Générateurs d'hydrogène. Comment fabriquer un générateur d'hydrogène de vos propres mains

L'hydrogène est pratiquement vue parfaite carburant, mais le problème est qu'on le trouve sur notre planète uniquement sous forme de composés avec d'autres éléments chimiques. La part de substance « pure » dans l’atmosphère ne dépasse pas 0,00005 %. Compte tenu de ces réalités, il devient question d'actualitéà propos du générateur d'hydrogène. Considérons le principe de fonctionnement d'un tel appareil, ses caractéristiques de conception, son champ d'application et la possibilité d'autoproduction.

Description et principe de fonctionnement d'un générateur d'hydrogène

Il existe plusieurs méthodes pour extraire l'hydrogène d'autres substances ; nous énumérons les plus courantes :

1. L’électrolyse, cette technique est la plus simple et peut être mise en œuvre à domicile. Un courant électrique continu traverse une solution aqueuse contenant du sel, sous son influence se produit une réaction qui peut être décrite par l'équation suivante : 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2. DANS dans ce cas l'exemple est donné pour une solution de sel de cuisine ordinaire, qui n'est pas la meilleure option, puisque le chlore libéré est substance toxique. A noter que l'hydrogène obtenu par cette méthode est le plus pur (environ 99,9 %).
2. En faisant passer de la vapeur d'eau sur du coke de charbon chauffé à une température de 1000°C, dans de telles conditions la réaction suivante se produit : H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. Extraction du méthane par conversion de vapeur ( condition nécessaire pour la réaction - température 1000°C) : CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. La deuxième option est l'oxydation du méthane : 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. Au cours du processus de craquage (raffinage du pétrole), de l’hydrogène est libéré comme sous-produit. A noter que dans notre pays, il est encore d'usage de brûler cette substance dans certaines raffineries de pétrole en raison du manque de équipement nécessaire ou une demande suffisante.

Parmi les options répertoriées, la dernière est la moins chère, et la première est la plus accessible : c'est celle qui constitue la base de la plupart des générateurs d'hydrogène, y compris domestiques. Leur principe de fonctionnement est que lors du passage du courant à travers une solution, l'électrode positive attire les ions négatifs et l'électrode avec la charge opposée attire les ions positifs, ce qui entraîne la division de la substance.

Caractéristiques de conception et conception du générateur d'hydrogène

S'il n'y a pratiquement aucun problème pour obtenir de l'hydrogène à l'heure actuelle, son transport et son stockage restent encore à résoudre. tâche urgente. Les molécules de cette substance sont si petites qu'elles peuvent même pénétrer dans le métal, ce qui présente un certain risque pour la sécurité. Le stockage absorbé n’est pas encore très rentable. Par conséquent, la plupart Meilleure option– génération d'hydrogène immédiatement avant son utilisation dans le cycle de production.

A cet effet, des installations industrielles de production d'hydrogène sont fabriquées. En règle générale, ce sont des électrolyseurs à membrane. La conception simplifiée d'un tel dispositif et le principe de fonctionnement sont donnés ci-dessous.

Désignations :

• A – tube pour éliminer le chlore (Cl 2).
• B – élimination de l'hydrogène (H 2).
• C est l'anode sur laquelle se produit la réaction suivante : 2CL – →CL 2 + 2e – .
• D est la cathode, la réaction sur celle-ci peut être décrite par l'équation suivante : 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
• E – solution d'eau et de chlorure de sodium (H 2 O et NaCl).
• F-membrane ;
• G – solution saturée de chlorure de sodium et formation soude caustique(NaOH).
• H – élimination de la saumure et de la soude caustique diluée.
• I – apport de saumure saturée.
• J – couverture.

La conception des générateurs domestiques est beaucoup plus simple, puisque la plupart d'entre eux ne produisent pas d'hydrogène pur, mais produisent du gaz de Brown. C'est le nom donné à un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Cette option est la plus pratique : elle ne nécessite pas de séparer l'hydrogène et l'oxygène ; la conception peut être considérablement simplifiée, et donc moins chère. De plus, le gaz résultant est brûlé au fur et à mesure de sa production. Le stocker et l’accumuler à la maison est non seulement problématique, mais également dangereux.

Désignations :

• a – un tube pour évacuer le gaz de Brown ;
• b – collecteur d'arrivée d'eau ;
• c – boîtier étanche ;
• d – bloc de plaques d'électrodes (anodes et cathodes), avec des isolants installés entre elles ;
• e – eau ;
• f – capteur de niveau d'eau (connecté à la centrale) ;
• g – filtre de séparation d'eau ;
• h – alimentation électrique fournie aux électrodes ;
• i – capteur de pression (envoie un signal à l'unité de contrôle lorsque le niveau seuil est atteint) ;
• j – soupape de sécurité ;
• k – sortie de gaz de la soupape de sécurité.

