Как сделать по схеме сухой генератор водорода своими руками?

Какой именно металл следует использовать?

Этот вопрос спорный. Так, во многих – в том числе весьма авторитетных – источниках говорится, что для водородного отопления необходимо использовать лишь редкие металлы. В действительности это не совсем верно, так как вполне можно использовать и нержавеющую сталь, о чем мы уже говорили выше. Хотя в идеале это должна быть ферримагнитная сталь. Отличается она тем, что не притягивает к себе частички не нужного мусора. Также отметим, что при выборе металла ориентироваться лучше все же на «нержавейку», которая не подвержена процессу окисления.

Как видим, соорудить водородный котел не так сложно, как кажется. Необходимо лишь правильно подобрать расходные материалы и тщательным образом изучить схему отопительной системы такого типа. Установив все необходимое оборудование, произведите проверку, дабы убедиться в том, что оно действительно качественное и достаточно эффективное.

Домашние генераторы водорода

Как видно из предыдущего раздела, большинство технологических процессов по промышленному получению водорода связаны с воздействием высоких температур, что проблематично в домашних условиях. Рассмотрим водородные установки для отопления, доступные в частном хозяйстве:

Водород из навоза

Биогазовые установки, коих немало в Западной Европе, начинают появляться и у отечественных аграриев. Кустарные биогазовые реакторы, о которых рассказывают в интернете «мастера-очумелые ручки» не отличаются ни производительностью, ни стабильностью генерации. Эффективными являются лишь довольно сложные и недешёвые установки при условии стабильного поступления в них сырья. Это нереально осуществить на мелком частном подворье, но возможно в крепком фермерском хозяйстве. Водород является лишь побочным продуктом при производстве биогаза и, как правило, его не отделяют, сжигая вместе с метаном. Но при необходимости Н2 можно сепарировать.

Принципиальная схема биогазовой установки. Чтобы процесс выработки горючих газов был интенсивным, сырьё ферментируют и периодически перемешивают

Водород из воды

Электролизная водородная установка для отопления дома — единственное на сегодняшний день решение, доступное для частного дома. Электролизер компактен, прост в обслуживании, его можно установить в небольшом помещении. Сырьё для получения топлива — водопроводная вода. Есть ряд именитых производителей, которые предлагают подобные домашние генераторы водорода для отопления дома и заправки автомобиля. К примеру, с 2003 года компания Honda выпускает Home Energy Station, сегодня в продаже уже третье поколение. HES III снабжена солнечными панелями, может устанавливаться в гараже либо на улице.

Home Energy Station — весьма недешёвая установка, способная производить до 2 м2 водорода в час из природного газа либо электролизом воды. В состав станции входит риформер, топливные элементы, система очистки, компрессор и резервуар для хранения газа. Электроэнергия может поступать из сети либо вырабатываться солнечными панелями

Помимо «фирменного» оборудования, которое, кстати, официально в страны СНГ никто не поставляет, сегодня широко рекламируются генераторы Н2, произведенные нашими друзьями в Поднебесной либо таджикскими коллегами в отечественных гаражах. Уровень качества и производительность — разные, от никакого до условно приемлемого. Продавцы подобного оборудования, в отличие от более-менее честных японцев, не обещающих манны небесной, используют «грязные» рекламные технологии, откровенно обманывая потенциальных покупателей на предмет характеристик своего оборудования, продающегося по завышенным ценам.

Полукустарная установка для выработки водорода

На околостроительных интернет-форумах широко обсуждается отопление на водороде своими руками, предусматривающее самостоятельное изготовление электролизера. Это возможно и даже не очень сложно, если домашний мастер владеет азами электротехники и руки у него растут, откуда положено. Насколько эффективно и безопасно — отдельный вопрос.

Автор ролика подробно рассказывает об устройстве топливной ячейки для получения водорода, смонтированной в корпусе обычного фильтра для очистки воды. Установка реально действующая.

Другой вопрос, что получить топливо — это лишь часть задачи. Необходимо обеспечить его генерацию в нужных объёмах, отделить от кислорода и водяного пара, создать запас, обеспечить постоянное давление при подаче в теплогенератор.

