Ilmu pengetahuan hanya mengetahui satu bahan bakar yang benar-benar bersih - ini adalah hidrogen, yang digunakan dalam industri luar angkasa. Dalam proses pembakaran hidrogen, senyawa terbentuk dengan oksigen, yaitu air. Cadangan bahan bakar ini tidak ada habisnya, karena, bersama dengan helium, adalah "bahan bangunan" utama di Semesta.

Hari ini kami akan memberi tahu Anda tentang generator hidrogen, yang semakin populer Akhir-akhir ini popularitasnya meningkat karena biayanya yang terjangkau dan ramah lingkungan.

Fitur khas dari pemanasan hidrogen

Jenis pemanasan ini didasarkan pada pembangkitan sejumlah besar energi panas sebagai hasil dari kontak molekul oksigen dan hidrogen. Secara khas, satu-satunya produk sampingan dalam hal ini adalah air suling. Dan untuk mempraktikkan prinsip ini, banyak pengembangan dilakukan untuk membuat boiler pemanas hidrogen (kita berbicara tentang model industri).

Perangkat semacam itu dibedakan berdasarkan dimensinya dan, oleh karena itu, banyak ruang diperlukan untuk pemasangan. Dan efisiensi boiler semacam itu bukan yang tertinggi - sekitar 80 persen. Tetapi sejak itu, perangkat telah ditingkatkan berkali-kali dan sebagai hasilnya, kami menerima boiler untuk pemanas rumah yang bekerja sesuai dengan prinsip ini. Untuk operasi normalnya, hanya beberapa kondisi penting yang harus diperhatikan.

• Ketersediaan catu daya konstan. Generator didasarkan pada reaksi elektrolisis, yang, seperti yang Anda tahu, tidak mungkin tanpa listrik.
• Sambungan permanen ke sumber air. Seringkali pasokan air digunakan untuk ini, meskipun konsumsi spesifik perangkat, tentu saja, tergantung pada kekuatannya.
• Katalis perlu diganti secara teratur. Frekuensi penggantian ini tergantung, seperti indikator sebelumnya, pada daya, serta pada karakteristik model tertentu.

Dan jika kita membandingkan peralatan hidrogen, misalnya, dengan peralatan gas, maka itu kurang menuntut dalam hal keamanan. Dan masalahnya adalah reaksi terbentuk dan terjadi secara eksklusif di dalam generator. Dari seseorang, seperti dari pengguna, hanya kontrol visual atas indikator utama yang diperlukan.

Perangkat generator hidrogen

Sekarang mari kita lihat lebih dekat opsi hidrogen untuk memanaskan rumah. Dan esensinya, sebagaimana telah disebutkan, adalah untuk menghasilkan H2O, opsi ini layak dipertimbangkan sebagai alternatif untuk gas alam. Menariknya, suhu pembakaran rata-rata di pada kasus ini dapat mencapai 3 ribu derajat, jadi Anda perlu menggunakan pembakar hidrogen khusus dalam sistem pemanas. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa hanya pembakar seperti itu yang mampu menahan pemanasan yang begitu signifikan.

Ada beberapa komponen yang membentuk pemanas tipe hidrogen, mari berkenalan dengan mereka.

• Pembakar yang disebutkan di atas. Ini diperlukan untuk satu tujuan sederhana - untuk membuat nyala api terbuka.
• Generator hidrogen - itu akan memproses campuran dengan menguraikan air menjadi konstituen molekuler. Dan untuk mengoptimalkan reaksi kimia, katalis dapat digunakan dalam prosesnya.
• Sebenarnya, ketel. Di sini berfungsi sebagai semacam penukar panas. Pembakar itu sendiri dipasang di ruang bakar, karena pembawa panas dalam sistem memanas hingga suhu yang diperlukan.

Catatan! Kami mengingatkan mereka yang telah merencanakan untuk membuat generator hidrogen bahwa untuk ini mereka harus meningkatkan peralatan yang ada sesuai dengan skema yang ditunjukkan sebelumnya. Tetapi di sisi lain, peralatan buatan sendiri seperti itu lebih ekonomis daripada "rekanan yang dibeli di toko" yang dibeli dengan banyak uang.

