простое устройство, которое следует установить. Он также позволяет освободить газ от испарений электролита, перед тем, как газ попадёт в двигатель.
Вы должны заметить, что провода, идущие к пластинам внутри электролизёра, соединяются ниже ватерлинии (линии уровня воды)внутри генератора. Это сделано , для того чтобы снизить возможность саморазьединения соединений при работе устройства и появления искрового заряда в заполненном HHOгазом пространстве выше уровня воды, соединение должно находится ниже ватерлинии настолько , насколько это возможно, чтобы предотвратить опасную ситуацию.

Водородный генератор сделан из полихлорвиниловой (PVC )трубы диаметром 10 см, двух крышек, нескольких металлических пластин, лент и других частей. Почти каждый может справиться со сборкой такого водородного генератора. Пластиковая трубка присоединяется к внешней стороне генератора, чтобы показывать уровень воды внутри генератора. Другое приспособление –это вставка, которая просматривается через барборер , она присоединяется к генератору и показывает движение газа из генератора.

Сборка барборера
В генераторе используется крепление из нержавеющей электростали, которое вы можете приобрести в любом магазине бытовой техники, и полоски (лента) из нержавеющей стали. Вы можете нарезать полоски из листа металла, Вы также можете вырезать их из ручек столовых приборов.

Пластины обшивки скреплены в группу из 8 близко расположенных пар. Вам нужно просверлить отверстия до диаметра, который подойдёт к размеру нейлоновых болтов.
Активные поверхности пластин – поверхности, которые находятся на расстоянии 1.6 миллиметра друг от друга, следует отшлифовать наждачной бумагой. Для этого поверхности расчерчены по x-образцу (шаблону), используется крупнозернистая наждачная бумага 36 степени зернистости.
Благодаря шлифовке наждачной бумагой образуются маленькие выемки с острой кромкой, которые целиком покрывают сторону каждой из пластинок. Находясь на такой поверхности, пузырьки HHO газа легко отделяются от неё, после образования. Это повышает площадь используемой поверхности пластины примерно на 40%. Если на пластинах генератора останутся отпечатки пальцев, то тем самым Вы уменьшите рабочую поверхность пластины, и это значительно приостановит генерацию газа. При работе с пластинами вам следует надевать чистые резиновые перчатки или очищать пластины от жира и пыли. Для этого протрите их хорошим растворителем, а затем смойте его дистиллированной водой. Однако, лучше всего использовать перчатки, т.к. постоянное использование химических растворов при очитке нежелательно для поверхностей из нержавеющей стали.

Набор из нержавеющих пластин монтируется внутри трубы диаметром 100 мм. Труба превращается в подходящий контейнер благодаря использованию полихлорвинилового клея. Клей нужен, чтобы защитить концевую пробку и закручивающуюся пробку на другом конце. Затем в контейнер вставляется газоснабжающая трубка, которая соединяется с коленом, расположенным на верхней крышке. На крышке просверлены 2 отверстия, чтобы соединить пластины и закрепить их болтами, как показано на предыдущем рисунке.

Мы должны убедиться, что наборы пластин плотно соединены с электрическими проводами, оба крышечных болта из нержавеющей стали расположены на более толстой горизонтальной части крышки и надёжно закреплены. Резиновая шайба или силиконовый герметик могут быть использованы в качестве уплотняющего материала на внешней стороне крышки. Можно также использовать шайбы из нержавеющей стали, на одной стороне которых есть резиновая вставка.

Т.к лента из нержавеющей стали, соединяющая пластины генератора с отрицательным выводом аккумулятора, присоединяется к центральной части набора пластин, необходимо её немного согнуть. Угол изгиба не важен, но лента должна занимать вертикальное положение, когда она соприкоснётся с электрическими пластинами.

В крышке нужно высверлить 2 крепёжных отверстия диаметром 8мм, чтобы вставить пластиковые болты для крепления пластин.
После года постоянного использования эти пластины останутся сияющими и не будут разрушены коррозией благодаря правильному использованию частей из нержавеющей стали. Две ленты были сделаны, чтобы прикрепить набор из пластин к закручивающейся крышке генератора. Эти ленты были вырезаны из кухонных инструментов или листа стали, они присоединяются к трём пластинам. Внешняя лента идёт через нижний конец набора пластин, который является основой пластин, и соединяется с обеими наружными пластинами, как показано на рисунке.

