Hoe u met uw eigen handen een waterstofgenerator voor uw huis kunt maken: praktische tips voor productie en installatie

We zijn eraan gewend dat aardgas de meest betaalbare brandstof is.Maar het blijkt dat het een waardig alternatief heeft: waterstof verkregen door water te splitsen. Het uitgangsmateriaal voor de productie van deze brandstof ontvangen wij geheel gratis. En als u zelf een waterstofgenerator maakt, zijn de besparingen gewoonweg verbluffend. Rechts?

Wij staan ​​klaar om waardevolle informatie met u te delen over de mogelijkheden en regels voor het monteren van een technische installatie bestemd voor de productie van waterstof. Het bestuderen van het artikel dat onder uw aandacht wordt gebracht, garandeert de vervaardiging van een probleemloos apparaat.

Voor degenen die met hun eigen handen een goedkope maar zeer productieve brandstofgenerator willen bouwen, bieden we gedetailleerde instructies. Wij geven aanbevelingen voor correct gebruik. Er werd gebruik gemaakt van fototoepassingen en video's als informatieve toevoegingen die het werkingsprincipe duidelijk uitleggen.

Methoden voor het produceren van waterstof

In de scheikundelessen op de middelbare school werd ooit uitleg gegeven over hoe je waterstof uit gewoon kraanwater kon halen. Er is zo'n concept op chemisch gebied: elektrolyse. Dankzij elektrolyse is het mogelijk waterstof te produceren.

De eenvoudigste waterstofinstallatie is een bak gevuld met water. Onder de waterlaag worden twee plaatelektroden geplaatst. Er wordt elektrische stroom aan hen geleverd. Omdat water een uitstekende geleider van elektrische stroom is, ontstaat er contact met lage weerstand tussen de platen.

De stroom die door de lage waterweerstand gaat, bevordert de vorming van een chemische reactie, wat resulteert in de vorming van waterstof.

Schema van een experimentele waterstofinstallatie, die vroeger in de scheikundeles van de middelbare school werd bestudeerd. Het blijkt dat die lessen niet overbodig waren voor de praktijk van de moderne dagelijkse behoeften

Het lijkt erop dat alles eenvoudig is en dat er heel weinig meer te doen is: de resulterende waterstof verzamelen om het als energiebron te gebruiken. Maar chemie is nooit compleet zonder subtiele details.

Zo is het ook hier: als waterstof zich met zuurstof verbindt, ontstaat er bij een bepaalde concentratie een explosief mengsel. Dit punt is een van de kritische fenomenen die de mogelijkheid beperken om voldoende krachtige thuisstations te bouwen.

Ontwerp van een waterstofgenerator

Om waterstofgeneratoren met je eigen handen te bouwen, nemen ze meestal het klassieke installatieschema van Brown als basis. Deze elektrolyser met middelhoog vermogen bestaat uit een groep cellen, die elk een groep plaatelektroden bevatten. Het vermogen van de installatie wordt bepaald door het totale oppervlak van de plaatelektroden.

De cellen worden in een container geplaatst die goed geïsoleerd is van de externe omgeving. Het tanklichaam heeft leidingen voor het aansluiten van de waterleiding, de waterstofuitlaat en een contactpaneel voor het aansluiten van elektriciteit.

Waterstofopwekkingsapparatuur ontworpen volgens het schema van Brown. Volgens alle berekeningen zou deze installatie het huishouden volledig van warmte en licht moeten voorzien. Een andere vraag is welke afmetingen en kracht dit mogelijk zullen maken (+)

Het Brown-generatorcircuit zorgt onder meer voor de aanwezigheid van een waterslot en een terugslagklep.Door deze elementen is de installatie beschermd tegen terugstromen van waterstof. Volgens dit schema is het theoretisch mogelijk om een ​​waterstofinstallatie samen te stellen, bijvoorbeeld om de verwarming van een landhuis te organiseren.