Kekuatan pemanasan hidrogen

Manfaat pemanasan hidrogen sangat banyak. Inilah yang menjelaskan popularitas sistem yang begitu signifikan.

• Efisiensi luar biasa, yang dicirikan, dapat mencapai 96 persen.
• Keramahan lingkungan. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa satu-satunya produk sampingan, limbah, dapat dikatakan, adalah air murni diproduksi dalam keadaan gas. Dan uap air, seperti yang Anda tahu, tidak memiliki dampak negatif pada lingkungan.
• Tidak diperlukan nyala api untuk berfungsi dalam sistem hidrogen. Energi termal muncul karena reaksi kimia katalitik. Menggabungkan dengan udara, hidrogen membentuk air, yang disertai dengan penampilan jumlah yang besar energi. Aliran panas (dan suhunya mencapai 40 derajat) disuplai ke penukar panas. Sangat jelas bahwa ini adalah yang paling pilihan terbaik untuk sistem "lantai hangat".

Kelemahan

Setelah membiasakan diri dengan kelebihannya, kami melanjutkan ke kerugian pemanasan hidrogen.

• Terlepas dari kenyataan bahwa di negara-negara yang lebih maju metode pemanasan ini sangat populer, di negara kita mereka belum memberikan perhatian yang diperlukan untuk itu. Itulah sebabnya pembelian dan pemasangan peralatan ini sangat bermasalah dan penuh dengan sejumlah kesulitan.
• Suhu ruangan rata-rata menyebabkan hidrogen menjadi gas. Selain itu, zat ini bersifat eksplosif, sehingga sangat sulit untuk diangkut, terutama untuk jarak yang jauh.
• Silinder yang mengandung hidrogen harus disertifikasi oleh spesialis yang sesuai, yang membutuhkan waktu lama untuk dilatih.

Bagaimana cara memasang ketel hidrogen?

pada saat ini banyak yang memilih untuk membangun generator hidrogen mereka sendiri untuk sistem pemanas mereka. Dan ini tidak mengherankan, karena rekan-rekan "toko" tidak hanya sangat mahal, tetapi juga memiliki efisiensi yang tidak terlalu tinggi. Tetapi jika Anda membuat perangkat ini sendiri, maka efektivitasnya akan jauh lebih tinggi.

Ada beberapa opsi cara merakit generator hidrogen. Tetapi bagaimanapun juga, untuk membuatnya di rumah, Anda memerlukan yang berikut ini: bahan habis pakai.

• sumber listrik 12volt.
• Beberapa tabung terbuat dari stainless steel dengan diameter berbeda.
• Reservoir di mana struktur akan ditempatkan.
• pengatur PWM. Adalah penting bahwa kekuatannya setidaknya 30 ampere.

Ini adalah komponen utama yang membentuk generator hidrogen buatan sendiri. Selain itu, jangan lupa tentang tangki untuk air suling - satu juga diperlukan. Air harus disuplai ke struktur tertutup dengan ahli dialektika di dalamnya. Dalam struktur yang sama, akan ada satu set yang terbuat dari pelat "baja tahan karat" yang disatukan satu sama lain dengan menggunakan bahan isolasi. Adalah penting bahwa tegangan 12 volt diterapkan pada pelat-pelat ini. Jika semuanya dilakukan dengan benar, maka ketika tegangan diterapkan, air akan terurai menjadi 2 elemen gas.

Catatan! Lebih efektif dalam hal ini adalah penggunaan arus searah(harus memiliki frekuensi tertentu) yang dihasilkan oleh generator tipe PWM. Dalam hal ini, arus impuls (atau arus bolak-balik) akan diganti dengan yang konstan. Akibatnya, efisiensi peralatan akan meningkat secara signifikan.

Haruskah saya menggunakan air suling atau air keran?

Tidak ada yang rumit di sini. Cairan keran dapat digunakan, tetapi hanya jika tidak ada pengotor logam berat di dalamnya. Tetapi agar peralatan bekerja lebih efisien, lebih baik menggunakan air suling, menambahkan sedikit natrium hidroksida ke dalamnya. Rasio dalam hal ini harus sebagai berikut: satu sendok makan hidroksida untuk setiap sepuluh liter air.