 

Пластины закреплены двумя болтами, которые вставляются в крепёжные отверстия на пластинах. Расстояние между каждой из 8 пар должно быть 1.6 мм. Это расстояние получается в результате использования шайб между парами. Важно, чтобы расстояние между парами было именно 1.6 мм, т. к. оно считается оптимальным для образования водорода в электролизёре. Соединение батареи необычно, т.к при этом некоторые пластины остаётся несоединёнными. Эти пары пластин называются нейтральными, они будут способствовать образованию газа, даже, несмотря на то, что они не подключены с помощью электрического соединения. Стальные гайки между пластинами заменяют в некотором роде электрическое соединение между пластинами. Набор пластин, сделанный таким образом, не требует слишком больших затрат, он компактен и надёжен.
Вы также можете сделать набор пластин из плоских листов стали, гофрированного нержавеющего металла или купить пластины в магазине.

Пластины прикреплены к закручивающейся крышке на верхней части генератора болтами, такой способ крепления способствует возникновению электрического соединения с болтами на наружной части крышки и в то же самое время обеспечивает герметическую изоляцию отверстий.
Другой важный момент — ленты, соединяющие крышку и набор пластин, должны быть изолированы, так чтобы ток не шёл между ними через водяной раствор электролита. Ленты, находящиеся под пластинами, тоже должны быть изолированными. Для изоляции лучше всего подходят термоусадочная упаковка. Если ни один из этих вариантов Вам не подходит, то вы можете обмотать пластины изоляционной лентой. Если Вы используете изоляционную ленту, то должны плотно наматывать её на пластины, немного растягивая её по мере того как Вы наматываете её. Та часть, которая находится под крышками, должна быть изолирована перед тем, как пластины будут собраны.

На хлорвиниловом корпусе для генератора расположены два коленных соединения, прикреплённых к корпусу; между трубами прикреплена часть трубы из прозрачной пластмассы, чтобы уровень воды внутри можно было определить, не открывая крышку. Если пространство ограничено, вы можете установить барборер отдельно.

Резьба колен труб диаметром 13 миллиметров, которые согнуты под углом 90 градусов, и расположены на концах трубы бароборера диаметром 2,54 см, заполнена силиконом. Это позволяет им служить дополнительным устройством для снятия давления, если газ воспламениться. Эта дополнительная деталь генератора нужна для обеспечения вашей безопасности.

При работе с генератором используется гидроксид калия (KOH) или, как его ещё называют, едкий калий. Вы можете использовать пищевую соду, т.к её можно найти почти в каждом доме, однако действие гидроксида калия будет длиться дольше и вода будет прозрачнее.
Для того чтобы количество гидроксида калия в генераторе было достаточным, наполните генератор дистиллированной водой, а затем постепенно в небольших количествах добавляйте гидроксид калия или соду , пока ток через генератор не будет приблизительно на 4 А ниже , чем рабочий ток в 20 А. Это позволяет генератору подогреваться, когда он вырабатывает больший ток, т. к. электролитная вода горячая. Приблизительное количество гидроксида калия — две полные чайные ложки. Очень важно использовать именно дистиллированную воду, т.к. в водопроводной воде есть примеси, которые закупоривают генератор. Нужно быть очень осторожным при работе с гидроксидом калия, т.к. это едкое вещество. Если гидроксид попадёт на кожу, немедленно смойте его большим количеством воды. При необходимости используйте уксус, который является кислотой, он нейтрализует гидроксид. При использовании пищевой соды Вы не столкнётесь с такими неприятностями.
Завершённый генератор выглядит следующим образом:

 

Генератор может быть сделан и из других материалов, которые Вы сочтёте более приемлемыми.

Последний этап – это соединение водородного генератора с двигателем. Обычно генератор устанавливается рядом с карбюратором или корпусом дроссельных заслонок таким образом, что короткая часть трубы может быть использована для соединения генератора с впускным устройством двигателя. Вы можете присоединить генератор к воздушной камере, где находится воздушный фильтр, или установить генератор во впускном канале. Чем ближе к корпусу дроссельных заслонок вы его установите, тем лучше, мы хотим уменьшить объём HHO газа, который находится перед впускной системой. Это сделано из соображений безопасности. Чем короче длина трубы в воздухоприёмнике , тем лучше. Из соображений безопасности, мы хотим ограничить количество открытого (свободного) газа HHO.