Waterstofverwarming in huis

Het assembleren van een waterstofgenerator voor het efficiënt verwarmen van een huis is een idee dat misschien niet fantastisch is, maar het is duidelijk uiterst onrendabel. Om het benodigde volume waterstof voor een stookruimte thuis te verkrijgen, heb je niet alleen een krachtige elektrolyse-installatie nodig, maar ook een aanzienlijke hoeveelheid elektrische energie.

Het compenseren van verspilde elektriciteit met thuis geproduceerde waterstof lijkt een irrationeel proces.

Echt werkende waterstofgenerator voor thuisgebruik. Het enige dat ons van streek maakt, is dat dit slechts een experimentele optie is, die alleen kan laten zien hoe een vlam ontstaat uit een vonk

Pogingen om het probleem van het maken van een waterstofgenerator voor thuis met uw eigen handen op te lossen, houden echter niet op. Met het werkingsprincipe en ontwerp van een van de in de praktijk geteste modellen waterstof ketel zal u vertrouwd maken met het artikel, dat wij u aanraden te lezen.

En hier is een voorbeeld van een van de martelopties:

1. Er wordt een verzegelde, betrouwbare container voorbereid.
2. Er worden buis- of plaatelektroden gemaakt.
3. Er is een stuurcircuit voor bedrijfsspanning en -stroom samengesteld.
4. Er worden aanvullende modules voor de werkplek gemaakt.
5. Accessoires (slangen, draden, bevestigingsmiddelen) zijn geselecteerd.

Uiteraard heeft u een gereedschapskist nodig, inclusief speciale apparatuur zoals een oscilloscoop en een frequentieteller. Nadat u uzelf hebt uitgerust met alles wat u nodig heeft, kunt u direct doorgaan met de vervaardiging van een waterstofverwarmingssysteem voor uw huis.

Uitvoering van doe-het-zelfprojecten

In eerste instantie zul je een cel voor het genereren van waterstof moeten maken. De brandstofcel heeft totale afmetingen die iets kleiner zijn dan de interne afmetingen van de lengte en breedte van het generatorhuis. In hoogte is de grootte van het blok met elektroden 2/3 van de hoogte van het hoofdgedeelte.

De cel kan gemaakt zijn van PCB of plexiglas (wanddikte 5-7 mm). Hiervoor worden vijf textolietplaten op maat gesneden. Een rechthoek wordt aan elkaar gelijmd (met epoxylijm), waarvan het onderste deel open blijft.

Ongeveer dergelijke platen van organisch glas vormen het lichaam van de brandstofcel van een waterstofgenerator. Toegegeven, hier wordt een iets andere versie van de techniek getoond - voor montage en bevestiging met schroeven

Aan de bovenzijde van de rechthoek wordt het benodigde aantal kleine gaatjes geboord voor de schachten van de elektrodeplaten, één klein gaatje voor de niveausensor, plus één gat met een diameter van 10-15 mm voor het vrijkomen van waterstof.

Elektrodeplaten worden in de rechthoek geplaatst, waarvan de contactschachten door de gaten van de bovenste plaat buiten de cel naar buiten worden gebracht. De waterniveausensor is geïnstalleerd bij een celvulling van 80%. Alle overgangen in de textolietplaat (behalve de waterstofuitlaat) zijn gevuld met epoxylijm.

Een ontwerpkenmerk van de modules van de generator op de foto is hun cilindrische ontwerp. Ook de elektroden van deze miniatuur energiebron zijn anders vormgegeven.

Het waterstofuitlaatgat moet voorzien zijn van een fitting - zet deze mechanisch vast met een afdichting of lijm deze vast. De geassembleerde cel voor het genereren van waterstof wordt in het hoofdgedeelte van het apparaat geplaatst en langs de bovenrand zorgvuldig afgedicht (ook hier kan epoxyhars worden gebruikt).