Jenis logam apa yang harus Anda gunakan?

Ini adalah masalah yang kontroversial. Jadi, di banyak sumber - termasuk yang sangat otoritatif - dikatakan bahwa hanya logam langka yang boleh digunakan untuk pemanasan hidrogen. Pada kenyataannya, ini tidak sepenuhnya benar, karena sangat mungkin untuk menggunakan baja tahan karat, seperti yang telah kita bahas di atas. Meskipun idealnya harus baja ferimagnetik. Ini berbeda karena tidak menarik partikel puing yang tidak perlu. Kami juga mencatat bahwa ketika memilih logam, lebih baik fokus pada "baja tahan karat", yang tidak mengalami proses oksidasi.

Seperti yang Anda lihat, membangun boiler hidrogen tidak sesulit kelihatannya. Anda hanya perlu memilih bahan habis pakai yang tepat dan mempelajari diagram dengan cermat sistem pemanas jenis ini. Dengan menginstal semua Peralatan yang diperlukan, periksa untuk memastikan bahwa itu benar-benar berkualitas tinggi dan cukup efektif.

Video - Membuat generator hidrogen

Tentang hukum kekekalan energi

Hukum ini mengatakan bahwa segala sesuatu di dunia ini saling berhubungan: jika telah menghilang di suatu tempat, maka pasti akan tiba di suatu tempat. Dan agar gas dapat diperoleh melalui elektrolisis, sejumlah energi listrik tetap harus dikeluarkan. Dan energi, seperti yang Anda tahu, diperoleh terutama sebagai hasil dari penciptaan panas selama pembakaran jenis bahan bakar lainnya. Dan bahkan jika kita mengambil energi bersih yang dibutuhkan untuk menghasilkan listrik, dan energi yang diberikan hidrogen setelah pembakaran, kerugiannya akan berlipat ganda (setidaknya!) Bahkan dengan peralatan paling modern sekalipun. Ternyata 1/2 dari dana tersebut terbuang begitu saja. Selain itu, ini hanya biaya operasi, dan biaya peralatan, yang, sebagaimana dicatat, tidak murah, tidak diperhitungkan. Mari kita ingat generator hidrogen.

Jika Anda yakin penelitian yang dilakukan di Amerika, maka harga satu kilogram hidrogen (atau lebih tepatnya, biaya pembuatannya) sama dengan:

• $ 6,5 saat menggunakan jaringan listrik industri;
• $ 9 untuk pengoperasian generator angin;
• $ 20 untuk peralatan surya;
• $ 2,2 saat menggunakan bahan bakar padat;
• $ 5,5 jika zat tersebut dihasilkan dari biomassa;
• $ 2,3 ketika datang ke elektrolisis suhu tinggi yang dilakukan di pembangkit listrik tenaga nuklir (paling banyak cara murah, tapi paling jauh dari penggunaan rumah tangga biasa).

Catatan! Bahkan generator rumah tangga paling canggih pun akan jauh lebih rendah dalam segala hal dibandingkan dengan peralatan industri serupa. Oleh karena itu, mengingat harga yang dijelaskan, tidak mungkin untuk mengatakan bahwa hidrogen dapat bersaing secara serius dengan gas alam. Hal yang sama berlaku untuk listrik, diesel dan bahkan pompa panas.

Prospek energi menggunakan hidrogen

Sekarang mari kita coba mencari tahu apakah memang ada peluang untuk mengurangi biaya hidrogen murni. Ayo segera lakukan reservasi karena selalu ada kesempatan untuk ini. Pertama-tama, ini termasuk teknologi untuk menghasilkan listrik murah menggunakan sumber terbarukan. Selain itu, katalis kimia yang lebih murah dapat digunakan dalam proses katalitik. Ngomong-ngomong, yang seperti itu sudah ada sejak lama dan digunakan dalam sel hidrogen untuk bahan bakar (kita berbicara tentang mobil). Meskipun di sini, sekali lagi, kami menemukan biaya yang terlalu tinggi.

Tetapi teknologi terus meningkat, sains tidak tinggal diam. Suatu saat, minyak akan habis, dan orang harus beralih ke sumber energi alternatif lain. Tetapi saat ini dan, mungkin, untuk dekade mendatang, kita dapat mengatakan dengan yakin: sektor energi yang menggunakan hidrogen itu sendiri masih tidak menguntungkan. Satu-satunya pengecualian adalah kasus di mana hidrogen adalah produk sampingan dari proses teknis lainnya. Tentu saja, berbagai program untuk mendukung dan mengembangkan energi hidrogen juga dimungkinkan, tetapi ini membutuhkan bantuan perusahaan besar dan, tentu saja, negara.

Sebagai sebuah kesimpulan

Sulit untuk mengatakan energi mana yang akan menjadi energi utama di masa depan - hidrogen, fusi nuklir, penggunaan gravitasi, dan sebagainya. Tetapi para ahli memastikan bahwa reaktor elektrolisis pertama yang mampu bersaing dengan reaktor nuklir modern akan muncul setidaknya dalam dua puluh hingga tiga puluh tahun. Beberapa umumnya skeptis tentang ini. Tetapi para profesional sejati percaya bahwa generator hidrogen akan segera menjadi objek. teknologi tinggi, dan bukan buatan sendiri dari cara improvisasi, yang kami jelaskan di atas. Itu saja, musim dingin yang hangat untukmu!

Generator hidrogen (elektroliser) adalah perangkat yang bekerja untuk cahaya dari dua proses: fisik dan kimia.

Selama operasi, di bawah pengaruh arus listrik, air terurai menjadi oksigen dan hidrogen. Proses ini disebut elektrolisis. Elektroliser cukup populer di antara jenis generator hidrogen yang paling terkenal.

Cara kerja perangkat

Elektroliser terdiri dari beberapa pelat logam yang direndam dalam wadah tertutup dengan air suling.

Tubuh itu sendiri memiliki terminal untuk menghubungkan sumber listrik dan ada busing melalui mana gas dibuang.

Pengoperasian perangkat dapat digambarkan sebagai berikut: arus listrik dilewatkan melalui air suling antara pelat dengan medan yang berbeda (satu memiliki anoda, yang lain memiliki katoda), membaginya menjadi oksigen dan hidrogen.

Tergantung pada luas pelat, arus listrik memiliki kekuatannya sendiri, jika luasnya besar, maka banyak arus yang melewati air dan lebih banyak gas yang dilepaskan. Diagram sambungan pelat adalah bergantian, pertama plus, lalu minus, dan seterusnya.

Elektroda direkomendasikan terbuat dari stainless steel, yang tidak bereaksi dengan air selama proses elektrolisis. Hal utama adalah menemukan baja tahan karat Kualitas tinggi... Lebih baik membuat jarak antara elektroda kecil, tetapi agar gelembung gas dapat dengan mudah bergerak di antara mereka. Lebih baik membuat pengencang dari logam yang sesuai sebagai elektroda.

Memperhitungkan: karena fakta bahwa teknologi manufaktur dikaitkan dengan gas, untuk menghindari pembentukan percikan, perlu untuk mengencangkan semua bagian.

Dalam perwujudan ini, perangkat mencakup 16 pelat, mereka terletak dalam jarak 1 mm dari satu sama lain.

Karena fakta bahwa pelat memiliki luas permukaan dan ketebalan yang cukup besar, akan memungkinkan untuk melewati perangkat semacam itu arus tinggi, bagaimanapun, logam tidak akan dipanaskan. Jika Anda mengukur kapasitansi elektroda di udara, maka itu akan menjadi 1nF, set ini menggunakan hingga 25A dalam air biasa dari listrik.

Untuk mengumpulkan generator hidrogen dengan tangan Anda sendiri, Anda dapat menggunakan wadah makanan, karena plastiknya tahan panas. Maka Anda perlu menurunkan elektroda pengumpul gas dengan konektor yang diisolasi secara kedap udara, penutup, dan koneksi lainnya ke dalam wadah.