Une caractéristique de tels dispositifs est l'utilisation de blocs d'électrodes, car la séparation de l'hydrogène et de l'oxygène n'est pas nécessaire. Cela permet aux générateurs d'être assez compacts.

Applications du générateur d'hydrogène

En raison des problèmes liés au transport et au stockage de l'hydrogène, de tels dispositifs sont recherchés dans les industries où la présence de ce gaz est requise par le cycle technologique. Listons les grandes orientations :

1. Production liée à la synthèse du chlorure d'hydrogène.
2. Production de carburant pour moteurs de fusée.
3. Création d'engrais.
4. Production de nitrure d'hydrogène (ammoniac).
5. Synthèse de l'acide nitrique.
6. Dans l'industrie agroalimentaire (pour la production de graisses solides à partir d'huiles végétales).
7. Transformation des métaux (soudage et découpe).
8. Récupération de métaux.
9. Synthèse de l'alcool méthylique
10. Production d'acide chlorhydrique.

Malgré le fait que la production d'hydrogène lors du raffinage du pétrole soit moins chère que sa production par électrolyse, comme mentionné ci-dessus, des difficultés surviennent avec le transport du gaz. La situation environnementale ne permet pas toujours la construction d'installations de production de produits chimiques dangereuses directement à côté des raffineries de pétrole. De plus, l’hydrogène produit par électrolyse est beaucoup plus propre que celui produit par le craquage du pétrole. À cet égard, les générateurs d’hydrogène industriels sont toujours très demandés.

Usage domestique

Il existe également des utilisations de l’hydrogène dans la vie quotidienne. Il s’agit tout d’abord de systèmes de chauffage autonomes. Mais voici quelques particularités. Les installations de production d'hydrogène pur sont beaucoup plus chères que les générateurs de gaz Brown ; ces derniers peuvent même être assemblés soi-même. Mais lors de l'organisation du chauffage domestique, il est nécessaire de prendre en compte que la température de combustion du gaz Brown est beaucoup plus élevée que celle du méthane, vous aurez donc besoin d'une chaudière spéciale, qui est un peu plus chère qu'une chaudière ordinaire.

Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux articles dans lesquels il est écrit que des chaudières ordinaires peuvent être utilisées pour faire détoner du gaz, mais cela est strictement interdit. DANS le meilleur cas de scenario ils échoueront rapidement et, dans le pire des cas, ils pourront avoir des conséquences tristes, voire tragiques. Des modèles spéciaux avec une buse plus résistante à la chaleur sont disponibles pour le mélange Brown.

Il convient de noter que la rentabilité systèmes de chauffage basé sur des générateurs d’hydrogène est très discutable en raison de son faible rendement. Dans de tels systèmes, il y a des pertes doubles, d'une part pendant le processus de génération de gaz et d'autre part lors du chauffage de l'eau dans la chaudière. Il est moins cher de chauffer immédiatement l'eau dans une chaudière électrique pour le chauffage.

Une implémentation tout aussi controversée pour usage domestique, dans lequel l'essence est enrichie avec du gaz de Brown Système de carburant moteur de voiture afin d'économiser de l'argent.

Désignations :

• a – Générateur NHO (désignation acceptée pour le gaz Brown’s) ;
• b – sortie de gaz vers la chambre de séchage ;
• c – compartiment pour éliminer la vapeur d'eau ;
• d – retour des condensats vers le générateur ;
• e – fourniture de gaz séché à filtre à air Système de carburant;
• f – moteur de voiture ;
• g – connexion à la batterie et au générateur électrique.

Il convient de noter que dans certains cas, un tel système fonctionne même (s'il est correctement assemblé). Mais vous ne trouverez pas de paramètres exacts, de coefficient de gain de puissance ou de pourcentage d’économies. Ces données sont très floues et leur fiabilité est discutable. Encore une fois, la question n’est pas claire de savoir dans quelle mesure la durée de vie du moteur va diminuer.

Mais la demande crée l'offre : sur Internet, vous pouvez trouver des dessins détaillés de ces appareils et des instructions pour les connecter. Il y a aussi modèles prêts à l'emploi fabriqué au Pays du Soleil Levant.