Принципиальная схема полноценной установки для получения водорода. Как видно, одной «колбочкой с электродами» здесь не обойтись, нужны резервуары, конденсатор, компрессор. Если посчитать стоимость всего оборудования, получается недёшево

Автономное водородное отопление

Соорудить генератор водорода для обеспечения горючим котел отопления частного дома – не очень рентабельное решение. Генерация водорода требует большое количество электроэнергии, поэтому нужны деньги. Стоимость электричества постоянно растет, это делает данный способ неэффективным.

Тем не менее, многие стараются создать малозатратный водородный генератор. Практически каждый день появляются новые решения в этой области. Ознакомиться с ними можно на различных тематических ресурсах, форумах и т.д.

Для сборки агрегата нужно:

1. Подготовить герметичную и очень надёжная ёмкость.
2. Сделать прочные трубчатые или пластинчатые электроды.
3. Собрать безотказный блок управления напряжением и током.
4. Сделать дополнительные модули для эффективной работы аппарата.
5. Подобрать необходимые шланги, провода и элементы крепления.

Для сборки потребуются также инструменты, в том числе специальное оборудование. К примеру, нужен будут частотомер. После подготовки всего необходимого, можно браться за сборку водородного агрегата для обогрева частного дома. При этом нужно соблюдать все пункты технологии сборки, иначе вы изготовите аппарат сомнительного качества.

Рекомендации специалиста по изготовлению генератора

Получение газа Брауна может вестись методом использования самостоятельно изготовленного генератора. Многие домашние мастера задаются вопросом о том, какой металл в процессе сборки необходимо использовать. Некоторые полагают, что можно применять лишь редкие металлы.

Специалисты утверждают, что можно запастись любой нержавеющей сталью. Отличных результатов можно добиться, если использовать ферромагнитную сталь, она не притягивает частицы мусора. При выборе металла лучше отдать предпочтение нержавейке, ведь она не подвергается окислению.

Если вас интересует вопрос о том, сколько готовы прослужить пластины электродов, то вы должны знать о том, что менять их нет необходимости, ведь при работе они не разрушаются. Для подготовки перед сваркой их необходимо хорошо промыть в мыльном растворе, а после обработать спиртосодержащим веществом по типу водки. Если вы решили изготовить изобретение Брауна, газ которое позволяет получить, то необходимо будет некоторое время погонять электролизер, заменяя грязную воду. Повторять эту процедуру нужно, пока вода не вымоет грязь. Если жидкость окажется достаточно чистой, то установка не будет перегреваться.

Когда сборка электролизера была осуществлена правильно, при его использовании пластины и вода не будут греться. Электролизер не следует нагревать больше, чем на 65°С. Если этот параметр выйдет за пределы нормы, то пластины будут покрываться грязью. Удаление придется осуществлять наждачной бумагой, а в качестве альтернативного решения выступает замена элементов на новые.

Промышленные генераторы водорода

Газовые генераторы серии ГВЧ-А

• Производящие газ высокой чистоты для лабораторных целей.
• Самый мощный в серии генератор водорода – ГВЧ 36 А – производит не менее 36 литров газа в час, расходуя дистиллированную воду.
• В качестве источника топлива этот прибор бесперспективен. Он тратит слишком много воды и производит слишком «чистый» газ, а не пригодную для питания котла смесь кислорода и водорода.

Третья модель Home Energy Station компаний Honda и Plug Power

• Вырабатывает 5 кВт электроэнергии и до 2 м3 час водорода,
• Использует фотоэлектрические элементы и технологию риформинга природного газа.
• Однако такая энергетическая установка входит в комплект поставки автомобиля Honda FCX и производит топливо только для этого транспортного средства, продаваемого только в Японии.