Как подключить водородный генератор к электро питанию автомобиля
Используйте провода и электрический кабель, рассчитанный на 20 А постоянного тока, не меньше. В данном случае лучше взять провод, который проводит больший ток; рекомендуется использовать части, которые будут проводить ток в 30 А . Проведите питание через цепь зажигания, так чтобы оно включалось только тогда, когда двигатель заработает. Реле номиналом 30 А следует установить, чтобы предотвратить повреждение цепи зажигания и переключателя, который не рассчитан на ток, превышающий 20 А. Убедитесь, что предохранитель рассчитан на предполагаемый ток (лучше всего на 30 А). Вы также можете использовать тумблер для дальнейшего контроля над системой. Из соображений безопасности можно подвести датчик давления масла к реле, для того чтобы устройство включалось, только тогда, когда двигатель запускается. Всё должно быть прочно. Любое неплотное соединение может спровоцировать выделение искры или высокой температуры и привести к возгоранию, таким образом убедитесь, что все соединения плотные, и будьте готовы часто проверять их , чтобы удостовериться, что все соединения соответствуют технике безопасности.
Заполнение генератора водой
Заполните генератор дистиллированной водой и добавьте туда пищевую соду или гидроксид калия, при использовании пищевой соды Вам придётся проделывать это чаще. Сначала , заполните водородный генератор дистиллированной водой на 6см ниже верхнего края. Добавьте в воду чайную ложку гидроксида калия (KOH), NaOH или соды, затем закройте крышку. На данный момент не следует плотно закрывать крышку. Соедините 12-вольтовый источник питания с разъёмами и подключите к генератору Вашего двигателя. Стремитесь получить ток в 16 А, когда генератор водорода охлаждён. Как только температура воды начнёт повышаться токовая тяга будет увеличиваться на 4 А, пока не достигнет 20 А. Именно по этому Вы должны получить ток в 16 А, когда генератор охлаждён. Если ток будет слишком большим, отлейте немного воды, которая находится внутри и влейте небольшое количество дистиллированной воды. Если ток слишком маленький, добавьте небольшое количество соды или гидроксида калия, пока ток не достигнет 16 А. Если генератор переполнится, то часть водного раствора электролита пойдёт по выпускной трубе, поэтому к генератору присоединена труба, которая показывает уровень водного раствора внутри генератора. Обычно генератор нужно заряжать раз в неделю, это зависит от того, как долго он находится в работающем состоянии. Добавьте дистиллированную воду, затем снова проверьте токовую нагрузку. Вы можете заметить снижение тока, когда Вы добавляете воду, это обычная ситуация. Небольшое количество соды или гидроксида калия испаряется из генератора и накапливается в испарениях, поэтому так часто приходится добавлять соду или гидроксид калия. С помощью воды в барборере HHO газ очищается от примесей. Мы рекомендуем вам установить амперметр, чтобы вы могли следить за током, когда генератор работает.

Установка водородного генератора
Чтобы установить генератор, выберете вентилируемое пространство в моторном отделении или возле переднего бампера перед радиатором. Автомобили отличаются друг от друга, поэтому вам следует выбрать наиболее приемлемый вариант для вашей машины. Для установки лучше всего подойдут пластиковые стяжки, но старайтесь не перетянуть их, иначе хлорвиниловая труба деформируется и треснет. Закрепите нижнюю часть генератора с помощью металлической скобы, используйте две пластиковые стяжки: одну – для верхней части генератора, другую – для нижней.
Из соображения безопасности не устанавливайте генератор в салоне автомобиля.
Выходной шланг и барборер
Барборер должен быть заполнен водой от 1/3 до 1/2. Для барборера подойдет водопроводная вода. Обратный клапан перед барборером предназначен для того, чтобы не допустить попадания воды из барборера обратно в генератор, когда он охлаждается и газ сжимается.
Удостоверьтесь, что уровень воды в барборере достаточный. Недостаточный уровень воды может привести к возгоранию. Вода в барборере служит защитным средством между аккумулированным газом HHO и впускным устройством двигателя. Установите выпускной шланг из барборера как можно ближе к карбюратору или корпусу дроссельных заслонок. Для этого сделайте соединительное отверстие внутри впускной трубы или воздушного фильтра. Шланг должен быть коротким, это делается, чтобы уменьшить количество HHO газа внутри шланга. Рекомендуется использовать 6-ти миллиметровую поликремневую трубу. Ниже представлен список всех деталей, которые потребуются для изготовления водородного генератора и барборера.