Fabriquer un simple générateur d'hydrogène de vos propres mains, étape par étape

Nous vous expliquerons comment fabriquer un générateur maison pour produire un mélange d'hydrogène et d'oxygène (HHO). Sa puissance n'est pas suffisante pour chauffer une maison, mais pour brûleur à gaz pour couper du métal, la quantité de gaz produite sera suffisante.

Riz. 8. Schéma du brûleur à gaz

Désignations :

• a – le bec du brûleur ;
• b-tuyaux ;
• c – joints hydrauliques ;
• d – eau ;
• e – électrodes ;
• f – boîtier étanche.

Tout d'abord, nous fabriquons un électrolyseur, pour cela nous avons besoin d'un récipient scellé et d'électrodes. Pour ces derniers, nous utilisons des plaques d'acier (leur taille est choisie arbitrairement, en fonction des performances souhaitées), fixées sur un socle diélectrique. Nous connectons toutes les plaques de chaque électrode entre elles.

Lorsque les électrodes sont prêtes, elles doivent être fixées dans le récipient de manière à ce que les points de connexion des fils d'alimentation soient au-dessus du niveau d'eau prévu. Les fils des électrodes vont à une alimentation 12 volts ou à une batterie de voiture.

Nous faisons un trou dans le couvercle du récipient pour le tube de sortie de gaz. Des joints hydrauliques conventionnels peuvent être utilisés bocaux en verre capacité 1 litre. Nous les remplissons aux 2/3 d'eau et les connectons à l'électrolyseur et au brûleur, comme le montre la figure 8.

Il est préférable de prendre un brûleur prêt à l'emploi, car tous les matériaux ne peuvent pas résister à la température de combustion du gaz brun. Nous le connectons à la sortie de la dernière vanne d'eau.

Nous remplissons l'électrolyseur avec de l'eau additionnée de sel de cuisine ordinaire.

Appliquez une tension aux électrodes et vérifiez le fonctionnement de l'appareil.

Les inventeurs de tous bords, des artisans amateurs aux regroupements universitaires, tentent de créer quelque chose de nouveau. La priorité est aux économies d'énergie, aux nouvelles chaudières et aux nouveaux types de combustibles les moins chers.

L'idée de créer du combustible pour la maison à partir d'eau, ou avec un mélange d'eau pour le rendre moins cher, n'est pas nouvelle. Elle occupe toujours une position de leader parmi les inventeurs de maison.

Est-il possible de chauffer littéralement votre maison avec de l'eau ?, quels ont été les résultats ?, - plus...

Quelle est l'idée

On sait que l’eau est composée d’hydrogène et d’oxygène, H2O. L'hydrogène lui-même (H2) brûle, libérant 3 fois plus d'énergie que l'ordinaire gaz naturel. L'oxygène (O2) est un agent oxydant lors de la combustion, très substance active, réagit avec le même hydrogène, le carbone (C) en formant de l'eau et du dioxyde de carbone CO2 ou du dioxyde de carbone CO avec un dégagement de chaleur important.

Si vous divisez l’eau en ses composants, vous pouvez obtenir les piles à combustible les plus nécessaires.

La question se pose : que se passera-t-il, par exemple, si de la vapeur d'eau est introduite dans le plasma, mélangée à de la combustion de bois ou de charbon...

Expériences avec des journaux éternels

Une bûche éternelle est un petit réservoir métallique percé de petits trous pour permettre à la vapeur d’eau de s’échapper. Ce récipient est rempli d'eau, le col est vissé, et posé sur le fond du four. Le récipient chauffe à haute température, de la vapeur d'eau en sort et va directement sur les charbons ardents.

Résultat, selon les expérimentateurs, la suie noire disparaît dans la fumée. Ceux. on suppose que les particules de carbone normalement entraînées dans le tuyau réagissent désormais toutes avec l'oxygène.
La flamme se sature de longues langues, etc.

Mais il est vrai que les mesures de la chaleur réelle reçue n'ont pas été effectuées, il est impossible de la mesurer chez soi, mais tous les signes d'une forte production énergétique sont présents...

Ajouter de l'eau au carburant ordinaire

Par analogie, une autre expérience menée par des personnes qui se disent « inventeurs de la maison ».

Que se passe-t-il si vous ajoutez de l'eau au carburant diesel ? Il s'avère que le mélange brûle ! Il y a également moins de suie, une certaine rugosité de combustion se produit et un crépitement se fait entendre.

Ajoutez un peu de carburant diesel dans une bouteille d'eau, mélangez bien, laissez reposer pendant environ cinq minutes, puis plongez un morceau de papier dans le mélange, mettez le feu et il brûle.

