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수소전기발전기. 물개 및 퓨즈

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기술의 발전으로 인해 기존의 장작 난로가 보일러 장치로 교체되었습니다. 장작과 석탄 외에도 가스, 석유, 디젤 연료, 심지어 전기까지 연료로 사용되기 시작했습니다. 안에 최근에자율주행을 위한 에너지 난방 시스템도움을 받아 추가로 받았습니다 태양 전지 패널그리고 지열 설비. 수소는 무한한 에너지원이라는 점을 고려하면, 수소 발생기친환경 연료를 직접 손으로 얻으세요.

DIY 수소 발생기

장치 작동 방식

일반 물에서 발열량이 높은 연료를 얻을 수 있기 때문에 난방용 수소 발생기는 유망한 개발로 간주됩니다. 주요 임무는 가능한 가장 간단하고 저렴한 방법으로 순수한 수소를 얻는 것입니다.

수소생산

전통적으로 이러한 목적으로 전기 분해 방법이 사용되었습니다. 그 본질은 다음과 같습니다. 금속판은 서로 멀지 않은 물에 배치되어 고전압 소스에 연결됩니다. 물은 전기를 전도하므로 전기가 가해지면 물 분자가 구성 요소로 분해됩니다. 각 분자에서 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자가 방출되면 HHO라는 공식을 갖는 소위 브라운 가스를 얻을 수 있습니다.

브라운가스의 발열량은 121MJ/kg이다. 연소 중에 물질이 형성되지 않음 유해물질, 집을 난방하기 위한 에너지 운반체로 사용하려면 표준 가스 보일러를 약간 현대화하는 것으로 충분합니다. 그러나 자신의 손으로 수소 생산 시설을 만들 때 특별한 관심안전 예방조치를 고려해야 합니다. 수소가 산소와 결합하면 폭발성 혼합물이 형성됩니다.

발전기 설계

대량의 물을 전기분해하여 브라운가스를 생산하는 설비인 전해조는 금속판 전극이 장착된 여러 개의 셀로 구성됩니다. 더 전체 면적전극 표면이 클수록 설치가 더욱 강력해집니다.

셀은 수원 연결용 파이프, 생성된 가스 제거용 파이프 및 전원 공급 장치 연결용 단자가 장착된 밀봉된 용기에 있습니다. 발전기에는 수소와 산소의 접촉을 방지하는 워터 씰과 역화 효과를 방지하는 안전 밸브도 장착되어 있습니다. 가스는 버너 장치에서만 연소됩니다.


수소발생기의 작동원리

수소 가열

수소 가열집에서는 다음과 같은 설치를 사용해야 합니다. 넓은 영역그렇지 않으면 가열 보일러가 냉각수를 효과적으로 가열할 수 없습니다. 동일한 면적의 집을 가열하기 위해 전기 난방 보일러를 작동하는 데 소비되는 것보다 수소를 생산하는 데 더 많은 전기가 소비되기 때문에 기존 전해조를 사용하여 크기를 늘리는 것은 수익성이 없습니다.

불필요한 에너지 소비 없이 수소 연료를 생산하기 위한 보다 효율적인 설비 개발이 진행 중입니다. 기존 설비에 비해 수십 배 적은 전력을 소비하는 "수소 전지"를 만든 미국 발명가 스탠리 메이어(Stanley Meyer)의 이야기가 알려져 있습니다. 그러나 그 과학자는 혁명을 일으키지 못했습니다. 현대 기술- 중독으로 갑자기 사망하고, 설치 도면도 사라졌습니다.

메이어의 아이디어를 구현하려는 시도로 수소 발생기를 만드는 작업이 기술 실험실과 전 세계 가정 장인의 작업장에서 진행되고 있습니다. 미국 과학자의 발명은 전기 충격으로 흔들리는 물 분자의 공명을 생성하는 것이 었습니다. 이 경우 높은 전압을 사용하지 않고 원자로 분할됩니다.

밝은 전망

수소는 여러 가지 이유로 매우 유망한 에너지 운반체입니다.:

  1. 그것은 우주 전역에서 이용 가능하며 지구상에서는 보급률 측면에서 10위를 차지합니다. 에너지 자원은 무궁무진하다고 할 수 있습니다.
  2. 가스는 무독성이며 살아있는 유기체에 해를 끼칠 수 없습니다. 수소와 산소의 "폭발성 혼합물"이 형성되어 누출되는 것을 방지하기 위해 안전 조치를 취하는 것이 중요합니다.
  3. 수소 연소 생성물은 일반적인 수증기입니다.
  4. 에너지 운반체는 열용량이 높으며 연소 온도는 3000°C입니다.
  5. 가스가 누출되면 공기보다 14배 가볍기 때문에 아무런 해를 끼치지 않고 빠르게 증발합니다. 하지만 근처에 있으면 안 돼요 사격하다또는 스파크 배선. 그렇지 않으면 폭발성 혼합물이 폭발합니다.
  6. 1입방미터의 수소의 발열량은 13,000J입니다.

수소 가열의 장점

에너지 운반체로서의 수소 - 적용 범위

수소는 에너지 운반체로 높이 평가되며, 예를 들어 우주 로켓의 연료로 활발히 사용됩니다. 사용된다 다른 방법들산업 규모로 생산됩니다. 이는 주로 석탄 또는 석유 제품의 가스화, 메탄 및 그 동족체의 전환입니다. 이러한 값싼 수소는 생산이 대기로의 유해한 배출과 관련되어 있기 때문에 환경 친화적인 연료로 간주될 수 없습니다. 물을 전기분해해 대량으로 수소를 생산하는 방식은 값싼 전기가 풍부한 노르웨이에서만 사용되고 있다.