Voor het volgende experimentele project werd voor de waterstofgenerator voor dit geval gekozen. Het eenvoudige idee is aantrekkelijk, maar het is onwaarschijnlijk dat deze optie geschikt is voor een krachtig station dat is ontworpen om de gebouwen van een privéwoning te verwarmen

Maar voordat je de cel erin zet, moet het generatorhuis voorbereid worden:

• maak een watervoorziening in het onderste gebied;
• maak de bovenklep met bevestigingsmiddelen;
• kies een betrouwbaar afdichtingsmateriaal;
• plaats het elektrische klemmenblok op het deksel;
• plaats een waterstofcollector op het deksel.

Het resultaat zou een gedeeltelijk gereedstaande waterstofgenerator moeten zijn na:

1. De brandstofcel wordt in de behuizing geladen.
2. De elektroden zijn aangesloten op het aansluitblok van het deksel.
3. De waterstofuitlaatfitting wordt aangesloten op het waterstofspruitstuk.
4. Het deksel wordt via een afdichting op de carrosserie geïnstalleerd en vastgezet.

Het enige dat overblijft is het aansluiten van het water en extra modules.

Supplementen voor waterstofgeneratoren

Een zelfgemaakt apparaat voor de productie van waterstof moet worden aangevuld met hulpmodules. Bijvoorbeeld een watertoevoermodule, die functioneel wordt gecombineerd met een niveausensor die in de generator is geïnstalleerd.

In de eenvoudigste vorm wordt een dergelijke module weergegeven door een waterpomp en een besturingscontroller. De pomp wordt door de controller bestuurd op basis van een sensorsignaal, afhankelijk van het waterniveau in de brandstofcel.

Extra structurele elementen die moeten worden opgenomen in het ontwerp van elk waterstofstation en zelfs een experimenteel station. Een waterstofgenerator kan niet worden gebruikt zonder automatiserings-, besturings- en beveiligingsapparatuur.

Als zodanig is het ook wenselijk om een ​​apparaat te hebben dat de frequentie regelt van de elektrische stroom en het spanningsniveau dat wordt geleverd aan de aansluitingen van de werkelektroden van de brandstofcel.De elektrische module moet minimaal zijn uitgerust met een spanningsstabilisator en overstroombeveiliging.

Een waterstofspruitstuk ziet er in zijn eenvoudigste vorm uit als een buis met daarin een klep, manometer, terugslagklep. Waterstof wordt via een terugslagklep uit de collector gehaald en kan daadwerkelijk aan de consument worden geleverd.

Het waterstofspruitstuk en de manometer zijn integrale onderdelen van de waterstoffabriek en zorgen voor de gasdistributie en drukregeling

Maar in de praktijk is alles wat ingewikkelder. Waterstof is een explosief gas met een hoge verbrandingstemperatuur. Daarom zal het simpelweg pompen van waterstof in het verwarmingsketelsysteem als brandstof niet werken.

Kwaliteitscriteria voor installatie

Het is uiterst lastig om thuis een hoogwaardige, efficiënte en productieve installatie in elkaar te zetten. Zelfs als we bijvoorbeeld rekening houden met een criterium als het metaal waaruit de elektrodeplaten of -buizen zijn gemaakt, bestaat er al een risico op problemen.

De duurzaamheid van elektroden is afhankelijk van het type metaal en de eigenschappen ervan. Je kunt uiteraard hetzelfde roestvrij staal gebruiken, maar de levensduur van dergelijke elementen zal kort zijn.

Een soort parodie op elektrodeplaten voor een waterstofgenerator. De platen zijn afkomstig van een conventionele variabele condensator, die is gemaakt van aluminium. Dergelijke elektroden zijn voldoende voor precies een half uur gebruik, zelfs als onderdeel van een klein experimenteel systeem

Ook de installatieafmetingen spelen een belangrijke rol. Berekeningen met een hoge nauwkeurigheid zijn vereist met betrekking tot het benodigde vermogen, de waterkwaliteit en andere parameters.