Отечественные генераторы водорода для отопления дома STAR-2000 и STAR-4000

• Вырабатывающие от 2 до 4 м3 топлива в час
• При этом модель STAR-2000 потребляет всего 600 кВт электроэнергии в месяц, отапливая строение общей площадью до 250 квадратных метров.
• Модель STAR-4000 потребляет 1200-1800 кВт электроэнергии в месяц, генерируя топливо для обогрева дома площадью до 500 квадратных метров.
• Стоимость STAR-2000 – 230 тысяч рублей.
• Цена генератора водорода STAR-4000 – 460 000 рублей .

Из вышерассмотренных моделей самой перспективной установкой для генерации топлива является модель STAR-4000.

Однако генераторы STAR выпускаются лишь мелкосерийными партиями. Поэтому некоторые умельцы готовы потратить свое время на конструирование самодельного электролизера.

Самодельный генератор водорода HHO типа

Если у вас нет 4500-5000 $ на Home Energy Station или 260 тысяч рублей на STAR-2000, то вам придется собрать собственный генератор водорода, используя самую простую технологию производства этого газа – электролиз. Задействовав этот процесс, мы получим ННО-газ – смесь кислорода и водорода, которую можно использовать в роли топлива для котла.

Генератор водорода HHO типа

Для строительства генератора ННО газа нам понадобься следующие инструменты и материалы:

• Банка на 0,5 литра – корпус будущего генератора.
• Стальные лезвия и пластмассовая линейка – основа топливной ячейки.
• Литровая пластиковая бутылка – заготовка для гидравлического затвора.
• Трубки от капельниц – трубопроводы генератора.
• 12-вольтовый аккумулятор или адаптер на 12 В и 2А.
• Медные провода – основа токопроводящей линии.
• Клеевой пистолет – средство для фиксации и герметизации узлов и деталей.
• Вода и поваренная соль – основа для производства водорода.

Схема сборки самодельного ННО — генератора выглядит следующим образом:

• Вначале подготавливаем основу для топливного элемента, нарезая линейку с шагом 3-4 миллиметра и фиксируя в прорезях бритвенные лезвия. Общая длина этого «частокола» – 10-15 сантиметров.
• Между лезвиями, с помощью клеящего пистолета, формируем ножки-диэлектрики, фиксируя перпендикулярное положение элементов топливной ячейки.
• Частокол лезвий разбивают на четные и нечетные элементы, соединяя те и другие медными проводами в две электрические цепи. Изоляцию проводов выполняют с помощью того же клеевого пистолета.
• Топливную ячейку помещают в банку, залив в нее воду с солью (1-2 ложки на 0,5 литра жидкости).
• В крышке банки прорезают два отверстия для проводов ячейки и еще одно отверстие для трубопровода из капельницы, по которому пойдет водород. После этого крышку надевают на горловину банки, вставив провода и шланг для сбора водорода.
• Свободный конец топливного шланга вводят в литровую бутылку, опустив к самому дну емкости. Для ввода используется перфорация в крышке.
• В бутылку наливают воду, а в ее крышке делают еще одно отверстие, куда вставляют еще одну трубку из-под капельницы.
• Конец второй трубки – топливопровода подключают к котлу или иному потребителю.

В финале к медным проводам подключают аккумулятор или адаптер, после чего из соляного раствора в банке начинает выделяться кислородно-водородная смесь, направляемая по первому топливопроводу в гидравлический затвор.

Пройдя сквозь толщу воды, топливная смесь очищается от примесей и подается по второму топливопроводу к потребителю.

https://youtube.com/watch?v=Hh_a-v081rk

Также советуем почитать:

Газовые теплогенераторы для воздушного отопления Отопление дома водородом Системы и установки пенного пожаротушения — преимущества использования Устройство системы аэрозольного пожаротушения