소형 전기 가스 발생기는 가스 절단 분야에 적용됩니다. 수소 생산 장비는 병에 담긴 가스에 비해 사용이 더 편리합니다. 무거운 실린더를 운반할 필요가 없고 액화 가스 공급에 의존할 필요도 없습니다. 그러나 편의를 위해 비용이 절감되었습니다. 전해 공정에는 상당한 양의 전기가 필요하므로 결과적으로 에너지 운반체 비용이 크게 증가합니다. 동시에, 수소 구매 및 생산 비용의 차이는 공급 비용이 없기 때문에 크게 상쇄됩니다.

수소 가열 보일러

난방 시스템에 관한 많은 웹사이트에서 수소가 난방 보일러의 에너지 운반체로서 천연가스에 대한 가치 있는 경쟁자라는 정보를 찾을 수 있습니다. 수소 발생기를 설치하면 많은 서류를 작성하고 집을 중앙 가스에 연결하기 위해 상당한 금액을 지불하지 않고도 가스 난방보다 난방에 더 많은 돈을 쓸 수 있다는 사실에 중점을 둡니다. 회로망.

위의 내용을 바탕으로 기사에서는 수소가 수소를 공급해야 가격이 저렴하다는 결론을 내릴 수 있습니다. 산업 생산품. 즉, 전기분해로 연료를 생산하는 것은 분명히 더 많은 비용이 들 것이며, 액화수소 1kg의 비용에 대해 매력적인 수치에 의존하는 것은 의미가 없습니다.

고려해 봅시다 보일러 장비시장에 선보였습니다. 수소 보일러의 생산은 이탈리아 회사인 Giacomini가 수행합니다. 대체 에너지. 또한 유사한 장치가 해당 기술을 성공적으로 복사한 일부 중국 회사에서 제조되었습니다.


수소고체연료 보일러

Giacomini의 개발은 다음을 목표로 합니다. 난방 장비, 이는 환경에 완전히 안전할 것입니다.

이 회사의 수소 보일러는 이 범주에 속합니다. 작동은 수증기 방출과 관련되어 있으며 유해한 배출물은 없습니다. 수소는 에너지 운반체로 사용되며 전기 분해를 통해 생산됩니다.

그러나 이 보일러의 작동 원리에 특별한 주의를 기울일 필요가 있습니다. 시스템에서 생성된 수소는 연소되지 않으며 촉매가 있는 경우 산소와 반응합니다. 결과적으로, 가열 회로를 40°C로 가열하는 데 충분한 열 에너지가 방출됩니다.

그건, 수소보일러상당한 가격으로 구매할 수 있는 , 물 바닥 회로, 베이스보드 또는 천장 난방용 열 발생기로만 사용하기에 적합합니다.

보일러 장비를 생산하는 글로벌 제조업체는 다음과 같은 효율적인 난방 보일러를 만들기 위한 수용 가능한 기술 솔루션을 찾지 못했다고 결론 내릴 수 있습니다. 열에너지수소를 태웠다. 또는 이 옵션이 수익성이 없다고 계산했습니다.

자체적으로 발전기 만들기

인터넷에서 수소 발생기를 만드는 방법에 대한 많은 지침을 찾을 수 있습니다. 자신의 손으로 집에 그러한 설치를 조립하는 것이 가능하다는 점에 유의해야합니다. 디자인은 매우 간단합니다.


개인 주택 난방용 DIY 수소 발생기 부품

그러면 생성된 수소로 무엇을 하시겠습니까? 다시 한 번, 공기 중 이 연료의 연소 온도에 주의하세요. 2800-3000°C입니다. 수소 연소를 통해 금속 및 기타 고체 물질이 절단된다는 점을 고려하면 워터 재킷이 있는 일반 가스, 액체 연료 또는 고체 연료 보일러에 버너를 설치하면 작동하지 않는다는 것이 분명해집니다.

포럼의 장인들은 내화 점토 벽돌로 화실 내부를 라이닝하는 것이 좋습니다. 하지만 녹는점도 최고의 재료 이런 유형의 1600°C를 초과하지 않으면 이러한 화실은 오래 지속되지 않습니다. 두 번째 옵션은 화염 온도를 허용 가능한 값으로 낮출 수 있는 특수 버너를 사용하는 것입니다. 따라서 그러한 버너를 찾을 때까지 수제 수소 발생기 설치를 시작해서는 안됩니다.

보일러 문제를 해결한 후 다음을 선택하십시오. 적합한 계획개인 주택 난방용 수소 발생기를 만드는 방법에 대한 지침.

집에서 만든 장치는 다음과 같은 경우에만 효과적입니다.:

  • 플레이트 전극의 충분한 표면적;
  • 전극 제조를 위한 올바른 재료 선택;
  • 고품질전기분해용 액체.

집을 난방하기에 충분한 양의 수소를 생성하는 장치의 크기는 "눈으로"(다른 사람의 경험을 바탕으로) 결정하거나 먼저 작은 설치를 조립하여 결정해야 합니다. 두 번째 옵션은 더 실용적입니다. 본격적인 발전기를 설치하는 데 돈과 시간을 투자할 가치가 있는지 이해할 수 있습니다.

희귀 금속은 전극으로 이상적으로 사용되지만 가정용으로는 너무 비쌉니다. 스테인레스 강판, 바람직하게는 강자성체를 선택하는 것이 좋습니다.


수소발생기 설계

수질에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 기계적 불순물과 중금속이 포함되어서는 안됩니다. 발전기는 증류수에서 가장 효율적으로 작동하지만 설계 비용을 줄이기 위해 불필요한 불순물로부터 물을 정화하는 필터로 제한할 수 있습니다. 전기 반응을 더욱 강하게 만들기 위해 수산화나트륨을 물 10리터당 1테이블스푼의 비율로 물에 첨가합니다.

경제적인 문제

수소 발생기를 만드는 방법을 자세히 이해하기 전에 학교 물리학 과정을 기억하는 것이 좋습니다. 모든 변환은 에너지 손실과 함께 발생합니다. 즉, 수소를 생산하는 데 드는 전기 비용은 결과 연료를 태울 때 화력으로 회수되지 않습니다.

수소를 태우는 것을 고려하면 최대 온도집에서의 열 전달은 불가능합니다. 실제 손실이상적인 조건에 대해 계산된 것보다 훨씬 더 높을 것입니다.

따라서 무료 전기를 이용할 수 없다면 난방을 위해 DIY 수소 발생기를 사용하는 것은 의미가 없습니다. 집을 난방하기 위해 전기 보일러를 설치하고 복잡한 개조 없이 직접 전기를 소비하면 비용이 2~3배 더 저렴해집니다. 또한, 전기보일러는 완전히 안전하며, 설치 및 작동 규칙을 따르지 않으면 직접 설치하여 작동하면 폭발이 발생할 수 있습니다.

분명히, 전기분해를 포함하여 환경 친화적인 방식으로 값싼 수소를 생산하는 것은 미래의 문제이며, 오늘날 세계 주요 국가의 과학자들이 연구하고 있습니다.

많은 개인 주택 소유자는 저렴하고 깨끗한 방 난방 방법에 관심이 있습니다. 수소 가열은 그 중 하나입니다. 가능한 해결책. 이 기술은 다음과 같이 될 수 있습니다. 가치 있는 대안 현대 시스템. 개인 주택 난방용으로 직접 조립하고 설치할 수 있습니까? 그러한 설치는 어떻게 작동합니까? 설치 시 어떤 장비가 사용됩니까? 그러한 질문에 대한 답을 이 기사에서 찾을 수 있습니다.

수소란 무엇입니까?

수소가 가장 일반적이다. 화학물질우리 행성에서. 독소를 포함하지 않는 무색 가스로 거의 모든 화합물에 존재합니다. 물질이 부여됨 독특한 속성. 고체 및 액체 상태에서 수소는 사실상 질량이 없습니다. 원자의 크기가 다른 원자에 비해 가장 작습니다. 화학 원소.

수소를 주변 공기와 혼합하여 얻은 물질은 실내에서 매우 오랫동안 그 특성을 유지할 수 있지만 화재와 최소한의 접촉만으로도 폭발할 수 있습니다. 운송 및 보관을 위해 합금강으로 만든 특수 실린더가 사용됩니다.

연료를 끝없이 생산할 수 있습니다. 그것을 얻으려면 일반 물과 전기로 충분합니다. 수소가 산소와 상호작용할 때 방출되어 건물을 가열하는 데 사용됩니다.

설치란 무엇입니까?

산소 및 수소 생성 기술은 천연가스의 탁월한 대안입니다. 평균 연소 온도는 섭씨 3000도일 수 있습니다. 이러한 높은 속도를 견디려면 수소 연소를 위한 특수 버너가 필요합니다.

이러한 장치는 여러 요소로 구성됩니다. 개인 주택 난방을 위해 좋은 수소 발생기를 조립할 수 있으며, 이는 물을 구성 요소로 나누는 과정을 촉진합니다. 또한 촉매를 사용하여 최적화합니다. 화학 반응. 화염을 생성하려면 발전기의 파이프라인과 버너가 필요합니다. 일반 보일러를 열교환 장치로 사용할 수 있습니다. 화실에는 난방 시스템 가열을 담당하는 버너가 있습니다.

오래된 장비를 수소 연료 처리에 적용할 수 있습니다. 안에 재정적 문제비슷한 엔지니어링 솔루션공장에서 제조된 새 보일러를 구입하는 것보다 훨씬 더 수용 가능합니다. 동시에 개인 주택 난방용 수소 발생기는 더 많은 공간이 필요합니다.

첫 번째 샘플

을 위한 실제 사용수소와 산소를 결합하는 반응이 처음으로 개발되었으며, 이러한 설비의 최대 효율은 80%였습니다. 엔지니어들의 노력과 수많은 개선의 결과로 제조업체들은 국내 최초로 가정용 수소 설비를 시장에 출시할 수 있었습니다.

연결하려면 몇 가지 조건을 충족해야 합니다. 여기에는 유체 공급원에 대한 연결 보장이 포함됩니다. 일반 배관이 가능합니다. 설치의 힘에 따라 원자재 소비가 결정됩니다. 전기분해를 활성화하려면 전기 연결이 필요합니다. 보일러의 모델과 출력에 따라 촉매의 품질이 결정됩니다. 예 품질 설치개인 주택 난방용 수소 발생기 "스타 1000"입니다.

이 장치는 고체 연료로 작동하는 장치와 달리 사용하기에 훨씬 안전합니다. 이는 모든 프로세스가 설치 자체 내부에서 이루어지기 때문에 사용자는 판독값을 시각적으로 모니터링하기만 하면 됩니다. 동시에, 집에서 만든 장치에서도 누수가 발생할 수 있다는 점을 항상 기억해야 합니다. 연료 혼합물. 장치를 시작하기 전에 용기의 견고성을 확인하는 것이 필수적입니다.

설치 관련성

이러한 제품의 작동 기능은 모든 소비자의 관심을 끌고 있습니다. 자신의 손으로 개인 주택 난방용 수소 발생기를 만들 수 있습니다. 사진 예가 우리 기사에 나와 있습니다.

집에서 만든 장치와 공장에서 만든 장치는 효율성이 크게 다릅니다. 실제 전력이 계산과 일치하지 않는다는 사실에 대비해야 합니다. 바로 이런 이유 때문이죠 자가 설치수소 시스템은 검증된 보일러나 공장 발전기를 사용하여 수행되어야 합니다.

고려해 봅시다 긍정적인 면수소로 작동하는 가열 장치. 연료 공급은 끝이 없습니다. 그러한 보일러에 연료를 공급하려면 필요합니다. 일반 물. 최소 0.3kW/h의 전력량으로 충분합니다. 정상 작동 27kW의 전력을 가진 장치. 일산화탄소, 신체에 해를 끼치는 것은 전혀 없습니다.

집 난방용 수소 발생기를 구입할 때는 적합한 보일러나 열교환 장치를 선택하는 것이 좋습니다. 이러한 설비는 수소 연료를 연소할 때 발생하는 높은 온도에서 정상적으로 작동해야 합니다.

발전기 작동의 결과로 생성된 혼합물을 사람은 냄새로 방의 누출을 감지할 수 없습니다. 발화온도가 매우 높습니다. 이는 물질이 폭발적이라는 것을 의미합니다. 이러한 이유로 모든 집에서 만든 장치를 항상 점검해야 합니다.

결함

높은 비용은 공장 설치를 선택할 때 주요 제한 요소입니다. 개인 주택 난방용으로 가장 널리 사용되는 수소 발생기는 50,000 루블에 제공됩니다. 촉매 장치는 1년에 한 번씩 교체해야 합니다. 공장설정이 아니더라도 보일러의 품질을 향상시키기 위해 꼭 필요한 부분입니다.

수소플랜트의 주요특징

물론 안전수칙을 준수해야 합니다. 우리는 잊지 말아야 할 가능한 결과통제되지 않은 화학 반응. 자신의 손으로 수소로 개인 주택 난방을 구성하려면 파이프 및 보일러와 같은 구성 요소가 필요합니다.

설치에는 제거를 위한 추가 장치가 필요하지 않으며, 화학 반응의 결과로 열이 방출됩니다. 뜨거운 증기가 파이프 시스템으로 들어갑니다. 이러한 난방 시스템은 천장, 베이스보드 시스템 및 실내 바닥 난방에 가장 적합합니다.

어떤 파이프가 필요합니까?

수소 에너지에 대한 전망

이러한 설치 비용을 크게 절감하기 위한 현재 방법이 개발되고 있습니다. 여기에는 저렴하거나 무료로 전기를 생산하는 기술이 포함됩니다. 화학 반응을 위해 더 나은 촉매를 선택할 수 있습니다. 이는 오랫동안 알려져 왔으며 자동차용 수소 연료 장치에 사용됩니다. 그러나 이 모든 것은 결국 지나치게 높은 비용으로 귀결됩니다.

널리 알려진 현대 용접공통합 연료 비용은별로 중요하지 않습니다. 무거운 실린더를 운반하는 문제도 해결할 필요가 없습니다. 전체 장치는 가볍고 작은 상자에 쉽게 들어갑니다.

과학은 오래 전에 발전했습니다. 생명을 배열하는 기술을 향상시킬 수 있는 기회는 이전과는 비교할 수 없이 오늘날 인류에게 제공됩니다. 관련 정보를 찾는 것만으로도 충분합니다. 모든 소스는 아님 대체 에너지오늘 대량생산에 들어갔습니다. 그러나 이러한 기술은 매우 초보적이고 단순하여 누구나 차고에서 개인 주택 난방용 수소 발생기를 조립하고 이를 사용하여 자신의 웰빙을 보장할 수 있습니다.

결론

현재로서 우리는 인류가 내일 어떤 기술을 사용할 것인지에 대해서만 추측할 수 있습니다. 수소 기반 에너지의 전망은 적용 가능성이 작기 때문에 많은 과학자들에 의해 회의적으로 평가됩니다. 하지만 이 상황을 반대편에서 볼 수 있습니다. 정리 기술을 개발하는 것이 인간의 본성이라면 자신의 삶, 자연의 힘과 상호 작용하면서 전기와 물의 상호 작용의 결과로 열에너지를 얻을 가능성을 어떻게 거부 할 수 있습니까?

그러한 기회를 놓치는 것은 어리석은 일입니다. 사용할 수 있는 방법을 찾을 수 없다면 현대 세계, 우리가 어떤 세상을 만들기 위해 노력하는지 생각하는 것이 더 나을까요? 개인 주택 및 기타 난방용 수소 발생기 자연 기술개발하여 사용해야 합니다.

물에서 수소를 생산할 수 있는 장치는 수소 발생기입니다. 그들은 종종 자동차에 사용됩니다. 이러한 장치를 자동차에 사용하는 것은 정당합니다. 생산된 수소는 엔진의 흡기 매니폴드로 들어갑니다. 이를 통해 연료를 절약하고 때로는 출력을 높일 수 있습니다. 미국에서는 이러한 발전기가 공장에서 생산됩니다. 가격은 300~800달러로 저렴하지 않습니다. 우리나라에서는 발전기를 직접 만드는 것이 바람직합니다.

수소발생기의 작동원리

물 분자는 수소와 산소의 화합물입니다. 원자는 이온을 생성하는 능력을 가지고 있습니다. 테슬라 코일을 이용한 실험을 보신 분이라면 원자가 전기장에 노출되면 이온화된다는 사실을 아실 겁니다. 이 경우 수소는 양이온과 산소 음이온을 형성합니다. 수소발생기에서는 전기장물 분자를 서로 분리하는 데 사용됩니다.

그래서 두 개의 전극을 물 속에 놓아서 그 사이에 전기장을 생성해야 합니다. 이를 위해 배터리 단자에 연결해야 합니다.또는 다른 전원. 양극은 양극이고 음극은 음극입니다. 물에서 형성된 이온은 극성이 반대인 전극으로 끌려갑니다. 이온이 전극과 접촉하면 전자가 추가되거나 제거되어 전하가 중화됩니다. 전극 사이에 나타난 가스가 표면으로 올라오면 엔진으로 보내져야 합니다.

자동차용 수소 셀에는 후드 아래에 물이 담긴 용기가 포함되어 있습니다. 정기적인 수돗물그릇에 부어촉매제와 소다 1티스푼을 추가하세요. 배터리에 연결된 플레이트가 내부에 잠겨 있습니다. 자동차 시동을 켜면 구조물(수소 발생기)에서 가스가 발생합니다.

어떤 전극을 사용하는 것이 가장 좋습니까?

세계 최초의 전극은 구리로 만들어졌지만 이상적인 것과는 거리가 멀다는 것이 밝혀졌습니다. 게다가 구리는 강한 반응물과 접촉시. 오염물질이 많이 배출되므로 구리 사용은 거리가 멀다. 최선의 선택. 스테인레스 스틸로 만들어진 전극을 사용하는 것이 좋습니다. 부식 가능성을 줄이기 위해 선택해야합니다 스테인레스 스틸고품질. 저항을 줄이기 위해서는 시트의 두께가 약 2mm가 되어야 합니다.

수소발생기 조립공정 설명

수소 발생기 작동의 복잡성을 이해한 후 생성을 진행해 보겠습니다. 우리 손으로 수소 발생기를 조립하려면 다음이 필요합니다.

  • 폴리에틸렌 용기;
  • 연결용 전선;
  • 실리콘 고무;
  • 특수 밀봉제;
  • 클램프가 있는 호스.

필요한 모든 것을 선택했으면 우리 손으로 발전기 만들기를 시작하겠습니다.

자신의 손으로 수소 발생기를 만드는 것은 아주 간단했습니다. 게다가 '자체 작업' 덕분에 많은 비용을 절약할 수 있었습니다. 발전기 제작 비슷한 방식으로, 비용은 100달러를 넘지 않습니다. 안에 현대적인 상황수소를 사용하는 장치를 많이 찾을 수 있습니다. 물 속의 수소 매장량은 거의 무한하기 때문에 대량 적용 가능성을 엿볼 수 있습니다.향후 유사하거나 업그레이드된 설치.

수소는 실질적으로 완벽한 전망연료이지만 문제는 그것이 다른 화학 원소와 화합물의 형태로만 지구에서 발견된다는 것입니다. 대기 중 "순수한" 물질의 비율은 0.00005%를 넘지 않습니다. 이러한 현실을 고려하면, 시사적인 문제수소발생기에 대해서. 이러한 장치의 작동 원리, 설계 특징, 적용 범위 및 자체 생산 가능성을 고려해 보겠습니다.

수소발생기의 작동 설명 및 원리

다른 물질에서 수소를 추출하는 방법에는 여러 가지가 있으며 가장 일반적인 방법을 나열합니다.

  1. 전기 분해, 이 기술은 가장 간단하며 집에서 실행할 수 있습니다. 을 통해 수용액염을 함유하면 직류가 흐르고 그 영향으로 다음 방정식으로 설명할 수 있는 반응이 발생합니다: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 . 안에 이 경우방출된 염소가 독성 물질. 이 방법으로 얻은 수소는 가장 순수합니다(약 99.9%).
  2. 1000°C의 온도로 가열된 석탄 코크스에 수증기를 통과시키면 이러한 조건에서 다음과 같은 반응이 발생합니다: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
  3. 증기 변환에 의한 메탄 추출( 필요한 조건반응의 경우 - 온도 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. 두 번째 옵션은 메탄 산화입니다: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
  4. 분해(석유 정제) 과정에서 부산물로 수소가 배출됩니다. 우리나라에서는 일부 정유소에서 이 물질을 태우는 것이 여전히 실행되고 있습니다. 필요한 장비또는 충분한 수요.

나열된 옵션 중 마지막 옵션이 가장 저렴하고 첫 번째 옵션이 가장 접근하기 쉬우며 가정용을 포함한 대부분의 수소 발생기의 기초를 형성하는 옵션입니다. 작동 원리는 용액에 전류를 흘릴 때 양극이 음이온을 끌어당기고, 반대 전하를 띤 전극이 양극을 끌어당겨 물질이 분리되는 것입니다.

수소 발생기의 설계 특징 및 설계

현재 수소를 얻는 데는 실질적으로 문제가 없지만 수송과 저장은 여전히 ​​남아있습니다. 긴급한 일. 이 물질의 분자는 너무 작아서 금속을 관통할 수도 있어 특정 안전 위험을 초래합니다. 흡수형 스토리지는 아직 수익성이 높지 않습니다. 그러므로 대부분의 최선의 선택– 생산 사이클에 사용되기 직전에 수소를 생성합니다.

이를 위해 수소를 생산하는 산업 플랜트가 제조됩니다. 일반적으로 이들은 멤브레인 형 전해조입니다. 이러한 장치의 단순화된 설계와 작동 원리는 다음과 같습니다.


명칭:

  • A – 염소(Cl 2) 제거용 튜브.
  • B – 수소 제거(H 2).
  • C는 다음 반응이 일어나는 양극입니다: 2CL – →CL 2 + 2e – .
  • D는 음극이고, 이에 대한 반응은 다음 방정식으로 설명할 수 있습니다: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
  • E – 물과 염화나트륨(H 2 O & NaCl)의 용액.
  • F – 막;
  • G – 포화 염화나트륨 용액 및 형성 가성 소다(NaOH).
  • H – 염수 및 희석된 가성소다를 제거합니다.
  • I – 포화 염수 투입.
  • J – 표지.

가정용 발전기의 설계는 대부분 순수한 수소를 생산하지 않고 브라운 가스를 생산하기 때문에 훨씬 간단합니다. 이것은 산소와 수소의 혼합물에 붙여진 이름입니다. 이 옵션은 가장 실용적이며 수소와 산소를 분리할 필요가 없으며 설계가 상당히 단순화될 수 있으므로 가격이 저렴합니다. 또한, 생성된 가스는 생성되면서 연소됩니다. 집에 보관하고 축적하는 것은 문제가 있을 뿐만 아니라 안전하지도 않습니다.


명칭:

  • a - 브라운 가스를 배출하는 튜브;
  • b – 급수 입구 매니폴드;
  • c - 밀봉된 하우징;
  • d – 전극판 블록(양극과 음극) 사이에 절연체가 설치되어 있습니다.
  • 전자 – 물;
  • f – 수위 센서 (제어 장치에 연결됨)
  • g – 물 분리 필터;
  • h - 전극에 공급되는 전원 공급 장치;
  • i - 압력 센서(임계값 수준에 도달하면 제어 장치에 신호를 보냅니다)
  • j – 안전 밸브;
  • k – 안전 밸브의 가스 배출구.

이러한 장치의 특징은 수소와 산소의 분리가 필요하지 않기 때문에 전극 블록을 사용한다는 것입니다. 이를 통해 발전기를 매우 컴팩트하게 만들 수 있습니다.


수소발생기의 응용

수소의 운송 및 저장과 관련된 문제로 인해 기술 주기에 따라 이 가스의 존재가 요구되는 산업에서는 이러한 장치가 요구됩니다. 주요 방향을 나열해 보겠습니다.

  1. 염화수소 합성과 관련된 생산.
  2. 로켓 엔진용 연료 생산.
  3. 비료 생성.
  4. 질화수소(암모니아) 생산.
  5. 질산의 합성.
  6. 식품 산업(식물성 기름에서 고체 지방 생산용).
  7. 금속 가공(용접 및 절단).
  8. 금속 회수.
  9. 메틸 알코올의 합성
  10. 염산 생산.

정유 과정에서 수소를 생산하는 것이 전기분해를 통해 생산하는 것보다 저렴하다는 사실에도 불구하고 위에서 언급한 바와 같이 가스 운송에 어려움이 발생합니다. 환경적 상황으로 인해 항상 정유공장 바로 옆에 유해 화학물질 생산 시설을 건설하는 것이 허용되지는 않습니다. 또한, 전기분해로 생산된 수소는 석유를 분해하여 생산된 수소보다 훨씬 깨끗합니다. 이와 관련하여 산업용 수소 발생기는 항상 수요가 높습니다.

가정용

일상생활에서도 수소의 용도가 있습니다. 우선, 이들은 자율 난방 시스템입니다. 그러나 여기에는 몇 가지 특징이 있습니다. 순수 수소 생산 공장은 브라운 가스 발생기보다 훨씬 비싸며 후자는 직접 조립할 수도 있습니다. 그러나 가정 난방을 구성할 때는 브라운 가스의 연소 온도가 메탄의 연소 온도보다 훨씬 높기 때문에 일반 보일러보다 다소 비싼 특수 보일러가 필요하다는 점을 고려해야 합니다.


인터넷에서는 일반 보일러를 가스 폭발에 사용할 수 있다는 기사를 많이 찾을 수 있지만 이는 엄격히 금지되어 있습니다. 안에 최선의 시나리오그들은 빨리 실패할 것이고, 최악의 경우 슬프거나 심지어 비극적인 결과를 초래할 수 있습니다. 브라운 혼합물에는 내열성 노즐을 갖춘 특수 디자인을 사용할 수 있습니다.

수소 발생기를 기반으로 한 난방 시스템의 수익성은 낮은 효율성으로 인해 매우 의심스럽습니다. 이러한 시스템에서는 첫째로 가스 생성 과정에서, 둘째로 보일러에서 물을 가열할 때 두 배의 손실이 발생합니다. 난방을 위해 전기 보일러에서 물을 즉시 가열하는 것이 더 저렴합니다.

똑같이 논란의 여지가 있는 구현 가정용, 휘발유에 브라운가스를 첨가한 것 연료 시스템돈을 절약하기 위해 자동차 엔진.


명칭:

  • a – NHO 발생기(브라운 가스에 대한 지정이 허용됨)
  • b – 건조실로의 가스 배출구;
  • c – 수증기 제거용 구획;
  • d – 응축수를 발전기로 반환;
  • e – 건조된 가스 공급 공기 정화기연료 시스템;
  • f – 자동차 엔진;
  • g – 배터리 및 발전기에 연결.

어떤 경우에는 그러한 시스템이 작동할 수도 있다는 점에 유의해야 합니다(올바르게 조립된 경우). 그러나 정확한 매개변수, 전력 이득 계수 또는 절감 비율을 찾을 수 없습니다. 이러한 데이터는 매우 모호하며 신뢰성이 의심스럽습니다. 다시 말하지만, 엔진 수명이 얼마나 줄어들지는 의문입니다.

그러나 수요는 공급을 창출하므로 인터넷에서 이러한 장치의 세부 도면과 연결 지침을 찾을 수 있습니다. 또한 있다 기성 모델떠오르는 태양의 땅에서 만들어졌습니다.

단계별로 자신의 손으로 간단한 수소 발생기 만들기

방법을 알려드리겠습니다. 수제 발전기수소와 산소의 혼합물(HHO)을 얻는다. 그 힘은 집을 데울 만큼 충분하지 않습니다. 가스 버너금속 절단의 경우 생성되는 가스의 양이면 충분합니다.


쌀. 8. 가스버너 다이어그램

명칭:

  • a - 버너 노즐;
  • b – 튜브;
  • c – 물개;
  • d – 물;
  • e – 전극;
  • f – 밀봉된 하우징.

먼저 전해조를 만들려면 밀봉된 용기와 전극이 필요합니다. 후자로서 우리는 유전체 베이스에 부착된 강판(원하는 성능에 따라 크기가 임의로 선택됨)을 사용합니다. 각 전극의 모든 판을 서로 연결합니다.

전극이 준비되면 전선의 연결 지점이 예상 수위보다 높도록 용기에 고정해야 합니다. 전극의 전선은 12V 전원 공급 장치 또는 자동차 배터리로 연결됩니다.

가스 배출 튜브 용 용기 뚜껑에 구멍을 만듭니다. 기존 워터 씰을 사용할 수 있습니다. 유리 병용량 1리터. 그림 8과 같이 2/3를 물로 채우고 전해조와 버너에 연결합니다.

모든 재료가 브라운 가스의 연소 온도를 견딜 수 있는 것은 아니기 때문에 기성 버너를 사용하는 것이 좋습니다. 마지막 물 밸브의 출력에 연결합니다.

일반 주방 소금을 첨가한 물로 전해조를 채웁니다.

전극에 전압을 가하고 장치의 작동을 확인하십시오.

개인 주택을 난방하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다. 열 전달 방법과 사용되는 에너지 운반체 유형이 서로 다릅니다. 온수기를 사용할 때 연료 유형에 따라 여러 유형의 보일러가 있습니다.

개인 주택 난방용 수소 발생기

  1. 고체 연료 - 작업에 사용됨 고체 연료, 연소될 때 열을 방출합니다.
  2. 전기 - 이러한 보일러에서는 전기를 변환하여 열을 얻습니다.
  3. 가스 - 가스가 연소되면 열이 방출됩니다.

우리가 고려한다면 가스 보일러, 다음 모델이 있지만 주로 천연 가스로 작동합니다. 액화 가스, 그리고 최근에는 물에서 생산된 수소를 사용하기 시작했습니다. 특수 장치– 수소 발생기.

작동 원리

학교 물리학 과정에서 물이 다음에 노출되면 다음과 같이 알려져 있습니다. 전류수소와 산소라는 두 가지 성분으로 분해됩니다. 이 현상을 바탕으로 소위 수소 발생기가 만들어졌습니다. 이 장치는 전기화학반응이 일어나 물에서 수소와 산소를 생성하는 장치이다. 물을 전기분해하는 과정은 아래 그림과 같습니다.


물 전기분해 공정

발전기의 출력에서는 순수한 수소와 산소가 형성되지 않고 이를 처음 얻은 과학자의 이름을 딴 소위 브라운 가스가 형성됩니다. 특정 조건에서 폭발하기 때문에 “폭발성 가스”라고도 합니다. 더욱이, 이 가스를 태울 때 생산에 소비된 것보다 거의 4배 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다.

이러한 수소생산공장은 아래 그림과 같다.


산업 설비수소 생산을 위해

장점과 단점

이러한 유형의 난방의 장점은 다음과 같습니다.

  1. 환경친화적이에요 깨끗한 모습가열하면 산소 환경에서 수소가 연소되어 증기 형태로 물이 생성되고 더 이상 대기 중으로 유해 물질이 방출되지 않기 때문입니다.
  2. 수정하지 않고도 발전기를 개인 주택의 기존 온수 시스템에 연결할 수 있습니다.
  3. 설치는 조용히 작동하므로 특별한 공간이 필요하지 않습니다.

결점:

  1. 수소는 산소 환경에서 연소 온도가 3200°C에 도달할 수 있는 높은 연소 온도를 가지므로 일반 보일러는 매우 빨리 고장날 수 있습니다. 안에 현대 장치과학자들은 300°C의 온도에서 가스 연소 결과를 얻었으므로 문제가 실질적으로 해결되었다고 볼 수 있습니다.
  2. 브라운 가스는 폭발성이 있으므로 작업 시 매우 주의해야 합니다. 이는 다양한 방법을 사용하여 해결될 수 있습니다. 안전 밸브그리고 자동화.
  3. 작동하려면 증류수나 알칼리가 함유된 물을 사용해야 합니다.
  4. 장비 비용이 높습니다. 이 문제를 해결하기 위해 많은 사람들이 직접 수소 생산 공장을 조립하려고 노력하고 있습니다.

DIY 수소 발생기

수제 장치는 물을 수소와 산소로 변환하기 위해 전극이 배치된 물 용기를 개략적으로 나타냅니다.

자신의 손으로 이러한 장치를 만들려면 다음이 필요합니다.

  1. 두께 0.5-0.7 mm의 스테인레스 금속 시트. 스테인레스 스틸 등급 12Х18Н10Т가 적합합니다.
  2. 플렉시글라스 플레이트.
  3. 물을 공급하고 가스를 제거하는 고무 튜브.
  4. 3mm 두께의 시트 휘발유 및 내유성 고무.
  5. 전압 소스 – 직류를 생성하기 위한 다이오드 브리지가 있는 LATR. 5-8 암페어의 전류를 제공해야합니다.

먼저 스테인리스 강판을 200x200mm 직사각형으로 자릅니다. 볼트로 전체 구조를 조이려면 플레이트의 모서리를 잘라야합니다. 각 접시에는 물 순환을 위해 접시 바닥에서 3cm 떨어진 곳에 직경 5mm의 구멍을 뚫습니다. 전원에 연결하기 위해 와이어도 각 플레이트에 납땜되어 있습니다.

조립 전 고무링은 외경 200mm, 내경 190mm로 제작됩니다. 또한 두께 2cm, 크기 200x200mm의 플렉시글래스 판 2개를 준비하고 먼저 M8 조임 볼트용으로 네 면에 구멍을 만들어야 합니다.

조립은 다음과 같이 시작됩니다. 먼저 첫 번째 플레이트를 놓은 다음 양쪽에 실런트로 코팅된 고무 링을 놓은 다음 다음 플레이트를 놓고 마지막 플레이트까지 계속합니다. 그런 다음 M8 스터드와 플렉시 유리판을 사용하여 양쪽의 전체 구조를 조여야합니다. 플레이트에는 구멍이 뚫려 있습니다. 하나는 바닥에 액체 공급용이고 다른 하나는 상단에 가스 배출용입니다. 거기에 피팅이 삽입됩니다. 이 피팅에는 의료용 PVC 튜브가 배치됩니다. 최종 결과는 아래 그림과 같은 디자인이 되어야 합니다.


DIY 수소 발생기

가스가 가스 발생기로 다시 들어가는 것을 방지하려면 발생기에서 버너로 가는 도중에 물 밀봉을 하거나 더 좋게는 두 개의 밀봉을 하는 것이 필요합니다.

셔터의 디자인은 물이 담긴 용기로, 발전기 측에서 튜브가 물 속으로 낮아지고 버너로 이동하는 튜브가 수위 위에 있습니다. 게이트가 있는 수소 발생기의 다이어그램이 아래 그림에 나와 있습니다.


물개를 갖춘 수소 발생기의 다이어그램

전극이 낮은 밀봉된 물 용기인 전해조에서는 전압이 가해지면 가스가 방출되기 시작합니다. 튜브 1을 통해 밸브 1로 공급됩니다. 워터 씰의 설계는 그림에서 볼 수 있듯이 가스가 전해조에서 버너 방향으로만 이동할 수 있고 그 반대 방향으로만 이동할 수 있도록 설계되었습니다. 이것은 돌아오는 길에 극복해야 하는 다양한 물의 밀도로 인해 방해를 받습니다. 다음으로, 튜브 2를 통해 가스는 시스템 신뢰성을 높이기 위해 설계된 밸브 2로 이동합니다. 갑자기 어떤 이유로 첫 번째 밸브가 작동하지 않는 경우. 그런 다음 튜브 3을 사용하여 가스가 버너에 공급됩니다. 워터 씰은 가스가 반대 방향으로 이동하는 것을 방지하기 때문에 장치에서 매우 중요한 부분입니다.

가스가 다시 전해조로 들어가면 장치가 폭발할 수 있습니다. 따라서 어떠한 경우에도 워터 씰 없이 장치를 작동해서는 안 됩니다!

착취

조립 후 장치 테스트를 시작할 수 있습니다. 이렇게하려면 튜브 끝에 의료용 바늘로 버너를 설치하고 물을 붓기 시작하십시오. 물에 KOH나 NaOH를 첨가해야 합니다. 물은 최후의 수단으로 증류수나 녹인 물을 사용해야 합니다. 장치가 작동하려면 10% 농도의 알칼리 용액이면 충분합니다. 물을 부을 때 누출이 없어야합니다. 붓기 전에 최대 1atm의 압력으로 공기를 불어넣는 것이 가장 좋습니다. 수소발생기가 이 압력을 견딜 수 있다면 물을 채워도 되고, 그렇지 않다면 누출을 수리해야 합니다.

그 후 다이오드 브리지가 있는 LATR이 회로에 따라 전극에 연결됩니다. 전류계와 전압계가 회로에 설치되어 작동을 모니터링합니다. 최소 전압으로 시작한 다음 가스 발생을 관찰하면서 지속적으로 전압을 높이십시오.

사전 작업을 수행하는 것이 좋습니다. 옥외집 바깥에. 설치는 폭발 위험이 있으므로 모든 작업은 극도의 주의를 기울여 수행해야 합니다.

테스트하는 동안 장치의 작동을 관찰하십시오. 버너 불꽃이 작다면 발전기에서 가스 방출이 적거나 어딘가에서 가스 누출이 있을 수 있습니다. 용액이 흐려지거나 더러워지면 교체해야 합니다. 또한 장치가 과열되지 않고 물이 끓지 않는지 확인해야 합니다. 이렇게 하려면 전류 소스의 전압을 조절하십시오. 그리고 한 가지 더-가열되면 판이 약간 변형되어 서로 달라 붙을 수 있습니다. 이를 제거하려면 고무 개스킷을 만들어야 합니다. 물이 튀는 현상도 발생할 수 있습니다. 이를 제거하려면 수위를 줄여야 합니다.

난방 시스템의 발전기

테스트가 수행된 후 설치를 다음 장치에 연결할 수 있습니다. 가스 보일러주택. 이렇게하려면 보일러를 약간 변경해야합니다. 즉, 자신의 손으로 공장보다 작은 직경의 구멍이있는 제트를 만들어야합니다. 천연 가스. 조립된 발전기는 아래 그림에 나와 있습니다.


조립된 수소 발생기

개인 주택의 난방 시스템은 물로 채워져야 합니다. 보일러에 물이 없으면 버너 불꽃으로 인해 보일러가 녹을 수 있습니다.

그 후 그들은 장치에 대한 물 공급을 조절하고 집 난방 시스템의 막힘을 제거하기 시작합니다. 그런 다음 급수 및 공급 전압을 조정하여 보일러의 작동을 조정합니다.

기기를 작동할 때 난방 시즌몇 가지 문제가 해결되는 동안 최종 테스트를 수행합니다.

  1. 집을 난방할 만큼 가스가 충분합니까? 충분하지 않다면 직접 손으로 생산성을 높일 수 있습니다.
  2. 수소보일러는 얼마나 잘 작동하나요? 즉, 보일러는 얼마나 오래 지속되나요?
  3. 이러한 난방 비용 - 이를 위해 보일러가 작동하는 동안 난방 비용과 집 안팎의 온도를 계산하는 일지를 보관할 수 있습니다. 이러한 데이터를 바탕으로 우리는 수소로 집을 난방하는 것이 얼마나 수익성이 있는지 결론을 내릴 수 있습니다.

이러한 데이터를 바탕으로 다음 난방 시즌을 더욱 철저하게 준비할 수 있습니다. 작동 중에 개선이 필요한 부분을 확인할 수 있으며, 장치의 일부를 다시 수행해야 할 수도 있습니다. 아마도 보일러 자체가 빨리 고장나지 않도록 재작업과 현대화가 필요할 것입니다. 또한 향후 장치를 사용할 계획이라면 정수기를 구입하는 것이 합리적일까요?

발전기에 관한 비디오

이 영상을 통해 전기 없이도 손으로 수소 발생기를 만드는 방법을 배울 수 있습니다.

많은 사람들이 관심을 갖는 주요 질문은 그러한 난방이 얼마나 비싸거나 저렴합니까? 이는 난방 시즌 동안 통계를 유지하면 알 수 있습니다. 게다가 증류수 비용, 알칼리 비용, 전기 비용, 보일러 수리 비용, 설비 제작 비용 등 모든 비용을 합산해야 합니다. 이를 바탕으로 이러한 유형의 난방이 귀하의 집에 적합한지 여부를 결정할 수 있습니다.

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