Двигун на воді власноруч схема. Що таке електролізер та як його зробити своїми руками? Сильні сторони водневого опалення


Водневий генератор (електролізер) це прилад, що працює за світло двох процесів: фізичного та хімічного.

У процесі роботи під впливом електроструму вода розкладається на кисень та водень. Цей процес називається електроліз. Електролізер досить популярний серед самих відомих видівводневих генераторів.

Як влаштований прилад

Електролізер складається з кількох пластин з металу, занурених у герметичну ємність із дистильованою водою.

Сам корпус має клеми, щоб підключати джерело живлення та є втулка, через яку виводиться газ.

Роботу приладу можна описати так: електрострум пропускається через дистильовану воду між пластинами з різними полями (в одній - анод, в іншої - катод), розщеплює її на кисень і водень.

Залежно від площі пластин електрострумів має свою силу, якщо площа велика, то й струму по воді проходить багато і більше виділяється газу. Схема підключення пластин послідовна, спочатку плюс, потім мінус і так далі.

Електроди рекомендується робити з нержавіючої сталі, яка в процесі електролізу не входить у реакцію з водою. Головне знайти нержавіючу сталь високої якості. Між електродами краще зробити відстань маленькими, але так, щоб бульбашки газу легко між ними пересувалися. Кріплення краще виготовити з відповідного металу, що і електроди.

Зауважте:у зв'язку з тим, що технологія виготовлення пов'язана з газом, то, щоб уникнути утворення іскри, необхідно зробити щільне прилягання всіх деталей.

У розглянутому варіанті пристрій включає 16 пластин, розташовані вони один від одного в межах 1 мм.

За рахунок того, що пластини мають чималу площу поверхні і товщину, можна буде пропустити через такий пристрій високі струми, проте нагрівання металу не станеться. Якщо виміряти на повітрі ємність електродів, то вона становитиме 1nF, даний набірвикористовує до 25А у простій воді з водопроводу.

Для збору водневого генераторасвоїми руками можна застосувати контейнер харчовий, тому що його пластик термостійкий. Потім потрібно в контейнер опустити електроди для збору газу з герметично роз'ємами ізольованими, кришкою та іншими сполуками.

Якщо використовувати контейнер із металу, то щоб уникнути короткого замикання, електроди кріпляться на пластиці. З двох сторін мідних та латунних фітингів встановлюються два роз'єми (фітинг – монтувати, збирати) для вилучення газу. Рознімання контактні та фітинги потрібно міцно закріпити, застосовуючи герметик із силікону.

Дотримання заходів безпеки

Електролізер є пристроєм підвищеної небезпеки.

Тому під час його виготовлення, монтування та роботи обов'язково потрібне дотримання як загальних, так і спеціальних заходів безпеки.

Спеціальні заходи включають такі пункти:

  • слід контролювати концентрацію суміші водню з киснем з метою недопущення вибуху;
  • якщо рівень рідини не проглядається у оглядовому вікні водневого генератора, його використовувати не можна;
  • під час виконання ремонту слід переконатися, що у кінцевій точці системи повністю відсутня водень;
  • протипоказане використання відкритого вогню, електричних нагрівальних приладів та переносних ламп напругою понад 12 вольт поряд з електролізером;
  • під час роботи з електролітом слід убезпечити себе, використовуючи засоби захисту (спецодяг, рукавички та окуляри).

Кваліфіковані фахівці вважають, що виготовляти саморобні водневі генератори для автомобілів в домашніх умовах ризиковане заняття.

Вони пояснюють це тим, що електролізер для авто має складну та небезпечну систему пристроїв.

Займатися виготовленням таких агрегатів потрібно, застосовуючи спеціальні матеріали та реагенти.

Візьміть до уваги:у разі самостійного встановлення електролізера, який був виготовлений своїми руками, рекомендується суворе виключення можливості, коли газ потрапляє до камери згоряння при заглушеному двигуні. Під час відключення двигуна обов'язково повинен автоматично відключитися водневий генератор від мережі електричного живленняавтомобіля.

Якщо ж вирішили самостійно виготовити автомобільний гідролізер, то обов'язково слід оснастити його барботером - це спеціальний водяний клапан. При його використанні значно підвищиться безпека при керуванні автомобілем.

Опалення будинку газом Брауна

Водень є найпоширенішим хімічним елементом, тому економічно вигідно використовувати його.

Для багатьох власників будинків та дач часто постає питання, як отримати «чисту» та дешеву енергію для потреб у побуті. Відповідь можна знайти в таких інноваціях як водогенератор для опалення житла.

Вчені завдяки своїм розробкам дозволили багатьом використовувати такий пристрій для отримання газу. Установка здатна генерувати водень (газ Брауна), і цей газ буде використаний для отримання енергії.

Можна цю сполуку уявити хімічною формулою, як hho. Цей газ можна отримати з води за допомогою методу електролізу. Є багато прикладів у житті, коли люди хочуть свій будинок опалювати оксиводнем. Але щоб цей вид палива набув популярності, треба спочатку навчитися отримувати його (газ Брауна) у побутових умовах.

Поки що немає технології водневого опаленняприватного будинку, який був би досить надійним.

Дивіться відео, в якому досвідчений користувач роз'яснює, як зробити водневий генератор своїми руками:

Hydrogenium (Н2), «що породжує воду» - найпоширеніший елемент всесвіту. За твердженням вчених, з його частку припадає майже 90% всіх атомів Всесвіту. Водень, в ході реакції термоядерного синтезу, що забезпечує енергією наше Сонце, може послужити чудовим паливом і на Землі. Це єдине абсолютно нешкідливе екологічно чисте паливо: при згорянні газу він вступає в хімічну реакцію з киснем, а продуктом згоряння є дистильована вода. Hydrogenium - ідеальне у всіх відносинах паливо, яке чудово підходить у тому числі для опалення будинку. Причому під водневий опалювальний котел можна переобладнати звичайний газовий, внісши лише невеликі зміни в його конструкцію. Одна біда: незважаючи на поширеність водню (ми самі наполовину з нього складається), на нашій планеті в чистому вигляді він майже не зустрічається. У відкритий продажцього газу немає, де його взяти в достатній кількості? Інтернет дає нам чітку і зрозумілу відповідь: купити або зібрати самому генератор водню для опалення будинку.