Хлорвиниловая труба диаметром 10,16 см 1 труба длиной 30,48 см составляет корпус генератора
крышка для хлорвиниловой трубы 1 Закрывает дно генератора
Закручивающаяся крышка для хлорвиниловой трубы 1 Закрывает верхнюю часть генератора
Выходной патрубок для быстрого соединения, согнутый под углом 90° 13/8” Можно приобрести в магазине бытовой техники
Патрубок для трубы-индикатора уровня воды Можно приобрести в магазине бытовой техники
Труба для индикации уровня воды размером 20,32 см Можно приобрести в магазине бытовой техники
Крышка выключателя из нержавеющей стали 16 Предназначена для соединения пластин
Ленты из нержавеющей стали длиной 30,48 см 2 Можно изготовить из столовых приборов : вилок, ложек
30 см прозрачная поликремневая труба с внутренним диаметром 3/4 дюйма Можно приобрести в магазине бытовой техники
Болты из нержавеющей стали (5/16 дюймов), длиной 1.25 дюймы 2 Предназначены для соединения лент с крышкой
Гайки или шайбы из нержавеющей стали (5/16 дюймов) 6 Предназначены для соединения лент с крышкой
Нейлоновый резьбовой стержень диаметром 5/16 дюймов
Нейлоновый резьбовой стержень диаметром 5/16 дюймов
Нейлоновые шайбы (5/16 дюймов) толщиной 4,06 см 1 упаковка
Нейлоновая(6/6) плоская шайба (5/16 дюймов)
Контргайки(5/16-45,72 см) толщиной 1/4” 20 упаковок
Парубок для барборера, согнутый под углом 90° 2
Предохранительный клапан 1
Труба (1/4 дюйма)
Полихлорвиниловый клей 1 тюбик Желательно такого же цвета как и труба
Неопреновая уплотнительная шайба 2
Обкладка для инструментов Это жидкий пластик, который используется для создания обкладок на ручках инструментов
Светодиод диаметром 10 мм 1 Красный, с клеммой
Резистор номиналом 470 Ом мощностью 0,25 Вт 1 Маркировка на корпусе резистора: жёлтая, фиолетовая, коричневая

Если Вы собираетесь установить водородный генератор в машине, Вам потребуется сенсорный регулятор или устройство контроля впрыска топлива, чтобы обеспечить более жёсткий контроль над системой. Вам также понадобится сенсорный регулятор кислорода.

Если Вы не нашли нужной Вам информации в данном материале, обратите внимание на рекламу на нашем сайте-она для Вас совершенно бесплатна, но порой приносит хороший результат.

Делаем водородный генератор для отопления дома своими руками. Жми!

Водородный генератор (электролизер) это прибор, работающий за свет двух процессов: физического и химического.

В процессе работы под воздействием электротока вода разлагается на кислород и водород. Данный процесс носит название электролиз. Электролизер довольно популярен среди самых известных видов водородных генераторов.

Как устроен прибор

Электролизер состоит из нескольких пластин из металла, погруженных в герметическую емкость с дистиллированной водой.

Сам корпус имеет клеммы, чтобы подключать источник питания и есть втулка, через которую выводится газ.

Работу прибора можно описать так: электроток пропускается через дистиллированную воду между пластинами с разными полями (у одной — анод, у другой — катод), расщепляет её на кислород и водород.

В зависимости от площади пластин электроток имеет свою силу, если площадь большая, то и тока по воде проходит много и больше выделяется газа. Схема подключения пластин поочередная, сначала плюс, потом минус и так далее.

Электроды рекомендуется делать из нержавеющей стали, которая в процессе электролиза не вступает в реакцию с водой. Главное найти нержавейку высокого качества. Между электродами лучше сделать расстояние маленькими, но так, чтобы пузыри газа легко между ними передвигались. Крепеж лучше изготовить из соответствующего металла, что и электроды.