Une autre expérience. Nous mélangeons du carburant diesel avec de l'eau dans certaines proportions, le versons dans le moteur diesel du tracteur, démarrons l'unité, le tracteur fonctionne. ceux. gronde, reste immobile...

Et vous pouvez réaliser de nombreuses autres expériences similaires en ajoutant de l'eau à n'importe quel carburant (substance inflammable) - essence, gaz, huile, carburant diesel. Et si cela est fait avec soin, il risque de se brûler...

Des vidéos similaires d'« inventeurs » peuvent être facilement trouvées sur Internet. Et on peut en conclure que l’eau peut servir à chauffer une maison, par exemple…

Que peut-on remettre en question

Dans de telles expériences, l'essentiel n'est pas convenu : la quantité de chaleur reçue, l'énergie libérée et le travail effectué.

Ceci s'applique également journal éternel, et brûler du carburant diesel avec de l'eau. Mais on ne sait pas si le « tracteur sur l’eau » sera capable de se déplacer, et encore moins de travailler pendant des mois et des années.

Après tout, tout le monde sait que l’eau sert à éteindre, pas à allumer… Parce que l’eau a une capacité thermique élevée, elle refroidit l’objet en feu, l’enveloppant, empêchant l’oxygène de l’air d’accéder au carbone (généralement) présent dans le carburant. Par conséquent, éteindre un feu avec de l’eau provenant d’une bouteille ne pose aucun problème.

Pourquoi ne peux-tu pas te noyer avec de l'eau ?

Ce qui suit est connu. Pour décomposer l'eau en oxygène et en hydrogène, vous devez dépenser plus d'énergie que celle qui en sera libérée lors de leur réaction inverse. Le rapport ressemble à ceci :

• pour le fractionnement de l'eau - 100 % d'énergie ;
• Lorsque les composants sont brûlés, seulement 75 % de l’énergie est libérée.

C’est pourquoi rien ne roule sur l’eau, ne vole, ne tourne...

La voiture roule eau propre, a été créé depuis longtemps. La séparation de l'eau s'effectue par électrolyse : H2 est libéré par une électrode et O2 par l'autre. Puis ils sont brûlés dans le moteur combustion interne. Mais une telle voiture s'est avérée être la moins économique de toutes celles existantes...

Pure tromperie

Toutes les expériences consistant à ajouter de l’eau à un combustible ordinaire (pour « brûler de l’eau ») sont une pure tromperie. Aucune énergie n'est ajoutée. Au contraire, le bénéfice diminue puisque la majeure partie de l'énergie est dépensée pour l'évaporation de l'eau.

Lorsqu'elle est chauffée par une combustion normale, l'eau n'entre dans aucune réaction, elle s'évapore simplement. Et pour ce processus, il est nécessaire de sélectionner la part du lion de la chaleur, qui pourrait être utilisée utilement.

Par exemple, lors de la combustion de bois sec avec une humidité ne dépassant pas 20 %, environ 3,9 kW seront libérés par kilogramme de combustible.
Lors de la combustion de bois humide, 50 % d'humidité - seulement jusqu'à 2,2 kW par kilogramme.

Que se passe-t-il réellement

On se noie toujours avec de l'eau

La vapeur d'eau est toujours présente dans l'air. Dans les locaux d'habitation, l'humidité moyenne de l'air est de 50 %, en climat pluvieux L'humidité extérieure est de 90 %. L'eau est donc déjà présente lors de la combustion de tout carburant ; elle est dans grandes quantités directement sur la surface chaude d'une substance réagissant avec l'oxygène de l'air, que cela nous plaise ou non. Il s’avère qu’il n’est pas nécessaire de réaliser de telles expériences, de toute façon, de l’eau est toujours présente dans la flamme…

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

D'après le cours de physique scolaire, on sait que lorsque l'eau est exposée à 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'alimentation en liquide, dans l'autre en haut pour l'évacuation des 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 générateur d'hydrogène peut résister à cette pression, vous pouvez alors 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

Détails Publié: 04.11.2015 07:48

Le chauffage au poêle en Ukraine, comme on dit, connaît une renaissance. Les raisons de ce phénomène sont claires, sans aucune explication. C'est pourquoi Innovateur de Kharkov Oleg Petrik a proposé d'utiliser la technologie des centrales thermiques au charbon pulvérisé pour augmenter l'efficacité des poêles domestiques, et pour cela, il n'est pas du tout nécessaire d'avoir les compétences d'un mécanicien expérimenté.