Технології одержання чистого водню

Існує безліч технологій отримання водню. Згадаємо лише ті з них, які знаходять практичне застосуванняпоза стінами лабораторій:

  • Хімічна реакція води із металами. Паливом служить вода, реагентом - алюмінієво-галієвий сплав. 150 кг паливних елементів вистачає, щоб проїхати 500 км на «водню», потім метал доводиться витягувати і відправляти на відновлення, що вимагає впливу високих температур.
  • Конверсія газу, газифікація вугілля, піроліз деревини. Шляхом нагрівання понад 1000 ºС із вуглеводнів можна отримати чистий водень для опалення будинку.
  • Електроліз води. Найефективнішим є високотемпературний електроліз.
  • Одержання водню з біомаси. Сировиною може бути гній, сіно, трава, водорості та інші відходи сільськогосподарського виробництва. Біогаз може містити від 2 до 12% водню.
  • «Сміттєвий» водень одержують із побутових відходів, піддаючи їх термічному розкладанню.

Домашні генератори водню

Як видно з попереднього розділу, більшість технологічних процесівз промислового одержання водню пов'язані з впливом високих температур, що проблематично в домашніх умовах. Розглянемо водневі установки для опалення, доступні у приватному господарстві:

Водень з гною

Біогазові установки, яких багато в Західної Європи, Починають з'являтися і у вітчизняних аграріїв Кустарні біогазові реактори, про які розповідають в інтернеті «майстри-очумілі ручки», не відрізняються ні продуктивністю, ні стабільністю генерації. Ефективними є лише досить складні та недешеві установки за умови стабільного надходження до них сировини. Це неможливо здійснити на дрібному приватному обійсті, але можливо в міцному фермерському господарстві. Водень є лише побічним продуктом при виробництві біогазу і, як правило, його не відокремлюють, спалюючи разом із метаном. Але за потреби Н2 можна сепарувати.

Принципова схемабіогазової установки. Щоб процес вироблення горючих газів був інтенсивним, сировину ферментують і періодично перемішують.

Водень з води

Електролізна воднева установка для опалення будинку – єдине на сьогоднішній день рішення, доступне для приватного будинку. Електролізер компактний, простий у обслуговуванні, його можна встановити у невеликому приміщенні. Сировина для отримання палива - водопровідна вода. Є ряд іменитих виробників, які пропонують подібні домашні генератори водню для опалення будинку та заправки автомобіля. Наприклад, з 2003 року Honda випускає Home Energy Station, сьогодні у продажу вже третє покоління. HES III забезпечена сонячними панелями, може встановлюватися у гаражі чи надворі.

Home Energy Station - дуже дорога установка, здатна виробляти до 2 м2 водню на годину з газу або електролізом води. До складу станції входить риформер, паливні елементи, система очищення, компресор та резервуар для зберігання газу. Електроенергія може надходити з мережі або вироблятись сонячними панелями

Крім «фірмового» обладнання, яке, до речі, офіційно до країн СНД ніхто не постачає, сьогодні широко рекламуються генератори Н2, вироблені нашими друзями в Піднебесній чи таджицькими колегами у вітчизняних гаражах. Рівень якості та продуктивність - різні, від жодного до умовно прийнятного. Продавці подібного обладнання, на відміну від більш-менш чесних японців, які не обіцяють манни небесної, використовують «брудні» рекламні технології, відверто обманюючи потенційних покупців щодо характеристик свого обладнання, що продається за завищеними цінами.

Напівкустарна установка для вироблення водню

На навколобудівних інтернет-форумах широко обговорюється опалення на водні своїми руками. самостійне виготовленняелектролізера. Це можливо і навіть не дуже складно, якщо домашній майстерволодіє азами електротехніки і руки у нього ростуть, звідки належить. Наскільки ефективно та безпечно – окреме питання.

Інше питання, що отримати паливо – це лише частина завдання. Необхідно забезпечити його генерацію в потрібних обсягах, відокремити від кисню та водяної пари, створити запас, забезпечити постійний тиск при подачі в теплогенератор.

Скільки коштує кілограм водню

Середня собівартість 1 кг водню, залежно від технології його отримання, за даними лабораторії INEEL, така:

  • Хімічна реакція - 700 рублів за стандартному методівідновлення реагенту та 320 - при використанні енергії АЕС.
  • Електроліз від промислової мережі – 420 рублів. Дані справедливі для «фірмових», збалансованих електролізерів. У кустарного виробу показники свідомо нижчі.
  • Виробництво з біомаси – 350 рублів.
  • Конверсія вуглеводнів – 200 рублів.
  • Високотемпературний електроліз на АЕС – 130 рублів.

З цих цифр видно, що найдешевше виробляти водень на атомних електростанціях, де важливий ресурс - висока температура, є побічним продуктом виробництва. Воднева енергетика від поновлюваних джерел також не окупає себе у зв'язку з високою вартістюобладнання. А що водневе опалення будинку на основі компактної установки? Потрібно розуміти, що закон збереження енергії оминути неможливо. Для того, щоб виділити Н2 в електролізері, доведеться витратити певну кількість електричної енергії. Щоб її отримати, на ТЕЦ спалили викопне паливо чи енергію виробила ГЕС. Потім електрику передали проводами. На всіх стадіях процесу відбуваються неминучі втрати і отримана в кінці кількість потенційної теплової енергії буде апріорі нижче, ніж спочатку.

Чи вигідно опалювати будинок воднем

Продавці компактних генераторів водню переконують покупців у надзвичайній дешевизні опалення будинку воднем. Начебто це навіть вигідніше, ніж топити газом. Мовляв, вода, яку заливають в установку, нічого не варта, про решту витрат замовчують. Такі обіцянки мають магічну дію на деяких наших співгромадян, які обожнюють халяву. Але давайте не уподібнюватимемося Буратіно і, перш ніж ступити в Країну дурнів, з'ясуємо, чому насправді обходиться водневе опалення будинку.

Середня відпускна вартість газу для населення потреби опалення й у вироблення електроенергії - 4,76 крб/м3. У 1 м3 міститься 0,712 кг. Відповідно, 1 кг газу коштує 6,68 рубля. Середня теплотворна здатність газу - 50 000 кДж/кг. У водню набагато вище, 140 000 кДж/кг. Тобто, для того щоб отримати кількість теплової енергії, що дорівнює тій, що утворюється при згорянні 1 кг водню, потрібно 2,8 кг природного газу. Його вартість – 13,32 рубля. Тепер порівняємо показники вартості теплової енергії, отриманої від спалювання 1 кг водню, отриманого у хорошому заводському електролізері та від 2,8 кг природного газу: 420 рублів проти 13,32. Різниця - справді жахлива, у 31,5 разів! Навіть у порівнянні з найдорожчим із традиційних видів опалення - електричним, водень навіть близько не може конкурувати, він обходиться в 4 рази дорожче! Ту електроенергію, яка буде витрачена на роботу електролізера, краще використовувати для роботи нагрівальних електроприладів, користі буде набагато більше.

Щодо перспектив водневої енергетики, то вони є, але успіх пов'язаний з перспективними промисловими технологіями, яких ще не вигадали. Побутові генератори водню та водневі автомобілі однозначно збиткові як мінімум на найближчі десятиліття. Їх дуже обмежене використання у деяких країнах можливе лише завдяки серйозним державним дотаціям у межах експериментальних екологічних програм.

Memento mori - пару слів про техніку безпеки

Водень - горючий вибухонебезпечний газ. При цьому не має запаху, визначити його витік без спеціального обладнання неможливо. Поводження з таким небезпечним виглядомпалива потребує особливих заходів безпеки. Необхідно періодично здійснювати перевірку герметичності трубопроводів, накопичувальних резервуарів, справність. запірної арматури. Генератор H2 - не такий простий прилад, як здається з коротких відеороликів. Це потенційна бомба, яка може рознести ваш будинок. Переобладнати газовий під водневий опалювальний котел своїми руками - також небезпечно.

Саморобний водневий опалювальний котел, абияк перероблений зі старого дров'яного та генератор водню для опалення будинку, зібраний на коліні та небезпечний. Автори ролика говорять про надзвичайну ефективність установки, не називаючи жодних цифр і пропонуючи замовити у них аналогічну за схожою ціною

Розвінчуємо міфи про економічність водневих казанів

Якщо економічні викладки вас не переконали, і ви все ж таки вирішите поекспериментувати з темою водневого опалення собі в збиток, рекомендуємо не займатися самодіяльністю, а запросити фахівців, які мають досвід у цій сфері діяльності. Таких, до речі, у нашій країні дуже небагато.

Зважаючи на те, для яких цілей він вам знадобився, генератор водню, за великим рахунком, зараз можна придбати і в магазині. Але найчастіше промислові варіанти такі, що ідеально пристосувати їх під свої потреби з високою ймовірністю не вдасться. Модельний вибір дуже обмежений, та й характеристики, особливо ККД, не дозволяють говорити про ефективному використанні. На додаток до цього, ціна цих виробів, тим більше, якщо йдеться про призначені для застосування в системі опалення будинку, тенденцією до зниження хоча б до середнього рівня не відрізняється.

Чому і з'явилося в мережевих просторах безліч пропозицій і практичних рекомендаційпо тому, як зробити такий пристрій своїми руками, до того ж у домашніх умовах . Кожен автор нерідко намагається додати щось своє, помістити пораду щодо того чи іншого нюансу. Багато хто описує власний шлях побудови доморощеного приладу, впровадження його в паливну систему автомобіля, схему опалення будинку тощо. Так чи інакше, слушність будь-яких рекомендацій реально підтвердити лише на своєму досвіді. Більшість порад можна згрупувати у кілька основних тем:

  • пошук схеми, що дозволяє з найменшими витратами та з найбільшою ефективністю виробляти газ;
  • підбір матеріалів, з яких повинні виготовлятись складові частини пристрою;
  • вибір реагентів, які застосовуються для гідролізу;
  • геометричні, електричні та інші параметри компонентів (вимоги до розмірів елементів, джерела живлення тощо).

Прості саморобні схеми

Якщо не брати до уваги витончені та важковідтворювані в домашніх умовах агрегати, а обмежиться підручними засобами та матеріалами, які можна підшукати не виходячи з дому, то з'ясовується, що зробити своїми руками компактний, але ефективний генератор водню не є нерозв'язним завданням. Одна з самих простих схемвключає доступні практично кожному компоненти. Ось ці речі, які можуть завалятися і у вас вдома:

  • джерело живлення (12 В, 1-2 А);
  • скляна банка з металевою кришкою, що загвинчується (~0,5 л);
  • пляшка із пластику (~1,0 л);
  • прямокутна лінійка із пластмаси (10–15 см);
  • леза для гоління (пластинчасті, такі бувають у прямокутних касетах по 10 шт.);
  • пара медичних систем-крапельниць;
  • сполучні дроти (з міді, невеликого перерізу);
  • вода та кухонна сіль.

Щоб своїми руками зробити з цього набору предметів генератор водню, знадобиться нехитрий інструмент, як канцелярський ніж, наждачний папір, паяльник з відповідними матеріалами для паяння, заправлений клейовий пістолет. Почати слід з підготовки лез, що полягає в односторонній зачистці їх по негострих краях (2-3 мм) та лудіння. Потім на лінійку необхідно рівномірно (через 3-4 мм) нанести засічки-пази. У них будуть розміщені леза.

Слід мати на увазі, що збільшення відстані між пазами спричинить більший струм споживання і, відповідно, буде потрібне потужніше і джерело живлення.

Кожне лезо повинно розташовуватися перпендикулярно до основної площини лінійки. Вони фіксуються на ній за допомогою клею так, щоб унеможливлювався електричний контакт. Візуально виходить своєрідна ребриста батарея опалення у мініатюрі. Після того, як клей підсохне, необхідно доповнити отриману конструкцію провідними з'єднаннями. Простіше кажучи, потрібно під'єднати до одного дроту всі непарні леза, а до іншого – всі парні (подібно до того, як це робиться з пластинами всередині акумуляторів).

Далі, в металевій кришці слід виконати отвори під цю пару проводів, що живлять, і ще одне, більше - під вихід водню (діаметр уточнюється за розміром фільтра крапельниці, який і буде вмонтований в кришку). Лінійку з лезами можна закріпити тут же, на вільній внутрішній площині кришки. Всі отвори після пропускання через них проводів і крапельниці необхідно залити клеєм, зафіксувавши дані елементи. Так, щоб кришка після загвинчування закривала об'єм банки герметично.

Пластикову пляшку необхідно обладнати так, щоб вона виконувала функцію барботера-гідрозатвору (їх може бути і більше одного). Шланг від скляні банки, пропущений через кришку, повинен майже досягати дна пляшки. Відповідно, другий шланг для відведення водню розташовується у верхній частині. Місце пропускання з'єднувачів у кришці також має бути загерметизовано.

Тепер потрібно налити води в пляшку (не до верху) і банку, насипати в останню кілька ложок солі і розмішати. Після цього залишається щільно закрити кришки та приступити до тестування цього створеного своїми руками міні-генератора. Незабаром після включення джерела живлення до мережі ви зможете спостерігати процес гідролізу та виділення водню. Його повинно бути достатньо, щоб при піднесенні запаленої запальнички до кінчика голки, розташованої на вихідному шланзі, полум'я підхопилося цим маленьким пальником. Зрозуміло, це лише макет, демонструє принципову можливість створити у домашніх умовах такий прилад.

Для серйозних цілей типу опалення будинку або газорізання металу вам, звичайно, потрібно його масштабувати.Замість лез взяти більші повноцінні пластини, замість банки з пляшкою відповідні ємності і т. д. Інші популярні схеми, які також можна зробити своїми руками в домашніх умовах (в крайньому випадку в гаражних), у принциповому пристрої всі аналогічні до описаної. Можуть братися ємності різної формиі із різних матеріалів, як реактиви можуть виступати з'єднання металів, лугу і кислоти і т. п. Словом, простору для експериментів предостатньо.

Куди направити

Залежно від того, які цілі ви собі поставите, як тонко і глибоко освоїте запропоновані умільцями до виконання своїми руками схеми, наскільки далеко зайдете у своїх експериментах, залежить те, як і де можна буде застосовувати результати вашої праці. Загалом основних напрямків кілька:

  • газорізання металу;
  • збагачення палива в автомобілі;
  • опалення у будинку.

Практика відчайдушних автомобілістів показує, що дані пристрої, у тому числі зроблені своїми руками, можуть бути дуже ефективними як щодо економії палива, так і в частині зниження рівня шкідливих речовину вихлопах. А в Останнім часомна просторах блогів та форумів палко обговорюється і досить нове застосування таким виробам – в системах опалення. Це знаходить втілення переважно як доповнення до основних приладів.

Наприклад, тепла підлога чи стіни. Створюючи своїми руками в домашніх умовах такий прилад, як генератор водню, подбайте про елементарні правила безпеки. Якщо він призначається для системи опалення, повинен розраховуватися на цілодобову експлуатацію. Особливо це актуально, якщо ви вирішите використовувати як реагенти нешкідливі хімічні сполуки.

Одним з найзручніших і практичних способівотримання водню, та її подальшого, розумного застосування є водневий генератор, звані водневий пальник. Але отримання водню в домашніх умовах досить небезпечне заняття, тому прислухайтеся до описаної поради.

Саморобний водневий генератор:

Основу водневого пальника становить водневий генератор, який є своєрідною ємністю з водою і пластинами з нержавіючої сталі. Конструкція та докладний опис водневого генератора можна без особливих зусиль знайти на інших сайтах, тому я не витрачатиму друкованих символів на це. Я хочу передати дуже важливі тонкощі, які будуть дуже корисні, якщо ви зберетеся робити водневий пальник своїми руками.


Малюнок №1 – Структурна схема водневого пальника

Суть водневого пальника полягає у отриманні водню шляхом електролізу води. Ви повинні розуміти, що в електролізер (ємність з водою та електродами) і тому, не можна наливати туди що завгодно, я рекомендую використовувати дистильовану воду, проте читав, що для більш ефективного електролізу додають ще каустичну соду (пропорцій не знаю).

Мій електролізер зібраний з нержавіючих пластин, гумових прокладок і двох товстих пластин оргскла, і зовні все це виглядає так:


Малюнок №2 – Електролізер

Електролізер необхідно заповнювати водою рівно наполовину для дотримання техніки безпеки, стежте за рівнем рідини, оскільки з його зниженням змінюються електричні параметри та інтенсивність виділення водню!

Але перш ніж витратити купу часу та матеріалів на складання електролізера, подбайте про блок живлення до нього. Мій електролізер, наприклад, споживає струм близько 6А, при напрузі 8В.

Металеві пластини (електроди) з'єднані за допомогою припаяної до них товстої мідного дроту, і товстих мідних дротів(близько 4мм перетин).


Малюнок №3 – Як приєднати дроти

Так само ви повинні розуміти, що все має бути герметично з'єднане та добре ізольоване, коротке замикання пластин та іскра неприпустимо!!!


Малюнок №4 – Ізоляція пластин

Насправді є маса різного роду конструкцій електролізера, тому я не хочу на ньому фокусувати вашу увагу, хоча він і є найосновнішою і трудомісткою деталлю для водневого пальника, саме по собі він не дуже важливий (вам підійде будь-яка його конструкція).

При роботі з водневим пальником слід:

Якщо ви зібралися робити водневий пальник, будьте обережні! Водень дуже вибухонебезпечний! При складанні та роботі з водневим пальником, є багато життєво важливих тонкощів. Зверніть увагу на мої поради – я це реально робив і знаю що говорю.

У саморобному водневому пальнику обов'язково має бути узгоджений тиск водню, і захист від зворотного вибуху, гарна герметичність та ізоляція!

Справа в тому, що при роботі водневим пальником, для електролізу ви використовуєте блок живлення. І поки він увімкнений, водень виділяється приблизно з однаковою інтенсивністю (у міру роботи вона може падати, оскільки вода випаровується і змінюється щільність струму між пластинами електродів), тому не приступайте до роботи, не ознайомившись попередньо з пристроєм пальника.

Як правильно користуватися водневим пальником:

По-перше насамперед, завжди працюйте у засобах індивідуального захисту(обов'язково надягніть на обличчя захисний щиток або окуляри), по-друге дотримуйтесь правил пожежної безпеки. По-третє, стежте за рівнем води в електролізері та інтенсивністю горіння полум'я.

Підпалювати полум'я потрібно не відразу, дайте водню витіснити залишки кисню (у мене це займає близько десяти хвилин, залежно від інтенсивності виділення та об'єму судин з водяним затвором та запобіжником А, Б).

Обов'язково тримайте біля себе ємність з водою - вона вам знадобиться, щоб згасити полум'я пальника, коли закінчите роботу. Для цього вам просто необхідно направити кінчик голки з полум'ям під воду і тим самим перекрити вогню кисень. Завжди спочатку гасите полум'я, а потім ВИКЛЮЧАЙТЕ ЖИВЛЕННЯ ГЕНЕРАТОРА - інакше вибух не змінюємо.

Водяний затвор та запобіжник:

Зверніть вашу увагу на малюнок №1 - там є дві ємності (Я позначив їх А і Б), та й голка від одноразового шприца (В), все це з'єднано трубками від крапельниць.

У першу ємність (А) необхідно наливати воду, це водяний затвор. Він необхідний для того, щоб вибух не дістався електролізера (якщо він рвоне то це буде як осколкова граната).


Малюнок №5 – Водяний затвор

Зверніть увагу, у кришці водяного затвора є два з'єднувачі (я все це пристосував від медичної крапельниці), обидва вони герметично вклеєні в кришку за допомогою епоксидного клею. Одна трубка довга, по ній водень з генератора повинен надходити під воду, булькати, і через другий отвір йти трубкою до запобіжника (Б).


Малюнок №6 – Запобіжник

У ємність із запобіжником ви можете наливати як воду (для більшої надійності) так і спирт (пари спирту підвищують температуру горіння полум'я).

Сам запобіжник робиться так: Вам необхідно виконати в кришці отвір діаметром 15 мм і отвори для гвинтиків.


Малюнок №7 – Як виглядають отвори у кришці

Також вам знадобиться дві товсті шайби (якщо потрібно, то треба розширити внутрішній діаметршайби за допомогою круглого напилка) дві водопровідні прокладки і фольгу від шоколадки або звичайна повітряна кулька.


Малюнок №8 – Ескіз захисного клапана

Збирається він досить просто, вам необхідно просвердлити чотири співвісні отвори в залізних шайбах кришці та прокладках. Спочатку необхідно припаяти болти до верхньої шайби, це легко можна зробити за допомогою потужного паяльника та активного флюсу.


Малюнок №9 – Шайба з гвинтиками
Малюнок №10 – Припаяні до шайби гвинтики

Після того як ви припаяли гвинтики, вам необхідно надіти на шайбу одну гумову прокладку і безпосередньо ваш клапан. Я використовував тонку гумку від того, що лопнув повітряної кульки(це набагато зручніше ніж одягати тонку фольгу), хоча фольга, теж підходить досить вдало, принаймні, коли я відчував свій водневий пальник на предмет вибухонебезпечності, то в клапані була саме фольга.


Малюнок №11 – Надягаємо прокладку та захисну гумку

Потім надягаємо другу прокладку і можна вставляти захист в отвори, виконані в кришці.


Малюнок № 12 – Готовий клапан
Малюнок №13 – Елементи захисту

Друга шайба та гайки потрібні, щоб герметично і міцно зафіксувати захист, закручуючи гайки (дивіться на малюнок №6).

Зрозумійте правильно і прийміть до уваги, не можна нехтувати правилами техніки безпеки, особливо коли працюєте з вибухонебезпечними газами. А такий нехитрий пристрій може врятувати вас від неприємних несподіванок. Працює захист за принципом "де тонко - там і рветься", вибухом вибиває захисну плівку(Фольгу або гумку), і вибухова сила не йде в електролізер, до того ж цьому перешкоджає ще й водяний затвор. Повірте на слово, якщо вибухне електролізер, то вам мало не здасться:)!!!


Малюнок №14 – Вибух

Слід розуміти, що аварійна ситуаціяобов'язково неминуча. Справа в тому, що полум'я горить на виході форсунки (якою досить непогано підходить голка від одноразового шприца) тільки тому, що створюється тиск газу (тиск узгоджений).


Малюнок № 15 – Форсунка зі шприца, на п'єдесталі

Наприклад, ви працюєте вашим пальником і ось вирубало світло, повірте! Ви не встигнете відскочити від пальника, полум'я миттєво піде назад по трубці і прогримить вибух захисного клапана (він і потрібен що б рвонув він, а не електролізер) - це цілком нормально, коли пальник саморобний - будьте пильні та обережні, тримайтеся подалі від водневого пальника і надягайте засоби індивідуального захисту!

Особисто я не у великому захваті від водневого пальника, я й спробував його зробити тільки через те, що в мене вже був готовий електролізер. По-перше, це дуже небезпечно, по-друге не дуже ефективно (я говорю про свій водневий пальник а не про пальники в цілому) розплавити нею те, що я хотів не вдалося. І тому якщо вам спала на думку ідея зробити такого типу пальник задайте собі цілком раціональне питання «а воно того варте», тому що зібрати електролізер з нуля це досить клопітна справа, а ще потрібен потужний блокживлення такої що вистачало для узгодження тиску водню та діаметру вихідної форсунки. Тому, «аби було» я вам її робити не рекомендую, а тільки якщо вона вам дійсно потрібна.

Давно вже минули ті часи, коли заміський будинокможна було обігріти лише одним способом - спалюючи в грубці дрова чи вугілля. Сучасні опалювальні приладивикористовують різні видипалива і при цьому автоматично підтримують комфортну температуруу наших оселях. Природний газ, дизель чи мазут, електрика, геліо- та – ось неповний список альтернативних варіантів. Здавалося б - живи та радуйся, та ось тільки постійне зростання цін на паливо та обладнання змушує продовжувати пошуки дешевих способів опалення. А водночас невичерпне джерело енергії - водень, що буквально лежить у нас під ногами. І сьогодні ми поговоримо про те, як використовувати як паливо звичайну воду, зібравши генератор водню своїми руками.

Пристрій та принцип роботи генератора водню

Заводський генератор водню є значним агрегатом.

Використовувати водень як паливо для обігріву заміського будинкувигідно не тільки через високу теплотворну здатність, а й тому, що в процесі його спалювання не виділяється шкідливих речовин. Як усі пам'ятають зі шкільного курсу хімії, при окисленні двох атомів водню ( хімічна формула H 2 – Hidrogenium) одним атомом кисню утворюється молекула води. При цьому виділяється втричі більше тепла, ніж при згорянні газу. Можна сказати, що рівних водню серед інших джерел енергії немає, оскільки його запаси на Землі невичерпні - світовий океан на 2/3 складається з хімічного елемента H 2 та й у всьому Всесвіті цей газ поряд з гелієм є головним «будівельним матеріалом». Ось тільки одна проблема – для отримання чистого H2 треба розщепити воду на складові, а зробити це непросто. Вчені довгі роки шукали спосіб вилучення водню та зупинилися на електролізі.

Схема роботи лабораторного електролізера

Цей спосіб отримання летючого газу полягає в тому, що у воду на невеликій відстані один від одного містяться дві металеві пластини, підключені до джерела високої напруги. При подачі живлення високий електричний потенціал буквально розриває молекулу води на складові, вивільняючи два атоми водню (HH) та один – кисню (O). Газ, що виділяється, назвали на честь фізика Ю. Брауна. Його формула – HHO, а теплотворна здатність – 121 МДж/кг. Газ Брауна горить відкритим полум'ям та не утворює жодних шкідливих речовин. Головна перевага цієї речовини в тому, що для її використання підійде звичайний котел, що працює на пропані чи метані. Зауважимо лише, що водень у поєднанні з киснем утворює гримучу суміш, тому знадобляться додаткові запобіжні заходи.

Схема установки для отримання газу Брауна

Генератор, призначений для отримання газу Брауна у великих кількостях, містить кілька осередків, кожна з яких містить безліч пар пластин-електродів. Вони встановлені в герметичній ємності, яка обладнана вихідним патрубком для газу, клемами для підключення живлення та горловиною для заливки води. Крім того, установка обладнується захисним клапаном та водяним затвором. Завдяки їм усувається можливість поширення зворотного полум'я. Водень горить тільки на виході з пальника, а не спалахує на всі боки. Багаторазове збільшення корисної площіустановки дозволяє витягувати паливо в кількостях, достатніх для різних цілей, включаючи обігрів житлових приміщень. Ось тільки робити це, використовуючи традиційний електролізер, буде нерентабельним. Простіше кажучи, якщо витрачена на видобуток водню електрику безпосередньо використовуватиме опалення будинку, це буде набагато вигідніше, ніж топити водень.

Водневий паливний осередок Стенлі Мейєра

Вихід із ситуації знайшов американський учений Стенлі Мейєр. Його установка використовувала не потужний електричний потенціал, а струми певної частоти. Винахід великого фізика полягало в тому, що молекула води розгойдувалася в такт електричним імпульсам, що змінюються, і входила в резонанс, який досягав сили, достатньої для її розщеплення на складові атоми. Для такого впливу були потрібні в десятки разів менші струми, ніж при роботі звичної електролізної машини.

Відео: Паливний осередок Стенлі Мейєра

За свій винахід, який міг би звільнити людство від кабали нафтових магнатів, Стенлі Мейєр був убитий, а праці його багаторічних пошуків зникли невідомо куди. Проте збереглися окремі записи вченого, виходячи з яких винахідники багатьох країн світу намагаються будувати подібні установки. І треба сказати, небезуспішно.

Переваги газу Брауна як джерела енергії

  • Вода, з якої одержують HHO, є однією з найпоширеніших речовин на нашій планеті.
  • При згорянні цього виду палива утворюється водяна пара, яку можна назад конденсувати в рідину і повторно використовувати як сировину.
  • У процесі спалювання гримучого газу немає ніяких побічних продуктів, крім води. Можна сказати, що немає екологічнішого виду палива, ніж газ Брауна.
  • При експлуатації водневої опалювальної установкивиділяється водяна пара в кількості, достатній для підтримки вологості в приміщенні на комфортному рівні.

Вам також може бути цікавий матеріал про те, як зробити самостійно газовий генератор:

Галузь застосування

Сьогодні електролізер - такий самий звичний пристрій, як і генератор ацетилену або плазмовий різак. Спочатку водневі генератори використовувалися зварювальниками, оскільки носити за собою установку вагою всього кілька кілограм було набагато простіше, ніж переміщати величезні кисневі та ацетиленові балони. При цьому висока енергоємність агрегатів вирішального значення не мала – все визначало зручність та практичність. У Останніми рокамизастосування газу Брауна вийшло за межі звичних понять про водень, як палив для газозварювальних апаратів. У перспективі можливості технології дуже широкі, оскільки використання HHO має безліч переваг.

  • Скорочення витрати пального на автотранспорті. Існуючі автомобільні генератори водню дозволяють використовувати HHO як добавку до традиційного бензину, дизеля чи газу. За рахунок повнішого згоряння паливної суміші можна досягти 20 - 25% зниження споживання вуглеводнів.
  • Економія палива на теплових електростанціях, які використовують газ, вугілля чи мазут.
  • Зниження токсичності та підвищення ефективності старих котелень.
  • Багаторазове зниження вартості опалення житлових будинків за рахунок повної або часткової замінитрадиційних видів палива газом Браун.
  • Використання портативних установок отримання HHO для побутових потреб - приготування їжі, отримання теплої водиі т.д.
  • Розробка принципово нових, потужних та екологічних силових установок.

Генератор водню, побудований з використанням "Технології водяних паливних осередків" С. Мейєра (а саме так називався його трактат) можна купити - їх виготовленням займається безліч компаній у США, Китаї, Болгарії та інших країнах. Ми пропонуємо виготовити водневий генератор самостійно.

Відео: Як правильно облаштувати водневе опалення

Що необхідно для виготовлення паливного осередку будинку

Приступаючи до виготовлення водневого паливного осередку, треба обов'язково вивчити теорію процесу утворення гримучого газу. Це дасть розуміння того, що відбувається в генераторі, допоможе при налаштуванні та експлуатації обладнання. Крім того, доведеться запастися необхідними матеріалами, більшість з яких буде неважко знайти в торговій мережі. Що ж до креслень та інструкцій, то ми постараємося розкрити ці питання в повному обсязі.

Проектування водневого генератора: схеми та креслення

Саморобна установка для отримання газу Брауна складається з реактора зі встановленими електродами, ШІМ-генератора для їх живлення, водяного затвора та сполучних проводів та шлангів. В даний час існує кілька схем електролізерів, які використовують як електроди пластини або трубки. Крім того, в Мережі можна знайти і встановлення так званого сухого електролізу. На відміну від традиційної конструкції, в такому апараті пластини не встановлюються в ємність з водою, а рідина подається в зазор між плоскими електродами. Відмова від традиційної схемидозволяє значно зменшити габарити паливного осередку.

Схема одиничної пари електродів, що використовуються в паливному осередку Мейера Схема осередку Мейера Електрична схема ШИМ-регулятора Креслення паливного осередку
Креслення паливного осередку Електрична схема ШІМ-регулятора Електрична схема ШІМ-регулятора

У роботі можна використовувати креслення та схеми робочих електролізерів, які можна адаптувати під власні умови.

Вибір матеріалів для будівництва генератора водню

Для виготовлення паливного осередку ніяких специфічних матеріалів не потрібно. Єдине, з чим можуть виникнути складності, то це електроди. Отже, треба підготувати перед початком роботи.

  1. Якщо обрана вами конструкція є генератором «мокрого» типу, то знадобиться герметична ємність для води, яка одночасно служитиме і корпусом реактора. Можна взяти будь-який відповідний контейнер, головна вимога – достатня міцність та газонепроникність. Зрозуміло, при використанні електродів металевих пластин краще використовувати прямокутну конструкцію, наприклад, ретельно загерметизований корпус від автомобільного акумулятораСтарий зразок (чорний). Якщо для отримання HHO будуть застосовуватися трубки, то підійде і містка ємність від побутового фільтра для очищення води. Самим же найкращим варіантомбуде виготовлення корпусу генератора з нержавіючої сталі, наприклад марки 304 SSL.

    Електродна складання для водневого генератора «мокрого» типу

    При виборі «сухого» паливного осередку знадобиться лист оргскла або іншого прозорого пластику завтовшки до 10 мм і кільця ущільнювачів з технічного силікону.

  2. Трубки або пластини з нержавіючої сталі. Звичайно, можна взяти і звичайний «чорний» метал, однак у процесі роботи електролізера просте вуглецеве залізо швидко корродує і електроди доведеться часто міняти. Застосування високовуглецевого металу, легованого хромом, дасть генератору можливість працювати тривалий час. Умільці, які займаються питанням виготовлення паливних осередків, тривалий час займалися підбором матеріалу для електродів і зупинилися на нержавіючій сталі марки 316 L. До речі, якщо в конструкції будуть використовуватися трубки з цього сплаву, їх діаметр треба підібрати таким чином, щоб при встановленні однієї деталі в іншу між ними був зазор трохи більше 1 мм. Для перфекціоністів наводимо точні розміри:
    - Діаметр зовнішньої трубки - 25.317 мм;
    - Діаметр внутрішньої трубки залежить від товщини зовнішньої. У будь-якому випадку він повинен забезпечувати проміжок між цими елементами рівний 0.67 мм.

    Від того, наскільки точно буде підібрано параметри деталей водневого генератора, залежить його продуктивність

  3. ШИМ-генератор. Правильно зібрана електрична схемадозволить у потрібних межах регулювати частоту струму, але це безпосередньо з виникненням резонансних явищ. Іншими словами, щоб почалося виділення водню, треба буде підібрати параметри напруги живлення, тому збірці ШИМ-генератора приділяють особливу увагу. Якщо ви добре знайомі з паяльником і зможете відрізнити транзистор від діода, електричну частину можна виготовити самостійно. А якщо ні, то можна звернутися до знайомого електронника або замовити виготовлення імпульсного джерела живлення в майстерні з ремонту електронних пристроїв.

    Імпульсний блок живлення, призначений для підключення до паливного осередку, можна купити в Мережі. Їх виготовленням займаються невеликі приватні компанії у нашій країні та за кордоном.

  4. Електропроводи для підключення. Достатньо буде провідників перетином 2 кв. мм.
  5. Бабблер. Цією химерною назвою умільці обізвали звичайнісінький водяний затвор. Для нього можна використовувати будь-яку герметичну ємність. В ідеалі вона повинна бути обладнана кришкою, що щільно закривається, яка при загорянні газу всередині буде миттєво зірвана. Крім того, рекомендується між електролізером і баблером встановлювати відсікач, який перешкоджатиме поверненню HHO в комірку.

    Конструкція баблера

  6. Шланги та фітинги. Для підключення генератора HHO знадобляться прозора пластикова трубка, що підводить та відводить фітинг та хомути.
  7. Гайки, болти та шпильки. Вони знадобляться для кріплення частин електролізера між собою.
  8. Каталізатор реакції. Для того щоб процес утворення HHO йшов інтенсивніше, реактор додають гідроксид калію KOH. Цю речовину можна без проблем купити у Мережі. Спочатку буде достатньо не більше 1 кг порошку.
  9. Автомобільний силікон чи інший герметик.

Зауважимо, що поліровані трубки використовувати не рекомендується. Навпаки, фахівці рекомендують обробити деталі наждачним паперомдля отримання матової поверхні. Надалі це сприятиме збільшенню продуктивності установки.

Інструменти, які будуть потрібні в процесі роботи

Перш ніж приступити до будівництва паливного осередку, підготуйте такі інструменти:

  • ножівку по металу;
  • дриль із набором свердел;
  • набір гайкових ключів;
  • плоска та шліцева викрутки;
  • кутова шліфувальна машина («болгарка») з встановленим колом для різання металу;
  • мультиметр та витратомір;
  • лінійка;
  • маркер.

Крім того, якщо ви самостійно займатиметеся будівництвом ШІМ-генератора, то для його налагодження знадобиться осцилограф і частотомір. В рамках цієї статті ми це питання не порушуватимемо, оскільки виготовлення та налаштування імпульсного блоку живлення найкраще розглядається фахівцями на профільних форумах.

Зверніть увагу на статтю, в якій наведено інші джерела енергії, яку можна використовувати для облаштування опалення будинку:

Інструкція: як зробити водневий генератор своїми руками

Для виготовлення паливного осередку візьмемо найбільш досконалу суху схему електролізера з використанням електродів у вигляді пластин з нержавіючої сталі. Нижче наведена інструкція демонструє процес створення водневого генератора від «А» до «Я», тому краще дотримуватися черговості дій.

Схема паливного осередку «сухого» типу

  1. Виготовлення корпусу паливного осередку. Як бічні стінки каркаса виступають пластини оргаліту або оргскла, нарізані за розміром майбутнього генератора. Треба розуміти, що розмір апарату безпосередньо впливає на його продуктивність, однак, і витрати на отримання HHO будуть вищими. Для виготовлення паливного осередку оптимальними будуть габарити пристрою від 150х150 мм до 250х250 мм.
  2. У кожній із пластин просвердлюють отвір під вхідний (вихідний) штуцер для води. Крім того, знадобиться свердління в бічній стінці для виходу газу і чотири отвори по кутах для з'єднання елементів реактора між собою.

    Виготовлення бічних стінок

  3. Скориставшись кутовим шліфувальною машиноюз листа нержавіючої сталі марки 316L вирізають пластини електродів. Їх розміри повинні бути меншими за габарити бічних стінок на 10 – 20 мм. Крім того, виготовляючи кожну деталь необхідно залишати невеликий контактний майданчик в одному з кутів. Це знадобиться для з'єднання негативних і позитивних електродів у групи перед їх підключенням до напруги живлення.
  4. Для того щоб отримувати достатню кількість HHO, нержавіючу сталь треба обробити дрібним наждачним папером з обох сторін.
  5. У кожній із пластин свердлять два отвори: свердлом діаметром 6 - 7 мм - для подачі води в простір між електродами та товщиною 8 - 10 мм - для відведення газу Брауна. Точки свердлінь розраховують з урахуванням місць встановлення відповідних підвідних та вихідного патрубків.

    Ось такий комплект деталей необхідно підготувати перед збиранням паливного осередку

  6. Починають збирання генератора. Для цього в оргалітові стінки встановлюють штуцери подачі води та відбору газу. Місця їх приєднання ретельно герметизують за допомогою автомобільного або сантехнічного герметика.
  7. Після цього одну з прозорих корпусних деталей встановлюють шпильки, після чого починають укладання електродів.

    Укладання електродів починають з ущільнюючого кільця

    Зверніть увагу: площина пластинчастих електродів має бути рівною, інакше елементи з різноіменними зарядами стосуватимуться, викликаючи коротке замикання!

  8. Пластини нержавіючої сталі відокремлюють від бічних поверхонь реактора за допомогою кілець ущільнювачів, які можна зробити з силікону, пароніту або іншого матеріалу. Важливо, щоб його товщина не перевищувала 1 мм. Такі ж деталі використовують як дистанційні прокладки між пластинами. У процесі укладання стежать, щоб контактні майданчики негативних та позитивних електродів були згруповані у різних сторонах генератора.

    При складанні пластин важливо правильно орієнтувати вихідні отвори

  9. Після укладання останньої пластини встановлюють кільце ущільнювача, після чого генератор закривають другий оргалітової стінкою, а саму конструкцію скріплюють за допомогою шайб і гайок. Виконуючи цю роботу, обов'язково стежать за рівномірністю затягування та відсутністю перекосів між пластинами.

    При фінальній затяжці обов'язково контролюють паралельність бічних стінок. Це дозволить уникнути перекосів

  10. За допомогою поліетиленових шлангів генератор підключають до ємності з водою та баблеру.
  11. Контактні майданчики електродів з'єднують між собою будь-яким способом, після чого до них підключають дроти живлення.

    Зібравши кілька паливних осередків та ввімкнувши їх паралельно, можна отримати достатню кількість газу Брауна

  12. На паливну комірку подають напругу від ШІМ-генератора, після чого виробляють налаштування та регулювання апарату максимального виходу газу HHO.

Для отримання газу Брауна в кількості, достатній для опалення або приготування їжі, встановлюють кілька генераторів водню, що працюють паралельно.

Відео: Складання пристрою

Відео: Робота конструкції «сухого» типу

Окремі моменти використання

Насамперед, хотілося б відзначити, що традиційний методспалювання природного газу або пропану в нашому випадку не підійде, оскільки температура горіння HHO перевищує аналогічні показники вуглеводнів у три рази. Як ви самі знаєте, таку температуру конструкційна сталь довго не витримає. Сам Стенлі Мейєр рекомендував використовувати пальник незвичайної конструкції, схему якої ми наводимо нижче.

Схема водневого пальника конструкції С. Мейєра

Уся хитрість цього пристрою полягає в тому, що HHO (на схемі позначено цифрою 72) проходить в камеру спалювання через вентиль 35. Водювальна суміш піднімається по каналу 63 і одночасно здійснює процес ежекції, захоплюючи за собою зовнішнє повітря через регульовані отвори 13 і 70. Під ковпаком 40 затримується деяка кількість продуктів горіння (водяної пари), яке каналу 45 потрапляє в колонку горіння і змішується з палаючим газом. Це дозволяє знизити температуру горіння у кілька разів.

Другий момент, на який хотілося б звернути вашу увагу – рідина, яку слід заливати в установку. Найкраще використовувати підготовлену воду, в якій не містяться солі важких металів. Ідеальним варіантомє дистилят, який можна придбати у будь-якому автомагазині чи аптеці. Для успішної роботи електролізера у воду додають гідроксид калію KOH з розрахунку приблизно одна столова ложка порошку на відро води.

У процесі роботи установки важливо не перегрівати генератор. При підвищенні температури до 65 градусів Цельсія і більше електроди апарату забруднюються побічними продуктами реакції, через що продуктивність електролізера зменшиться. Якщо це все-таки сталося, то водневий осередок доведеться розібрати і видалити наліт за допомогою наждакового паперу.

І третє, на чому ми наголошуємо - безпека. Пам'ятайте, що суміш водню і кисню не випадково назвали гримучою. HHO є небезпечною хімічною сполукою, яка при недбалому поводженні може призвести до вибуху. Дотримуйтесь правил безпеки і будьте особливо обережні, експериментуючи з воднем. Тільки в цьому випадку «цеглинка», з якої складається наш Всесвіт, принесе тепло і комфорт вашому будинку.

Сподіваємося, стаття стала для вас джерелом натхнення, і ви, засукавши рукави, приступите до виготовлення водневого паливного осередку. Зрозуміло, всі наші викладки не є істиною в останній інстанції, однак їх цілком можна використовувати для створення діючої моделі водневого генератора. Якщо ви хочете повністю перейти на цей вид опалення, то питання доведеться вивчити більш детально. Можливо, саме ваша установка стане наріжним каменем, завдяки якому закінчиться переділ енергетичних ринків, а дешеве та екологічне тепло увійде до кожного будинку.