Dus als de opening tussen de werkelektroden buiten de berekende waarde ligt, functioneert de waterstofgenerator mogelijk helemaal niet. In het ergste geval zal het vermogen waarvoor de berekening is gemaakt meerdere malen minder blijken te zijn.

Zelfs de dwarsdoorsnede van de draad die de elektroden met de stroombron verbindt, is belangrijk bij het ontwerp van een waterstofgenerator. Toegegeven, dit betreft de veilige werking van het apparaat. Met dit ontwerpdetail moet echter ook rekening worden gehouden bij huisinstallaties.

Terugkerend naar de veilige werking van het systeem, mag men ook de introductie van een zogenaamd waterslot in het ontwerp niet vergeten, dat de omgekeerde beweging van gas verhindert.

Ondanks een behoorlijk indrukwekkend aantal ontwikkelingen van zelfgemaakte waterstofgeneratoren, is er nog geen echt effectieve optie. Alle modellen zijn inferieur aan fabrieksuitrusting

Industriële generator

Op het niveau van de industriële productie worden technologieën voor de productie van waterstofgeneratoren voor huishoudelijk gebruik geleidelijk onder de knie en ontwikkeld. In de regel worden energiestations voor thuisgebruik geproduceerd, waarvan het vermogen niet groter is dan 1 kW.

Een dergelijk apparaat is ontworpen om waterstofbrandstof in continu bedrijf te produceren gedurende niet meer dan 8 uur. Hun hoofddoel is energievoorziening voor verwarmingssystemen.

Ook worden installaties voor gebruik binnen flatgebouwen ontwikkeld en geproduceerd. Dit zijn al krachtigere ontwerpen (5-7 kW), waarvan het doel niet alleen de energie van verwarmingssystemen is, maar ook de opwekking van elektriciteit. Deze combinatieoptie wint snel aan populariteit in westerse landen en Japan.

Gecombineerde waterstofgeneratoren worden gekenmerkt als systemen met een hoog rendement en een lage uitstoot van kooldioxide.

Een voorbeeld van een realistisch industrieel vervaardigd station met een vermogen tot 5 kW. In de toekomst zijn soortgelijke installaties gepland voor de uitrusting van huisjes en flatgebouwen

De Russische industrie is zich ook gaan bezighouden met dit veelbelovende type brandstofproductie. Norilsk Nickel beheerst met name technologieën voor de productie van waterstofinstallaties, inclusief huishoudelijke installaties.

Het is de bedoeling om tijdens de ontwikkeling en productie verschillende typen brandstofcellen te gebruiken:

• protonenuitwisselingsmembraan;
• orthofosforzuur;
• protonenuitwisseling methanol;
• alkalisch;
• vast oxide.

Ondertussen is het elektrolyseproces omkeerbaar. Dit feit suggereert dat het mogelijk is om reeds verwarmd water te verkrijgen zonder waterstof te verbranden.

Het lijkt erop dat dit gewoon een ander idee is dat je, als je het vasthoudt, een nieuwe ronde van passies kunt lanceren met betrekking tot de gratis productie van brandstof voor je thuisboiler.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Als je thuis experimenteert met zelfgemaakte modellen, moet je je voorbereiden op de meest onverwachte resultaten, maar negatieve ervaringen zijn ook ervaringen:

DIY-waterstofgeneratoren voor thuis zijn nog steeds een project dat bestaat op het niveau van één idee. Er zijn geen praktisch geïmplementeerde doe-het-zelf-waterstofgeneratorprojecten, en de projecten die online worden geplaatst zijn de verbeeldingskracht van hun auteurs of puur theoretische opties.

We kunnen dus alleen maar vertrouwen op een duur industrieel product dat belooft in de nabije toekomst te verschijnen.

Kent u het originele model van een waterstofgenerator die niet in het artikel wordt beschreven? Misschien wilt u waardevolle informatie delen die nuttig kan zijn voor thuisvakmensen? Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok, plaats foto's over het onderwerp en geef uw mening.