[warning]Примите во внимание: в связи с тем, что технология изготовления связана с газом, то во избежание образования искры, необходимо произвести плотное прилегание всех деталей.[/warning]

В рассматриваемом варианте устройство включает в себя 16 пластин, расположены они друг от друга в пределах 1 мм.

За счет того, что пластины имеют достаточно немалую площадь поверхности и толщину, можно будет пропустить через такое устройство высокие токи, однако нагрева металла не произойдет. Если измерить на воздухе емкость электродов, то она составит 1nF, данный набор использует до 25А в простой воде из водопровода.

Для сбора водородного генератора своими руками можно применить контейнер пищевой, так как его пластик термоустойчив. Затем нужно в контейнер опустить электроды для сбора газа с разъемами изолированными герметично, крышкой и другими соединениями.

Если использовать контейнер из металла, то во избежание короткого замыкания, электроды крепятся на пластике. С двух сторон медных и латунных фитингов устанавливаются два разъема (фитинг – монтировать, собирать) для извлечения газа. Разъемы контактные и фитинги нужно прочно закрепить, применяя герметик из силикона.

Изготовить газогенератор также можно в домашних условиях. Методика подробно изложена здесь: https://teplo.guru/pechi/piroliznye/gazogenerator-svoimi-rukami.html

Соблюдение мер безопасности

Электролизер представляет собой устройство повышенной опасности.

Поэтому во время его изготовления, монтирования и работы обязательно нужно соблюдение как общих, так и специальных мер безопасности.

Специальные меры включают следующие пункты:

• следует контролировать концентрацию смеси водорода с кислородом, в целях недопущения взрыва;
• если уровень жидкости не просматривается в смотровом окне водородного генератора, то его использовать нельзя;
• во время выполнения ремонта нужно удостовериться, что в конечной точке системы полностью отсутствует водород;
• противопоказано использование открытого огня, электрических нагревательных приборов и переносных ламп напряжением более 12 вольт рядом с электролизером;
• во время работы с электролитом следует себя обезопасить, используя средства защиты (спецодежда, перчатки и очки).

Советы специалистов

Квалифицированные мастера считают, что изготавливать самодельные водородные генераторы для автомобилей в домашних условиях рискованное занятие.

Они объясняют это тем, что электролизер для авто имеет сложную и небезопасную систему устройств.

Заниматься изготовлением таких агрегатов нужно, применяя специальные материалы и реагенты.

[advice]Примите к сведению: в случае самостоятельного установления электролизера, который был изготовлен своими руками, рекомендуется строгое исключение возможности, когда газ попадает в камеру сгорания при заглушенном двигателе. Во время отключения двигателя, обязательно должен автоматически отключиться водородный генератор от сети электрического питания автомобиля.[/advice]

Если все-таки решили самостоятельно изготовить автомобильный гидролизер, то обязательно следует оснастить его барботером – это специальный водяной клапан. При его использовании значительно повысится безопасность при вождении автомобиля.

Электрический ток можно получить из земли и воздуха самостоятельно. Подробности в этой статье: https://teplo.guru/elektrichestvo/besplatnoe-elektrichestvo.html

Отопление дома газом Брауна

Схема работы водородного генератора. (Для увеличения нажмите)

Водород является самым распространенным химическим элементом, поэтому экономически выгодно его использовать.

Для многих владельцев домов и дач часто встает вопрос, как получить «чистую» и дешевую энергию для нужд в быту. Ответ можно найти в таких инновациях, как водогенератор для отопления жилища.

Ученые, благодаря своим разработкам, позволили многим использовать такое устройство для получения газа. Установка способна генерировать водород (газ Брауна) и этот газ будет использован для получения энергии.

Можно это соединение представить химической формулой, как hho. Данный газ можно получить из воды с помощью метода электролиза. Есть много примеров в жизни, когда люди хотят свой дом отапливать оксиводородом. Но чтобы этот вид топлива получил популярность, надо сначала научиться получать его (газ Брауна) в бытовых условиях.

Пока еще нет технологии водородного отопления частного дома, которая была бы достаточно надежной.

Нюансы организации отопления дома газом Брауна рассмотрены здесь: https://teplo.guru/sistemy/otoplenie-gazom-brauna.html

Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать водородный генератор своими руками: