Dessins de générateur DIY. Les atouts du chauffage à l’hydrogène

Nous avons l'habitude de le considérer comme le type de carburant le plus abordable gaz naturel permettant de réduire considérablement les coûts. Mais il s'avère qu'il a alternative intéressante- l'hydrogène obtenu à partir du fractionnement de l'eau. Nous recevons entièrement gratuitement la matière première pour la production de ce carburant. Et si aussi générateur d'hydrogène faites-le vous-même, l'effet économique sera tout simplement incroyable. Droite?

Pour ceux qui souhaitent construire de leurs propres mains un générateur de carburant bon marché mais très productif, nous proposons des instructions détaillées. Nous fournissons des recommandations pour une bonne utilisation. En tant qu'ajouts informatifs expliquant clairement le principe de fonctionnement, des applications photo et une vidéo sur l'une des options d'assemblage du générateur ont été utilisées.

Dans les cours de chimie du lycée, on expliquait autrefois comment obtenir de l'hydrogène à partir de l'eau du robinet. Il existe un tel concept dans le domaine chimique: l'électrolyse. C'est grâce à l'électrolyse qu'il est possible de produire de l'hydrogène.

L'installation d'hydrogène la plus simple est un récipient rempli d'eau. Deux électrodes plaques sont placées sous la couche d'eau. Du courant électrique leur est fourni. Puisque l’eau est un excellent conducteur courant électrique, un contact à faible résistance est établi entre les plaques.

Le courant traversant une faible résistance à l'eau favorise la formation réaction chimique, à la suite de quoi de l'hydrogène se forme.

Schéma d’une installation expérimentale à hydrogène, autrefois étudiée dans le cours de chimie du lycée. Il s’avère que ces leçons n’étaient pas superflues pour la pratique des besoins quotidiens modernes.

Il semblerait que tout soit simple et qu'il reste très peu de choses à faire : collecter l'hydrogène obtenu pour l'utiliser comme source d'énergie. Mais la chimie n’est jamais complète sans détails subtils. C'est donc ici : si l'hydrogène se combine avec l'oxygène, à une certaine concentration, un mélange explosif se forme. Ce point est l'un des phénomènes critiques qui limitent la capacité à construire des stations d'appartement suffisamment puissantes.

Conception de générateur d'hydrogène

Pour construire des générateurs d’hydrogène de vos propres mains, ils se basent généralement sur le schéma d’installation classique de Brown. Cet électrolyseur de moyenne puissance est constitué d'un groupe de cellules contenant chacune un groupe d'électrodes plaques. La puissance de l'installation est déterminée avec superficie totale surfaces des électrodes à plaques.

Les cellules sont placées à l'intérieur d'un conteneur bien isolé de environnement externe. Le corps du réservoir comporte des tuyaux pour connecter l'eau principale, la sortie d'hydrogène, ainsi qu'un panneau de contact pour connecter l'électricité.

Appareil de génération d'hydrogène conçu selon le schéma de Brown. Selon tous les calculs, cette installation devrait pleinement fournir ménage chaleur et lumière. Une autre question est de savoir quelles dimensions et puissance permettront de faire cela (+)

Le circuit du générateur Brown prévoit entre autres la présence d'un joint hydraulique et d'un clapet anti-retour. Grâce à ces éléments, l’installation est protégée du reflux d’hydrogène. Selon ce schéma, il est théoriquement possible de monter une installation à hydrogène, par exemple pour organiser le chauffage d'une maison de campagne.

Chauffage à l'hydrogène dans la maison

Assemblez un générateur d'hydrogène pour chauffage efficaceà la maison est une idée qui n’est peut-être pas fantastique, mais qui est clairement extrêmement peu rentable. Afin d'obtenir le volume d'hydrogène requis pour une chaufferie domestique, vous aurez besoin non seulement d'une installation d'électrolyse puissante, mais également d'une quantité importante d'énergie électrique.

Compenser le gaspillage d’électricité avec de l’hydrogène produit à la maison semble être un processus irrationnel.

Générateur d'hydrogène vraiment fonctionnel pour un usage domestique. La seule chose qui nous dérange, c'est qu'il ne s'agit que d'une option expérimentale, qui ne peut montrer que comment une flamme naît d'une étincelle.

Cependant, les tentatives visant à résoudre le problème de la fabrication de vos propres mains d'un générateur d'hydrogène pour la maison ne s'arrêtent pas. Et voici un exemple d'une des options de torture :

1. Un conteneur scellé et fiable est préparé.
2. Des électrodes tubulaires ou plaques sont fabriquées.
3. Un circuit de commande pour la tension et le courant de fonctionnement est assemblé.
4. Des modules supplémentaires pour le poste de travail sont en cours de réalisation.
5. Les accessoires (tuyaux, fils, attaches) sont sélectionnés.

Naturellement, vous aurez besoin d’une boîte à outils comprenant des équipements spéciaux tels qu’un oscilloscope et un fréquencemètre. Après vous être équipé de tout ce dont vous avez besoin, vous pouvez procéder directement à la fabrication d'un système de chauffage à hydrogène pour votre maison.

Mise en œuvre de projets à faire soi-même

Dans un premier temps, vous devrez réaliser une cellule de génération d’hydrogène. La pile à combustible a dimensions légèrement plus petit que les dimensions internes de la longueur et de la largeur du boîtier du générateur. En hauteur, la taille du bloc avec électrodes est égale aux 2/3 de la hauteur du corps principal.

La cellule peut être en PCB ou en plexiglas (épaisseur de paroi 5-7 mm). Pour ce faire, cinq plaques de textolite sont découpées sur mesure. On colle ensemble (avec de la colle époxy) un rectangle dont la partie inférieure reste ouverte.

Sur la face supérieure du rectangle, le nombre requis de petits trous est percé pour les tiges des plaques d'électrodes, un petit trou pour le capteur de niveau et un trou d'un diamètre de 10 à 15 mm pour la libération d'hydrogène.

À l'intérieur du rectangle sont placées des plaques d'électrodes dont les tiges de contact ressortent à travers les trous de la plaque supérieure à l'extérieur de la cellule. Le capteur de niveau d'eau est installé à 80% de remplissage des cellules. Toutes les transitions dans la plaque textolite (à l'exception de la sortie d'hydrogène) sont remplies de colle époxy.

Une caractéristique de conception des modules du générateur montrés sur la photo est leur conception cylindrique. Les électrodes de cette source d’énergie miniature sont également conçues différemment.

L'orifice de sortie d'hydrogène doit être équipé d'un raccord - fixez-le mécaniquement à l'aide d'un joint ou collez-le. La cellule de génération d'hydrogène assemblée est placée à l'intérieur du corps principal de l'appareil et est soigneusement scellée le long du périmètre supérieur (là encore, de la résine époxy peut être utilisée).

C'est le cas choisi pour le générateur d'hydrogène du prochain projet expérimental. Attire idée simple, mais il est peu probable que cette option convienne à une station puissante destinée au chauffage des locaux d'une maison privée

Mais avant de mettre la cellule à l'intérieur, le boîtier du générateur doit être préparé :

• faire un approvisionnement en eau dans la zone inférieure ;
• réaliser le capot supérieur avec des attaches ;
• choisissez un matériau d'étanchéité fiable ;
• placer le bornier électrique sur le couvercle ;
• placez un collecteur d'hydrogène sur le couvercle.

Le résultat devrait être un générateur d’hydrogène partiellement prêt après :

1. La pile à combustible est chargée dans le boîtier.
2. Les électrodes sont connectées au bornier du couvercle.
3. Le raccord de sortie d'hydrogène est connecté au collecteur d'hydrogène.
4. Le couvercle est installé sur le corps grâce à un joint et sécurisé.

Il ne reste plus qu'à raccorder l'eau et les modules supplémentaires.

Suppléments générateurs d'hydrogène

Un appareil fait maison pour produire de l'hydrogène doit être complété par des modules auxiliaires. Par exemple, un module d'alimentation en eau, qui est fonctionnellement combiné avec un capteur de niveau installé à l'intérieur du générateur. DANS sous forme simple un tel module est représenté par une pompe à eau et un contrôleur de contrôle. La pompe est contrôlée par le contrôleur sur la base d'un signal de capteur, en fonction du niveau d'eau à l'intérieur de la pile à combustible.

Éléments structurels supplémentaires qui doivent être inclus dans la conception de toute station à hydrogène, même expérimentale. Un générateur d'hydrogène ne peut pas fonctionner sans dispositifs d'automatisation, de contrôle et de protection.

A ce titre, il est également souhaitable de disposer d'un dispositif régulant la fréquence du courant électrique et le niveau de tension fourni aux bornes des électrodes de travail de la pile à combustible. Au minimum, le module électrique doit être équipé d'un stabilisateur de tension et d'une protection contre les surintensités.

Un collecteur d'hydrogène, dans sa forme la plus simple, ressemble à un tube contenant une vanne, un manomètre, clapet anti-retour. L'hydrogène est extrait du collecteur via un clapet anti-retour et peut effectivement être fourni au consommateur.

Le collecteur d'hydrogène et le manomètre font partie intégrante de l'usine d'hydrogène, assurant la distribution du gaz et le contrôle de la pression.

Mais dans la pratique, tout est un peu plus compliqué. L'hydrogène est un gaz explosif qui a haute température la combustion. Par conséquent, le simple fait de pomper de l’hydrogène dans le système de chaudière de chauffage comme combustible ne fonctionnera pas.

Critères de qualité d'installation

Il est extrêmement difficile d'assembler à la maison une installation de haute qualité, efficace et productive. Par exemple, même si l'on prend en compte un critère tel que le métal à partir duquel les plaques ou tubes d'électrodes sont fabriqués, il existe déjà un risque de rencontrer des problèmes.

La durabilité des électrodes dépend du type de métal et de ses propriétés. Vous pouvez bien sûr utiliser le même acier inoxydable, mais la durée de vie de ces éléments sera courte.

Une sorte de parodie de plaques d'électrodes pour un générateur d'hydrogène. Les plaques proviennent d'un condensateur variable conventionnel, qui sont en aluminium. De telles électrodes suffiront pour exactement une demi-heure de fonctionnement, même dans le cadre d'un petit système expérimental

Les dimensions d'installation jouent également un rôle important. Calculs requis haute précision en fonction de la puissance requise, de la qualité de l'eau et d'autres paramètres. Ainsi, si l'écart entre les électrodes de travail est en dehors de la valeur calculée, le générateur d'hydrogène peut ne pas fonctionner du tout. DANS pire cas la puissance pour laquelle le calcul a été fait s'avérera plusieurs fois inférieure.

Même la section du fil reliant les électrodes à la source d’alimentation est importante dans la conception d’un générateur d’hydrogène. Il est vrai que cela concerne fonctionnement sûr dispositifs. Cependant, ce détail de conception doit également être pris en compte dans les installations domestiques.

Pour en revenir au fonctionnement sûr du système, il ne faut pas non plus oublier l'introduction dans la conception d'un joint hydraulique, qui empêche le mouvement inverse du gaz.

Malgré un nombre assez impressionnant d'évolutions générateurs faits maison l'hydrogène, vraiment option efficace Pas encore. Tous les modèles sont inférieurs à l'équipement d'usine

Générateur industriel

Au niveau production industrielle Les technologies de fabrication des générateurs d'hydrogène domestiques sont progressivement maîtrisées et développées. En règle générale, on produit des centrales énergétiques à usage domestique dont la puissance ne dépasse pas 1 kW.

Un tel dispositif est conçu pour produire de l'hydrogène en fonctionnement continu pendant 8 heures maximum. Leur objectif principal est l'approvisionnement en énergie systèmes de chauffage.

Des installations destinées à fonctionner au sein des copropriétés sont également développées et fabriquées. Il s'agit de conceptions déjà plus puissantes (5-7 kW), dont le but n'est pas seulement l'énergie des systèmes de chauffage, mais également la production d'électricité. Tel option combinée gagne rapidement en popularité dans pays de l'Ouest et au Japon.

Les générateurs d'hydrogène combinés sont caractérisés comme des systèmes avec haute efficacité et de faibles émissions de dioxyde de carbone.

Un exemple d'une station réelle fabriquée industriellement avec une puissance allant jusqu'à 5 kW. À l'avenir, des installations similaires sont prévues pour équiper les chalets et les copropriétés.

L’industrie russe a également commencé à s’engager dans ce type de production de carburant prometteur. Norilsk Nickel maîtrise notamment les technologies de production usines d'hydrogène, y compris ceux des ménages. Il est prévu d'utiliser le plus différents types réservoirs de carburant pendant le développement et la production :

• membrane échangeuse de protons;
• l'acide orthophosphorique;
• méthanol échangeur de protons;
• alcalin;
• oxyde solide.

Pendant ce temps, le processus d’électrolyse est réversible. Ce fait suggère qu'il est possible d'obtenir de l'eau déjà chauffée sans brûler d'hydrogène.

Il semble que ce ne soit qu'une autre idée que, si vous vous y accrochez, vous pouvez lancer nouveau tour passions associées à la production gratuite de combustible pour une chaudière domestique.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Expérimenter à la maison avec modèles faits maison, vous devez vous préparer aux résultats les plus inattendus, mais une expérience négative est aussi une expérience :

Les générateurs d'hydrogène DIY pour la maison sont encore un projet qui existe au niveau d'une idée. Pratiquement Projets achevés Il n’existe pas de générateurs d’hydrogène DIY, et ceux qui sont positionnés en ligne sont l’imagination de leurs auteurs ou des options purement théoriques. On ne peut donc compter que sur un produit industriel coûteux qui promet d’apparaître dans un futur proche.

Les générateurs d'hydrogène, actuellement utilisés dans les voitures pour économiser de l'énergie, se déclinent en deux types : électrolyseur « humide » et électrolyseur « sec ». Chacun d'eux a ses propres avantages et inconvénients, mais l'électrolyseur sec est le développement de la deuxième génération d'appareils produisant de l'hydrogène pour les voitures, car il élimine les inconvénients importants de son prédécesseur humide.

Lorsque vous expérimentez vous-même la production d’hydrogène, vous devez être extrêmement prudent quant aux précautions de sécurité ! Il est nécessaire d’étudier d’abord l’expérience d’autres chercheurs et praticiens. Liens vers des ressources sur ce sujet avec des exemples pratiques en fin d'article.

Toutes sortes de générateurs et d'appareils dans ce magasin chinois.

La vidéo montre un schéma d'un générateur sec. Plus de détails sur la façon de le réaliser sont dans la deuxième vidéo.

Description détaillée

Pour fabriquer des piles sèches, vous aurez besoin d’acier inoxydable perforé 316L ou 316T. L'épaisseur de la feuille est de 0,4 mm ou 0,5 mm, pas plus épaisse, avec un diamètre de trou de 2 mm ou 3 mm. Pas de trou dans motif en damier, comme le montre l'image. Poncez légèrement chaque feuille avec du papier de verre grossier afin que la surface soit recouverte de rayures. Cela augmentera la zone de contact entre l'acier et l'eau.

Dans la fabrication de « batteries sèches » pour voiture, vous aurez besoin de 20 tôles d'acier perforées de 10X10 cm, avec une saillie de 3X3 cm, pour le contact électrique ; 19 entretoises de 2 mm d'épaisseur et 2 entretoises de 10 mm d'épaisseur. Ils peuvent être découpés dans des chambres à air de voiture ou dans des feuilles de caoutchouc. Il vous faudra également deux feuilles de plastique de 16X16 cm, il est préférable de les réaliser à partir des parois d'un bac à batterie qui a épuisé sa durée de vie. Vous verrez le reste des détails dans la démonstration vidéo du modèle multipolaire « batterie sèche ». Le premier et le dernier joints ont une épaisseur de 10 mm, nécessaire pour pièces en plastique pour l'entrée et la sortie de l'eau dans le système de batterie ne reposait pas fermement contre le premier et le dernier tôles d'acier. En plaques d'acier, en saillies pour contacts électriques, percez un trou d'un diamètre tel que le boulon s'y insère comme s'il était fileté, c'est-à-dire fermement ! Les plaques doivent alterner les contacts. Une plaque avec contacts sur le boulon droit ; l'autre - avec contact sur le boulon gauche. Et ainsi de suite.

Système d'électrolyse

Le système d'électrolyse se compose des éléments suivants : Batterie. "Batterie sèche". Le premier récipient est destiné à l’eau distillée mélangée à de l’hydroxyde de potassium. L'hydroxyde de potassium doit avoir une saturation de 95 % !. Le deuxième conteneur avec régulier, eau propre pour l'épuration des gaz. Appareil à pression. Une vanne qui empêche le gaz de retourner dans le système.

Connexion des câbles positif et négatif de la batterie à la « batterie sèche ». Le flux d’eau mélangée à de l’hydroxyde de potassium dans la batterie. Le gaz résultant avec l'eau résiduelle quitte la batterie et pénètre dans le conteneur. Ensuite, à travers un filtre qui empêche l'eau de s'échapper, le gaz du premier récipient pénètre dans le deuxième récipient pour être purifié par l'eau. Pour cela, un long tube est utilisé, allant presque jusqu'au fond du deuxième récipient. Dans les premier et deuxième conteneurs, un matériau résistant aux acides, non coulant et poreux peut être placé sur l'eau pour éviter les éclaboussures d'eau lorsque la voiture roule, tremble et s'incline pendant la conduite. Ensuite, à travers un filtre qui empêche l'eau de s'échapper, le gaz purifié du deuxième récipient passe à travers un dispositif indiquant la pression du gaz.

Depuis le dispositif de pression, le gaz passe à travers une vanne qui empêche le gaz de revenir dans le système. La valve est constituée d'un tube en cuivre avec des bouchons bien vissés aux deux extrémités. Les couvercles sont équipés de tétines qui permettent à l'air de passer dans un sens, c'est-à-dire du système d'électrolyse vers l'extérieur. Et la « laine d’acier » de grade 0000 est bien tassée dans le tube de cuivre. Sans cette valve, le système d’électrolyse serait explosif !

Les piles sèches sont faciles à monter et à démonter. Les paramètres suggérés pour les plaques d'acier vous éviteront les maux de tête liés aux calculs. Si une « batterie sèche », compte tenu de la puissance de la batterie de votre voiture, n’est pas très efficace, alors réduisez le nombre de plaques de manière égale en plus et en moins. Si la batterie devient très chaude, ajoutez le nombre de plaques de manière égale, une pour le plus, l'autre pour le moins, et ainsi de suite. Donnez aux premier et deuxième récipients du système d'électrolyse la même surface et la même forme afin qu'ils puissent être plus facilement placés sous le capot. Pour plus de fiabilité, réalisez des boîtiers en acier pour eux et pour la « batterie sèche ». Le gaz est fourni au moteur via le système d'admission d'air. Dans ce cas, il est nécessaire de réduire l’injection de carburant. Il existe de nombreuses marques de voitures, une approche individuelle est donc nécessaire ici. En général, réfléchissez, expérimentez.

Sur ce site vous trouverez des vidéos et des dessins de l'injecteur d'eau et du relais d'allumage haute tension. Et sur ce site en russe vodorod-na-avto.com, il y a beaucoup informations utiles avec des détails et des tests de générateurs d'hydrogène pour voitures.

Même le scientifique médiéval Paracelse, lors d'une de ses expériences, a remarqué que lorsque l'acide sulfurique entre en contact avec le ferrum, des bulles d'air se forment. En fait, il s'agissait d'hydrogène (mais pas d'air, comme le croyait le scientifique) - un gaz léger, incolore et inodore qui, dans certaines conditions, devient explosif.

Au moment présentChauffage à l'hydrogène DIY - une chose très courante. En effet, l'hydrogène peut être produit en quantité quasi illimitée, l'essentiel étant qu'il y ait de l'eau et de l'électricité.

Cette méthode de chauffage a été développée par l'une des sociétés italiennes. Une chaudière à hydrogène fonctionne sans générer de déchets nocifs, c’est pourquoi elle est considérée comme le moyen le plus écologique et le plus silencieux de chauffer une maison. L'innovation du développement réside dans le fait que les scientifiques ont réussi à réaliser la combustion de l'hydrogène à une température relativement basse (environ 300ᵒC), ce qui a permis de produire des chaudières de chauffageà partir de matériaux traditionnels.

Lorsqu'elle fonctionne, la chaudière n'émet que de la vapeur inoffensive et la seule chose qui nécessite des coûts est l'électricité. Et si vous combinez cela avec panneaux solaires(système solaire), ces coûts peuvent alors être complètement réduits à zéro.

Note! Les chaudières à hydrogène sont souvent utilisées pour chauffer des systèmes de chauffage par le sol, qui peuvent être facilement installés de vos propres mains.

Comment tout cela se passe-t-il ? L'oxygène réagit avec l'hydrogène et, comme on s'en souvient lors des cours de chimie au collège, forme des molécules d'eau. La réaction est provoquée par des catalyseurs, entraînant la libération de l'énérgie thermique, chauffer l’eau à environ 40ᵒС – température idéale pour "sol chaud".

Le réglage de la puissance de la chaudière permet d'atteindre une certaine température nécessaire au chauffage d'une pièce d'une superficie donnée. Il convient également de noter que ces chaudières sont considérées comme modulaires, car elles sont constituées de plusieurs canaux indépendants les uns des autres. Dans chacun des canaux se trouve le catalyseur mentionné ci-dessus, de sorte que le liquide de refroidissement pénètre dans l'échangeur de chaleur, qui a déjà atteint la valeur requise de 40ᵒC.

Note! Une caractéristique d'un tel équipement est que chacun des canaux est capable de produire différentes températures. Ainsi, l'une d'elles peut être réalisée pour " sol chaud", le deuxième à la pièce adjacente, le troisième au plafond, etc.

Les principaux avantages du chauffage à l'hydrogène

Cette méthode de chauffage d'une maison présente plusieurs avantages importants, qui sont à l'origine de la popularité croissante du système.

1. Une efficacité impressionnante, atteignant souvent 96 %.
2. Respect de l'environnement. Le seul sous-produit rejeté dans l’atmosphère est la vapeur d’eau, qui n’est pas susceptible de nuire environnement essentiellement.
3. Le chauffage à l'hydrogène remplace progressivement les systèmes traditionnels, libérant les gens de la nécessité d'extraire des ressources naturelles - pétrole, gaz, charbon.
4. L'hydrogène agit sans feu ; l'énergie thermique est générée par une réaction catalytique.

Est-il possible de se chauffer soi-même à l'hydrogène ?

En principe, c'est possible. Élément principal des systèmes - une chaudière - peuvent être créés sur la base d'un générateur NNO, c'est-à-dire un électrolyseur conventionnel. Nous nous souvenons tous d’expériences scolaires où nous enfoncions des fils nus connectés à une prise à l’aide d’un redresseur dans un récipient rempli d’eau. Ainsi, pour construire une chaudière, il faudra répéter cette expérience, mais à plus grande échelle.

Note! Une chaudière à hydrogène est utilisée avec un « sol chaud », comme nous l'avons déjà évoqué. Mais la disposition d'un tel système fait l'objet d'un autre article, nous nous baserons donc sur le fait que le « sol chaud » est déjà installé et prêt à l'emploi.

Construction d'un brûleur à hydrogène

Commençons par créer un brûleur à eau. Traditionnellement, on commencera par la préparation outils nécessaires et matériaux.

Que faudra-t-il au travail?

1. Tôle d'acier inoxydable.
2. Clapet anti-retour.
3. Deux boulons 6x150, écrous et rondelles pour eux.
4. Filtre à circulation (provenant d'une machine à laver).
5. Tube transparent. Un niveau d'eau est idéal pour cela - dans les magasins de matériaux de construction, il est vendu 350 roubles par 10 m.
6. Plastique récipient hermétique pour aliments d'une capacité de 1,5 litre. Coût approximatif : 150 roubles.
7. Raccords à chevrons ø8 mm (parfaits pour un tuyau).
8. Meuleuse pour scier le métal.

Voyons maintenant lequel acier inoxydable doivent être utilisés. Idéalement, pour cela, vous devriez prendre de l'acier 03Х16Н1. Mais acheter une tôle entière « d'acier inoxydable » coûte parfois très cher, car un produit de 2 mm d'épaisseur coûte plus de 5 500 roubles, et en plus, il doit être livré d'une manière ou d'une autre. Par conséquent, si vous avez un petit morceau d'un tel acier qui traîne quelque part (0,5 x 0,5 m suffisent), vous pouvez vous en sortir.

Nous utiliserons de l'acier inoxydable, car l'acier ordinaire, comme vous le savez, commence à rouiller dans l'eau. De plus, dans notre conception, nous avons l'intention d'utiliser des alcalis au lieu de l'eau, c'est-à-dire que l'environnement est plus qu'agressif et que l'acier ordinaire ne durera pas longtemps sous l'influence du courant électrique.

Vidéo - Générateur de gaz marron modèle à cellule simple de 16 plaques inox

Instructions de fabrication

Première étape. Pour commencer, prenez une tôle d'acier et placez-la dessus. surface plane. A partir d'une feuille aux dimensions indiquées ci-dessus (0,5x0,5 m) vous devriez obtenir 16 rectangles pour le futur brûleur à hydrogène, découpez-les avec une meuleuse.

Note! Nous avons scié l'un des quatre coins de chaque assiette. Ceci est nécessaire pour connecter les plaques à l'avenir.

Seconde phase. AVEC verso plaques, percez des trous pour le boulon. Si l'on envisageait de réaliser un électrolyseur « sec », on percerait des trous par le bas, mais en dans ce cas il n'est pas nécessaire de le faire. Le fait est que la conception « sèche » est beaucoup plus compliquée, et zone efficace les assiettes qu'il contient ne seraient pas utilisées à 100 %. Nous réaliserons un électrolyseur « humide » - les plaques seront complètement immergées dans l'électrolyte et toute leur surface participera à la réaction.

Troisième étape. Le principe de fonctionnement du brûleur décrit est basé sur le suivant : un courant électrique traversant des plaques immergées dans l'électrolyte provoquera la décomposition de l'eau (elle doit faire partie de l'électrolyte) en oxygène (O) et hydrogène (H). Par conséquent, nous devons avoir deux plaques en même temps : la cathode et l’anode.

À mesure que la surface de ces plaques augmente, le volume de gaz augmente, c'est pourquoi dans ce cas, nous utilisons respectivement huit pièces par cathode et anode.

Note! Le brûleur que nous examinons est une conception parallèle qui, pour être honnête, n'est pas la plus efficace. Mais c’est plus facile à mettre en œuvre.

Quatrième étape. Ensuite, nous devons installer les plaques dans Un récipient en plastique pour qu'ils alternent : plus, moins, plus, moins, etc. Pour isoler les plaques, on utilise des morceaux de tube transparent (on en a acheté 10 m entiers, donc il y a une réserve).

Nous découpons des petits anneaux dans le tube, les coupons et obtenons des bandes d'environ 1 mm d'épaisseur. C’est la distance idéale pour que l’hydrogène soit généré efficacement dans la structure.

Cinquième étape. Nous attachons les plaques les unes aux autres à l'aide de rondelles. Nous procédons comme suit : nous mettons une rondelle sur le boulon, puis une plaque, après trois rondelles, une autre plaque, encore trois rondelles, etc. Nous accrochons huit pièces à la cathode, huit à l'anode.

Note! Cela doit être fait de manière miroir, c'est-à-dire que nous faisons tourner l'anode de 180ᵒ. Ainsi, le « plus » ira dans les espaces entre les plaques « moins ».

Sixième étape. Nous regardons exactement où reposent les boulons dans le conteneur et perçons des trous à cet endroit. Si soudainement les boulons ne rentrent plus dans le conteneur, nous les coupons à la longueur requise. Ensuite, nous insérons les boulons dans les trous, mettons des rondelles dessus et les serrant avec des écrous - pour une meilleure étanchéité.

Ensuite, nous faisons un trou dans le couvercle pour le raccord, vissons le raccord lui-même (de préférence en enduisant la jonction mastic silicone). Soufflez dans le raccord pour vérifier l'étanchéité du couvercle. Si de l'air sort encore du dessous, nous enduisons cette connexion de mastic.

Septième étape. Une fois l'assemblage terminé, nous testons le générateur fini. Pour ce faire, connectez-y n'importe quelle source, remplissez le récipient d'eau et fermez le couvercle. Ensuite, nous mettons un tuyau sur le raccord et le descendons dans un récipient rempli d'eau (pour voir les bulles d'air). Si la source n'est pas assez puissante, alors ils ne seront pas dans le réservoir, mais ils apparaîtront certainement dans l'électrolyseur.

Ensuite, nous devons augmenter l’intensité de la production de gaz en augmentant la tension dans l’électrolyte. Il convient de noter ici que l'eau sous sa forme pure n'est pas conductrice : le courant la traverse en raison des impuretés et du sel qu'elle contient. Nous diluerons un peu d'alcali dans l'eau (par exemple, l'hydroxyde de sodium est excellent - il est vendu en magasin sous forme de produit nettoyant « Mole »).

Note! À ce stade, nous devons évaluer correctement les capacités de la source d'alimentation, donc avant d'injecter l'alcali, nous connectons un ampèremètre à l'électrolyseur - de cette façon, nous pouvons surveiller l'augmentation du courant.

Vidéo - Chauffage à l'hydrogène. Batteries à hydrogène

Parlons ensuite des autres composants du brûleur à hydrogène - le filtre de la machine à laver et la vanne. Les deux sont destinés à la protection. La vanne ne permettra pas à l'hydrogène enflammé de pénétrer à nouveau dans la structure et de faire exploser le gaz accumulé sous le couvercle de l'électrolyseur (même s'il n'y en a qu'une petite quantité). Si nous n'installons pas la valve, le récipient sera endommagé et l'alcali s'échappera.

Un filtre sera nécessaire pour réaliser un joint hydraulique, qui agira comme une barrière empêchant une explosion. Les artisans qui connaissent bien la conception d'un brûleur à hydrogène fait maison appellent cette vanne un «bulbulateur». En effet, cela ne crée essentiellement que des bulles d’air dans l’eau. Pour le brûleur lui-même, nous utilisons le même tuyau transparent. Ça y est, le brûleur à hydrogène est prêt !

Il ne reste plus qu'à le connecter à l'entrée du système « plancher chaud », sceller la connexion et commencer le fonctionnement direct.

Comme conclusion. Alternative

Une alternative, bien que très controversée, est le gaz de Brown - composé chimique, qui se compose d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène. La combustion d'un tel gaz s'accompagne de la formation d'énergie thermique (d'ailleurs quatre fois plus puissante que dans la conception décrite ci-dessus).

Les électrolyseurs sont également utilisés pour chauffer une maison au gaz Brown, car cette méthode de production de chaleur repose également sur l’électrolyse. Des chaudières spéciales sont créées dans lesquelles, sous l'influence du courant alternatif, des molécules éléments chimiques se séparent, formant le gaz convoité de Brown.

Vidéo – Gaz brun enrichi

Il est fort possible que des ressources énergétiques innovantes, dont la réserve est presque illimitée, supplantent bientôt les ressources naturelles non renouvelables, nous libérant ainsi de la nécessité d'une exploitation minière permanente. Cette évolution aura un impact positif non seulement sur l'environnement, mais également sur l'écologie de la planète dans son ensemble.

Lisez également notre article - chauffage à la vapeur de vos propres mains.

Vidéo - Chauffage à l'hydrogène

Pour chauffer une maison privée, ils utilisent différentes façons. Ils diffèrent les uns des autres à la fois par la méthode de transfert de chaleur et par le type de vecteur énergétique utilisé. Lors de l'utilisation du chauffage de l'eau, il existe plusieurs types de chaudières selon le type de combustible :

Générateur d'hydrogène pour chauffer une maison privée

1. Combustible solide - utilisé pour le travail combustible solide, qui dégage de la chaleur lorsqu'il est brûlé.
2. Électrique - dans de telles chaudières, la chaleur est obtenue en convertissant l'électricité.
3. Gaz - la chaleur est libérée lorsque le gaz brûle.

Si l'on considère chaudières à gaz, alors ils fonctionnent principalement au gaz naturel, bien qu'il existe des modèles pour gaz liquéfié, et en Dernièrement commencer à utiliser l'hydrogène comme carburant, produit à partir de l'eau dans appareils spéciaux– des générateurs d'hydrogène.

Principe d'opération

Grâce aux cours de physique à l'école, nous savons que l'eau, lorsqu'elle est exposée au courant électrique, se décompose en deux composants : l'hydrogène et l'oxygène. Sur la base de ce phénomène, un générateur d'hydrogène a été construit. Cet appareil est une unité dans laquelle une réaction électrochimique se produit pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène à partir de l'eau. Le processus d'électrolyse de l'eau est illustré dans la figure ci-dessous.

Processus d'électrolyse de l'eau

À la sortie du générateur, il ne se forme pas d'hydrogène et d'oxygène purs, mais ce qu'on appelle le gaz brun, du nom du scientifique qui l'a obtenu le premier. On l’appelle aussi « gaz explosif » car il est explosif dans certaines conditions. De plus, en brûlant ce gaz, on peut obtenir près de quatre fois plus d'énergie que ce qui a été dépensé pour sa production.

Une telle usine de production d’hydrogène est représentée dans la figure ci-dessous.

Installation industrielle pour la production d'hydrogène

Avantages et inconvénients

Les avantages de ce type de chauffage sont les suivants :

1. C'est respectueux de l'environnement aspect épuré le chauffage, puisque la combustion de l'hydrogène dans un environnement oxygéné produit de l'eau sous forme de vapeur, et il n'y a plus d'émissions produits dangereux dans l'atmosphère.
2. Vous pouvez connecter le générateur au système de chauffage de l'eau existant d'une maison privée sans aucune modification.
3. L’installation fonctionne de manière silencieuse, elle ne nécessite donc aucun local particulier.

Défauts:

1. L'hydrogène a une température de combustion élevée qui, dans un environnement oxygéné, peut atteindre 3 200 °C, de sorte qu'une chaudière ordinaire peut tomber en panne très rapidement. DANS appareils modernes Les scientifiques ont obtenu le résultat d'une combustion de gaz à une température de 300°C, le problème peut donc être considéré comme pratiquement résolu.
2. Vous devez être très prudent lorsque vous travaillez avec du gaz Brown car il est explosif. Ceci peut être résolu en utilisant divers soupapes de sécurité et l'automatisation.
3. Nécessite l’utilisation d’eau distillée ou d’eau alcaline pour le fonctionnement.
4. Coût élevé de l'équipement. Pour résoudre ce problème, nombreux sont ceux qui tentent d'assembler de leurs propres mains une usine de production d'hydrogène.

Générateur d'hydrogène DIY

L'appareil artisanal représente schématiquement un récipient d'eau dans lequel sont placées des électrodes pour convertir l'eau en hydrogène et en oxygène.

Afin de fabriquer un tel appareil de vos propres mains, vous aurez besoin de :

1. Tôle de métal inoxydable de 0,5 à 0,7 mm d'épaisseur. L'acier inoxydable de qualité 12Х18Н10Т convient.
2. Plaques en plexiglas.
3. Tubes en caoutchouc pour l'alimentation en eau et l'évacuation des gaz.
4. Feuille de caoutchouc résistant à l'essence et à l'huile de 3 mm d'épaisseur.
5. Source de tension – LATR avec un pont de diodes pour produire du courant continu. Il devrait fournir un courant de 5 à 8 ampères.

Tout d'abord, des plaques d'acier inoxydable sont découpées en rectangles de 200 x 200 mm. Les coins des plaques doivent être coupés afin de serrer ensuite toute la structure avec des boulons. Dans chaque plaque on perce un trou d'un diamètre de 5 mm, à une distance de 3 cm du bas des plaques, pour la circulation de l'eau. Un fil est également soudé à chaque plaque pour se connecter à la source d'alimentation.

Avant assemblage, des anneaux en caoutchouc sont réalisés avec un diamètre extérieur de 200 mm et un diamètre intérieur de 190 mm. Vous devez également préparer deux plaques de plexiglas de 2 cm d'épaisseur et de dimensions 200 x 200 mm, et vous devez d'abord y faire des trous sur quatre côtés pour les boulons de serrage M8.

Le montage commence ainsi : mettre d'abord la première plaque, puis un anneau en caoutchouc enduit de mastic sur les deux faces, puis la plaque suivante et ainsi de suite jusqu'à la dernière plaque. Après cela, il est nécessaire de serrer toute la structure des deux côtés à l'aide de goujons M8 et de plaques de plexiglas. Des trous sont percés dans les plaques : dans l'un en bas pour l'arrivée du liquide, dans l'autre en haut pour la sortie du gaz. Un raccord y est inséré. Des tubes médicaux en PVC sont placés sur ces raccords. Le résultat final devrait être un design comme celui de la figure ci-dessous.

Générateur d'hydrogène DIY

Afin d'éviter que du gaz ne rentre dans le générateur de gaz, il est nécessaire de réaliser un joint hydraulique sur le trajet du générateur au brûleur, ou mieux encore, deux joints.

La conception du volet est un récipient d'eau dans lequel, du côté du générateur, le tube est descendu dans l'eau et le tube qui va au brûleur est au-dessus du niveau de l'eau. Le schéma d'un générateur d'hydrogène avec portes est présenté dans la figure ci-dessous.

Schéma d'un générateur d'hydrogène avec joints hydrauliques

Dans un électrolyseur - un récipient d'eau scellé avec des électrodes abaissées, du gaz commence à être libéré lorsqu'une tension est appliquée. Par le tube 1, il est amené à la vanne 1. La conception du joint hydraulique est conçue de telle manière, comme le montre la figure, que le gaz ne peut se déplacer que dans le sens allant de l'électrolyseur au brûleur, et non l'inverse. Ceci est entravé par les différentes densités d'eau, qu'il faut surmonter sur le chemin du retour. Ensuite, à travers le tube 2, le gaz se déplace vers la vanne 2, conçue pour une plus grande fiabilité du système : si soudainement, pour une raison quelconque, la première vanne ne fonctionne pas. Ensuite, le gaz est amené au brûleur à l'aide du tube 3. Les joints hydrauliques constituent un élément très important du dispositif, car ils empêchent le gaz de se déplacer dans la direction opposée.

Si du gaz retourne dans l'électrolyseur, l'appareil peut exploser. C'est pourquoi l'appareil ne doit en aucun cas être utilisé sans joints hydrauliques !

Exploitation

Après l'assemblage, vous pouvez commencer à tester l'appareil. Pour ce faire, installez un brûleur à partir d'une aiguille médicale au bout du tube et commencez à verser de l'eau. Vous devez ajouter du KOH ou du NaOH à l'eau. L'eau doit être de l'eau distillée ou fondue en dernier recours. Une concentration de 10 % de solution alcaline suffit pour que l'appareil fonctionne. Il ne devrait y avoir aucune fuite lorsque vous versez de l'eau. Il est préférable de souffler la structure avec de l'air, une pression jusqu'à 1 atm, avant de couler. Si le générateur d'hydrogène peut résister à cette pression, vous pouvez le remplir d'eau ; sinon, vous devez réparer les fuites.

Après cela, un LATR avec un pont de diodes est connecté aux électrodes selon le circuit. Un ampèremètre et un voltmètre sont installés dans le circuit pour surveiller le fonctionnement. Commencez avec une tension minimale, puis augmentez-la constamment en observant le dégagement de gaz.

Il est préférable d'effectuer un travail préliminaire sur en plein air en dehors de la maison. L'installation étant explosive, tous les travaux doivent être effectués avec une extrême prudence.

Pendant les tests, observez le fonctionnement de l'appareil. S'il y a une petite flamme de brûleur, il peut y avoir soit une faible émission de gaz dans le générateur, soit une fuite de gaz quelque part. Si la solution devient trouble ou sale, elle doit être remplacée. Il faut également s'assurer que l'appareil ne surchauffe pas et que l'eau ne bout pas. Pour ce faire, régulez la tension à la source de courant. Et encore une chose : lorsqu'elles sont chauffées, les plaques se déforment légèrement et peuvent coller les unes aux autres. Pour éliminer cela, vous devez fabriquer des joints en caoutchouc. Des projections d'eau peuvent également se produire - pour éliminer cela, vous devez réduire le niveau d'eau.

Générateur dans le système de chauffage

Une fois les tests effectués, l'installation peut être connectée à chaudière à gaz Maisons. Pour ce faire, la chaudière doit être légèrement modifiée, à savoir, de vos propres mains, vous devez réaliser un jet avec un trou d'un diamètre plus petit que celui d'usine, conçu pour le gaz naturel. Le générateur assemblé est illustré dans la figure ci-dessous.

Générateur d'hydrogène assemblé

Le système de chauffage d'une maison privée doit être rempli d'eau. La flamme du brûleur peut faire fondre la chaudière s'il n'y a pas d'eau dedans.

Après cela, ils régulent l'alimentation en eau de l'appareil et commencent à éliminer les blocages dans le système de chauffage de la maison. Ensuite, en ajustant l'alimentation en eau et la tension d'alimentation, le fonctionnement de la chaudière est ajusté.

Lors de l'utilisation de l'appareil pendant saison de chauffage effectuer un test final, au cours duquel plusieurs problèmes sont résolus :

1. Y a-t-il assez de gaz pour chauffer la maison ? Si cela ne suffit pas, vous pouvez réaliser de vos propres mains une installation plus productive.
2. Dans quelle mesure fonctionne une chaudière à hydrogène, c'est-à-dire combien de temps la chaudière durera-t-elle ?
3. Le coût d'un tel chauffage - pour cela, vous pouvez tenir un journal dans lequel vous conservez les calculs des coûts de chauffage et de la température dans la maison et à l'extérieur pendant le fonctionnement de la chaudière. Sur la base de ces données, nous pouvons alors conclure à quel point il est rentable de chauffer une maison à l’hydrogène.

Sur la base de ces données, vous pouvez préparer de manière plus approfondie la prochaine saison de chauffage. Pendant le fonctionnement, vous pouvez voir ce qui doit être amélioré, peut-être qu'une partie de l'appareil doit être refaite. Peut-être que la chaudière elle-même a besoin d'être retravaillée et modernisée afin qu'elle ne tombe pas en panne rapidement. De plus, si vous envisagez d'utiliser l'appareil à l'avenir, peut-être serait-il judicieux d'acheter un distillateur d'eau ?

Vidéo sur le générateur

Vous pouvez apprendre à fabriquer un générateur d'hydrogène de vos propres mains sans électricité à partir de cette vidéo.

La principale question qui intéresse beaucoup est de savoir quel est le prix d'un tel chauffage ? Cela peut être découvert si vous conservez des statistiques pendant la saison de chauffage. De plus, il faut additionner tous les coûts, tels que le coût de l'eau distillée, le coût de l'alcali, le coût de l'électricité, la réparation des chaudières et la fabrication des installations. Sur cette base, vous pouvez décider si ce type de chauffage est adapté ou non à votre maison.

En contact avec

Un appareil qui permet de produire de l'hydrogène à partir de l'eau est un générateur d'hydrogène. Ils sont souvent utilisés dans les voitures. L'utilisation d'un tel appareil dans une voiture est justifiée. L'hydrogène produit pénètre dans le collecteur d'admission du moteur. Cela permet d'économiser du carburant et parfois d'augmenter sa puissance. Aux États-Unis, ces générateurs sont produits dans des usines. Ils ne sont pas bon marché – de 300 à 800 dollars. Dans notre pays, il est préférable de fabriquer soi-même un générateur.

Principe de fonctionnement d'un générateur d'hydrogène

Une molécule d'eau est un composé d'hydrogène et d'oxygène. Les atomes ont la capacité de créer des ions. Si vous avez observé des expériences utilisant une bobine Tesla, vous saurez que les atomes sont ionisés lorsqu’ils sont exposés à un champ électrique. Dans ce cas, l’hydrogène formera des ions positifs et de l’oxygène négatif. Dans les générateurs d'hydrogène champ électrique utilisé pour séparer les molécules d’eau les unes des autres.

Ainsi, en plaçant deux électrodes dans l’eau, nous devons créer un champ électrique entre elles. Pour ça ils doivent être connectés aux bornes de la batterie ou toute autre source d'alimentation. L'anode est les électrodes positives et la cathode les électrodes négatives. Les ions formés dans l’eau seront attirés vers l’électrode dont la polarité est opposée. Lorsque les ions entrent en contact avec les électrodes, leur charge est neutralisée du fait de l’ajout ou de la suppression d’électrons. Lorsque le gaz qui apparaît entre les électrodes remonte à la surface, il faut l’envoyer vers le moteur.

Les piles à hydrogène pour voitures comprennent un récipient contenant de l’eau situé sous le capot. Régulier eau du robinet versé dans un récipient et ajoutez une cuillère à café de catalyseur et de soude. Les plaques reliées à la batterie sont immergées à l'intérieur. Lorsque le contact de la voiture est mis, la structure (générateur d’hydrogène) produit du gaz.

Quelles électrodes est-il préférable d'utiliser ?

Les premières électrodes au monde étaient en cuivre, mais il s'est avéré qu'elles étaient loin d'être idéales. De plus, le cuivre donne forte réaction au contact de l'eau. Un grand nombre de polluants sont rejetés, l'utilisation du cuivre est donc loin d'être la meilleure option. Nous vous recommandons d'utiliser des électrodes en acier inoxydable. Pour réduire les risques de corrosion vous devez choisir l'acier inoxydable Haute qualité . L'épaisseur des feuilles doit être d'environ 2 mm pour réduire la résistance.

Description du processus d'assemblage du générateur d'hydrogène

Après avoir compris les subtilités du fonctionnement d’un générateur d’hydrogène, passons à sa création. Afin d'assembler un générateur d'hydrogène de nos propres mains, nous aurons besoin de :

• bidon en polyéthylène;
• fils de connexion;
• Caoutchouc en silicone;
• mastic spécial;
• tuyaux avec colliers.

Après avoir sélectionné tout ce dont vous avez besoin, nous commencerons à fabriquer un générateur de nos propres mains.

Fabriquer un générateur d'hydrogène de vos propres mains s'est avéré assez simple. De plus, grâce au « bricolage », nous avons réussi à économiser beaucoup. Générateur fabriqué D'une manière similaire, ne coûtera pas plus de 100 $. DANS conditions modernes Vous pouvez trouver de nombreux appareils utilisant de l’hydrogène. Les réserves d'hydrogène dans l'eau étant presque illimitées, cela nous permet d’entrevoir la perspective d’une application massive installations similaires ou améliorées à l'avenir.