Виды генераторов водородной воды

В настоящее время российский рынок изобилуют всевозможными генераторами водородной воды. Как не растеряться среди богатого ассортимента приборов для обогащения воды молекулярным водородом? Как выбрать качественный генератор водородной воды и при этом не переплатить?Давайте сначала разберемся, какие типы генераторов водородной воды производятся на сегодняшний день. Мы можем классифицировать все приборы для насыщения воды водородом по их предназначению:1) генераторы водородной воды, предназначенной для питьяТакие приборы бывают карманными, портативными и стационарными2) приборы, предназначенные для ингаляцийНа российском рынке можно встретить как портативные, так и стационарные дыхательные генераторы водородной воды3) генераторы водородной воды, предназначенные для ухода за кожейЭто могут быть водородные спреи или мисты (они еще часто называются нано спреями), а также спа-капсулыПодробно о типах данных устройств и их особенностей мы написали в статье «Виды генераторов водородной воды«

Приборы, обогащающие питьевую воду водородом бывают карманными, портативными и стационарными. Выбор между данными типами генераторов водородной воды обусловлен образом жизни человека и количеством пользователей. В данной статье мы рассмотрим основные критерии выбора портативного генератора водородной воды.

Двигатель на водородном топливе

Есть две перспективы. Первая (краткосрочная) — необходимо добиться большей эффективности использования нефтетоплива, долгосрочная — решением может стать переключение транспортных средств с бензиновых/дизельных двигателей на электрические топливные элементы (электрохимические генераторы), работающие на водороде, которые никогда не разряжаются. Бесшумные, не загрязняющие окружающую среду, это одни из самых экологически чистых источников энергии, когда-либо разработанных. Разберёмся, как они работают.

Есть два способа заставить современный автомобиль двигаться:

1. Использовать двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В процессе сжигания нефотетоплива вырабатывается тепло, благодаря чему транспортное средство может ехать.
2. Электромобили работают совершенно по-другому. Там используются аккумуляторы, которые подают электроэнергию на электродвигатели, напрямую приводящие в движение колеса.

Есть гибридные автомобили, сочетающие оба варианта, водитель может переключатся между ними в соответствии с условиями вождения. Устройство водородного двигателя — нечто среднее между ДВС и аккумулятором. Он вырабатывает энергию, используя топливо из бака (газообразный водород под давлением, а не бензин или дизель). Процесса сжигания нет, H2 химически соединяется с кислородом из воздуха, образуя воду. Высвобождаемое электричество используется для питания электродвигателя. Никаких выхлопных газов.

Что происходит внутри

В основе принципа действия водородного двигателя лежит электрохимическая реакция. Состав топливного элемента — это три основные части:

• положительно (желтая) и отрицательно (сиреневая) заряженные клеммы;
• электролит (серый).

Электричество возникает следующим образом:

1. Газообразный H2 из резервуара подаётся к положительному полюсу. Поскольку вещество взрывоопасно, бак должен быть чрезвычайно прочным.
2. Кислород из воздуха (голубые капли) идёт по второй трубке.
3. Положительная клемма металлическая (платина или палладий). Достигая катализатора, атомы H2 распадаются на ионы и электроны.
4. Положительно заряженные протоны притягиваются к отрицательному полюсу, двигаясь к нему через электролит. Последний представляет собой тонкую полимерную мембрану.
5. Электроны проходят через внешнюю цепь.
6. Приходит в действие электродвигатель, заставляющий колёса автомобиля двигаться.
7. На отрицательной клемме протоны и электроны рекомбинируют с кислородом путём химической реакции, которая производит воду.
8. Выхлоп — водяной пар.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока есть запасы H2 и O2. Поскольку воздух всегда доступен, единственный ограничивающий фактор — количество водорода H2 в баке.

Водородный генератор для автомобиля

Процесс электролиза в автомобильном электролизере осуществляется с использованием специального катализатора. При работе прибора происходит выделение оксигидрогена (газ Брауна), имеющего формулу ННО. Далее газ через систему подачи воздуха двигателя попадает в его камеру сжигания, где смешивается с топливом и сгорает. В результате повышается октановое число топливо-воздушной смеси, что способствует более полному сгоранию топлива.

Устройство современных электролизеров

Генератор газа Брауна включает в себя:

• собственно электролизер;
• емкость для циркуляции.

Весь процесс получения газа контролируется:

• модулятором тока;
• оптимизатором, контролирующим соотношение газа Брауна и топливно-воздушной смеси.

Виды катализаторов

Существует несколько видов катализаторов, среди которых различают:

• Цилиндрические – их конструкция мало чем отличается от конструкции простейшего водородного генератора и его вполне возможно изготовить самостоятельно. Отличаются небольшой производительностью (до 0,7 л газа в минуту) и примитивной схемой управления.
• С раздельными ячейками – самая эффективная конструкция с производительностью свыше 2 л газа в минуту. Отличается высоким КПД и устанавливается на автомобили с непрерывным режимом работы.
• С открытыми пластинами (сухие) – производительностью до 2,1 л газа в минуту. Конструкция обеспечивает дополнительное охлаждение устройства в тяжелых условиях эксплуатации.

Все процессы, происходящие в водородном генераторе, осуществляются в автоматическом режиме и функционируют в соответствии со специальной программой, вшитой в компьютерную систему управления автомобилем.

Преимущества

Использование современных электролизеров в автомобиле позволяет:

• экономить до 50% горючего;
• уменьшить токсичность выхлопа;
• снизить температуру мотора;
• повысить тягу и мощность силового агрегата;
• увеличить срок эксплуатации двигателя.

Принцип работы водородного генератора

Безопасность установки

Многие умельцы устанавливают пластины в пластиковых ёмкостях. Экономить не нужно на этом. Необходим бачок из нержавеющего металла. Если он отсутствует, можно применять конструкцию с пластинами открытого типа. В последнем варианте стоит использовать качественный изолятор тока и воды для надёжной работы реактора.

Известно, что температура горения водорода составляет 2800. Это самый взрывоопасный газ в природе. Газ Брауна – не что иное, как «гремучая» смесь водорода. Благодаря этому водородные резервные электростанции на автомобильном транспорте просят высококачественной сборки всех узлов системы и наличия датчиков для слежения за течением процесса.

Температурный датчик жидкости для работы, давления и амперметр лишними не будут в конструкции установки

Большое внимание нужно уделить водяному замку на выходе из реактора. Он жизненно нужен

Если случится воспламенение смеси, такой клапан устранит распространение пламени в реактор.

Водородный генератор для отапливания жилых и помещений на производстве, действующий на тех же принципах, выделяется в пару раз большей работоспособностью реактора. В данных установках отсутствие водяного замка представляет смертельную опасность. Водородные резервные электростанции на машинах в целях оснащения неопасной и надёжной работы системы также рекомендуется обустроить таким клапаном обратного типа.

Рекомендации по изготовлению

Зная технологию получения водородного топлива и обладая определенными навыками, в домашних условиях можно сделать водородный генератор своими руками. Сегодня существует несколько работоспособных схем, позволяющих создать такую установку. Причем в отличие от классического устройства, в самодельном электроды помещаются не в емкость с водой, а сама жидкость поступает в зазоры между пластинами. Перед началом проведения работ по изготовлению водородной установки своими руками следует внимательно изучить чертежи.

Выбор материалов

Чаще всего домашние мастера сталкиваются с проблемой выбора электродов. С созданием топливной ячейки ситуация более простая и сегодня существует два основных типа генераторов водорода — «мокрый» и «сухой». Для создания первого можно использовать любой контейнер, имеющий достаточный запас прочности и газонепроницаемости. Оптимальным выбором можно считать корпус от аккумулятора старого образца для легковой машины.

Лучшими электродами будут пластины (трубки) из нержавейки. В принципе можно использовать и черный металл, но он быстро подвергается коррозии и такие электроды требуют частой замены. Совершенно иначе дело обстоит при использовании высокоуглеродистых сплавов, легированных хромом. Примером такого материала является нержавейка марки 316L.

При использовании трубок, они должны подбираться так, чтобы при установке одного элемента в другой между ними был обеспечен зазор величиной не более одного миллиметра

Не менее важной деталью генератора водорода для автомобиля является ШИМ-генератор. Именно благодаря правильно собранной электросхеме можно регулировать частоту тока, а без этого добывать водород не представляется возможным. Для создания водного затвора (бабблера) можно использовать любую емкость, обладающую достаточным показателем герметичности

При этом ее желательно оснастить крышкой, которая плотно закрывается, но при возгорании ННО внутри сразу будет сорвана. Для предотвращения возврата газа Брауна в топливную ячейку, рекомендуется установить отсекатель между водным затвором и электролизером

Для создания водного затвора (бабблера) можно использовать любую емкость, обладающую достаточным показателем герметичности. При этом ее желательно оснастить крышкой, которая плотно закрывается, но при возгорании ННО внутри сразу будет сорвана. Для предотвращения возврата газа Брауна в топливную ячейку, рекомендуется установить отсекатель между водным затвором и электролизером.

Сборка устройства

Для создания кислородного генератора лучше выбрать «сухую» топливную ячейку, а электроды стоит изготовить из нержавейки. Именно она пользуется наибольшей популярностью среди домашних мастеров

Также важно придерживаться определенной последовательности действий:

По размеру генератора необходимо нарезать пластины из органического стекла или органита, которые будут использоваться в качестве боковых стенок. Оптимальными размерами для топливной ячейки являются 150х150 или 250х250 мм.
В корпусных деталях необходимо просверлить отверстия для установки штуцеров для жидкости, одно для ННО и 4 крепежных.
Из стали марки 316L изготавливаются электроды, размер которых должен быть на 10−20 мм меньше в сравнении с боковыми стенками. В одном из углов каждого электрода необходимо сделать контактную площадку для соединения их в группы, а также подключения к источнику питания.
Чтобы увеличить количество получаемого в электрогенераторе газа Брауна, электроды следует обработать наждачной бумагой с каждой стороны.
В пластинах сверлятся отверстия диаметром 6 мм (подача воды) и 8−10 мм (отвод газа). При расчете мест сверления необходимо учитывать месторасположение патрубков.
Сначала в пластины из оргстекла монтируются штуцера и хорошо герметизируются.
В одну из корпусных деталей устанавливаются шпильки, а затем укладываются электроды.
Электродные пластины отделяются от боковых стенок прокладками из паронита либо силикона. Аналогичным образом необходимо изолировать и сами электроды.
После установки последнего электрода монтируются уплотнительные кольца и генератор закрывается второй стенкой. Сама конструкция скрепляется с помощью гаек с шайбами

В этот момент крайне важно следить за равномерностью затяжки крепежных элементов и не допустить перекосов.
Топливная ячейка подключается к емкости с жидкостью и водному затвору.
После соединения групп электродов в соответствии с их полюсом, генератор подключается к ШИМ-генератору.

Принцип работы генератора

На самом деле можно сделать генератор газа Брауна для отопления дома своими руками, но для этого требуются некоторые умения и знания. При этом можно использовать как покупной материал, так и тот, что имеется под рукой. Использовать такое устройство можно не только для обогрева дома, но и для других целей. Принцип работы прибора основан на разложении воды в электролизере, после чего образуется газ с побочным продуктом в виде водяного пара.

К основным преимуществам генератора Брауна можно отнести:

материал, который используется для переработки (обычная вода) доступный и недорогой;

• в процессе переработки жидкости вырабатывается конденсат, вследствие этого пар преобразовывается в воду, а топливо в это время возобновляется;
• самодельное оборудование — экологически безопасное устройство, поэтому он не выделяет каких-либо вредных веществ;
• в помещении, где осуществляется процесс, воздух не пересушивается, а, наоборот, увлажняется, так как прибор выделяет пар.

Процесс изготовления отопительной установки достаточно сложен по нескольким причинам. Основная — это выгодность применения. Дело в том, что для функционирования прибора необходима электрическая сеть, поэтому стоит заранее подсчитать, насколько выгодно использование подобной конструкции.

Заводское оборудование довольно дорогое, к тому же придется потратиться на установку и последующее обслуживание. Гораздо дешевле изготовить генератор газа Брауна своими руками, используя чертежи и схемы, которые в большом количестве можно найти на просторах интернета.