Comment pouvez-vous augmenter l'efficacité d'un poêle à charbon (bois) ou chaudière à combustible solide sans utilisation de ressources énergétiques supplémentaires.

Le principe de fonctionnement de la technologie est assez simple : l'eau du réservoir (générateur de vapeur) est transformée en vapeur à haute température (400 - 500 C) et fournie directement à la flamme, agissant comme une sorte de catalyseur de combustion, augmentant la productivité de l'installation de chauffage.

Pour créer un système de rationalisation, vous aurez besoin : d'un générateur de vapeur, fabriqué à partir de moyens improvisés (un bidon ou une casserole fera l'affaire, de préférence en en acier inoxydable, même l'ancien peut être utilisé machine à alcool). Un mamelon de pneu d `auto. Vous aurez également besoin d'environ un demi-mètre de tuyau d'oxygène et d'environ un mètre et demi de tube, de préférence en acier inoxydable à paroi mince d'un diamètre interne de 8 mm, à partir duquel le surchauffeur est fabriqué.

Selon le surchauffeur, la vapeur chauffée pénètre par un trou dans le poêle pour grille. Un diviseur de vapeur est monté à l'extrémité du tube pour neutraliser le bruit : le tube est coupé en un peu moins de la moitié avec un broyeur, par incréments d'environ 10 mm, 7 à 10 coupes sont effectuées, puis les trous sont enveloppés d'un grillage avec une fenêtre en acier inoxydable de 20 à 30 microns en deux ou trois couches, et elle est fixée au tube avec un fil d'un diamètre de 1 à 1,5 mm.

Le tube en caoutchouc au-dessus du poêle doit être surélevé de 20 à 30 centimètres (il n'est pas surélevé sur la photo présentée). Bien qu'un certain refroidissement du tuyau d'oxygène se produise en raison de la vapeur d'eau, cela doit être effectué pour des raisons de sécurité incendie.

Afin, à son tour, d'accélérer la production de vapeur par le générateur de vapeur, lors de l'allumage du bois de chauffage, il est nécessaire de ne pas verser plus de 200 ml d'eau dans le récipient, il bouillira en 5 à 8 minutes et l'appareil commencer à fonctionner à pleine puissance. Le générateur de vapeur peut alors être entièrement rempli d'eau pour long travail fours.

L'augmentation de productivité est d'environ 50 % par rapport aux appareils conventionnels. Les tests de l'appareil ont montré que la durée de fonctionnement du four était réduite de moitié, soit de 2 à 4 heures. Cela signifie que vous aurez besoin de moitié moins de bois pour alimenter le poêle. L'exhaustivité de la combustion du combustible s'est améliorée, la fumée sortant de la cheminée est pratiquement invisible et la quantité de cendres a considérablement diminué. En raison de la hausse des prix des ressources énergétiques, notamment du gaz naturel, une telle modernisation deviendra pertinente pour de nombreux propriétaires.

Bien entendu, la solution proposée nécessite des améliorations significatives : il est nécessaire d'automatiser le processus d'approvisionnement en eau, d'optimiser la conception elle-même, etc. Cependant, l'option d'un « pompage » peu coûteux et rapide du four à l'aide de moyens de base que l'on peut trouver dans chaque maison aidera de nombreuses personnes à économiser beaucoup et peut également devenir une impulsion pour le développement de nouvelles technologies et la naissance de nouvelles idées. .

L'artisan de Kharkov possède également une installation expérimentale avec une fenêtre pour brûler du charbon ou du bois dans une atmosphère de vapeur, ou, comme il l'appelle, un « poêle ventral à hydrogène ».

Référence. Vapeur surchauffée largement utilisé pour améliorer l'efficacité des turbines dans les centrales thermiques, et est utilisé sur tous les types de locomotives à vapeur depuis le début du siècle dernier. De plus, des conceptions de réacteurs nucléaires ont été développées dans lesquelles une partie des canaux de traitement devrait être utilisée pour surchauffer la vapeur avant de l'introduire dans les turbines. On sait que l'utilisation d'un surchauffeur peut augmenter considérablement le rendement d'une installation à vapeur et réduire l'usure de ses composants.

Nous avons l’habitude de considérer le gaz naturel comme le type de carburant le plus abordable, ce qui nous permet 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 vous fabriquez également un générateur d'hydrogène de vos propres mains, 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. L’eau étant un excellent conducteur du courant électrique, un contact à faible résistance s’établit 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 fonction principale est de fournir de l'énergie aux 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 dans le processus de développement et de 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.