Jika Anda menggunakan wadah yang terbuat dari logam, maka untuk menghindari korsleting, elektroda dipasang pada plastik. Di kedua sisi fitting tembaga dan kuningan, dua konektor dipasang (fitting - mount, assemble) untuk ekstraksi gas. Konektor kontak dan fitting harus dipasang dengan kuat menggunakan sealant silikon.

Kepatuhan dengan langkah-langkah keamanan

Elektroliser adalah perangkat yang berbahaya.

Oleh karena itu, selama pembuatan, pemasangan, dan pengoperasiannya, sangat penting untuk mematuhi langkah-langkah keamanan umum dan khusus.

Tindakan khusus mencakup hal-hal berikut:

• konsentrasi campuran hidrogen dan oksigen harus dipantau untuk mencegah ledakan;
• jika level cairan tidak terlihat di jendela tampilan generator hidrogen, maka itu tidak dapat digunakan;
• selama perbaikan, Anda perlu memastikan bahwa titik akhir sistem ini benar-benar bebas dari hidrogen;
• penggunaan dikontraindikasikan api terbuka, pemanas listrik dan lampu portabel dengan tegangan lebih dari 12 volt di dekat elektroliser;
• saat bekerja dengan elektrolit, Anda harus melindungi diri sendiri menggunakan peralatan pelindung (baju terusan, sarung tangan, dan kacamata).

Pengrajin yang terampil menemukan bahwa membuat generator hidrogen buatan sendiri untuk mobil di rumah merupakan bisnis yang berisiko.

Mereka menjelaskan hal ini dengan fakta bahwa elektroliser untuk mobil memiliki sistem perangkat yang kompleks dan tidak aman.

Penting untuk membuat unit semacam itu menggunakan bahan dan reagen khusus.

Catatan: dalam hal pemasangan sendiri elektroliser yang dibuat dengan tangan, disarankan untuk secara ketat mengecualikan kemungkinan gas memasuki ruang bakar saat mesin dimatikan. Saat mesin dimatikan, generator hidrogen harus diputuskan secara otomatis dari jaringan. persediaan listrik mobil.

Jika Anda tetap memutuskan untuk membuat hidroliser mobil sendiri, maka Anda harus melengkapinya dengan bubbler - ini adalah katup air khusus. Saat menggunakannya, keamanan saat mengendarai mobil akan meningkat secara signifikan.

Memanaskan rumah dengan gas Brown

Hidrogen adalah yang paling melimpah unsur kimia, sehingga menguntungkan secara ekonomi untuk menggunakannya.

Bagi banyak pemilik rumah dan pondok musim panas, pertanyaan sering muncul tentang bagaimana mendapatkan energi "bersih" dan murah untuk kebutuhan rumah tangga. Jawabannya dapat ditemukan dalam inovasi seperti generator air untuk pemanas rumah.

Para ilmuwan, berkat perkembangan mereka, telah memungkinkan banyak orang untuk menggunakan perangkat semacam itu untuk menghasilkan gas. Pembangkit ini mampu menghasilkan hidrogen (Brown's gas) dan gas ini akan digunakan untuk menghasilkan energi.

Anda dapat membayangkan koneksi ini rumus kimia seperti hho. Gas ini dapat diperoleh dari air dengan menggunakan metode elektrolisis. Ada banyak contoh dalam kehidupan ketika orang ingin memanaskan rumah mereka dengan oxyhydrogen. Tetapi agar jenis bahan bakar ini mendapatkan popularitas, Anda harus terlebih dahulu mempelajari cara mendapatkannya (Brown's gas) di rumah.

Masih belum ada teknologi untuk pemanasan hidrogen di rumah pribadi yang cukup andal.

Tonton video di mana pengguna berpengalaman menjelaskan cara membuat generator hidrogen DIY:

Cadangan minyak dunia semakin menipis dan para ilmuwan berusaha mencari pengganti bensin. Hidrogen adalah salah satu sumber energi yang tidak ada habisnya. Selain itu, ramah lingkungan, yang memiliki sangat penting v kondisi modern... Generator hidrogen yang berfungsi sudah ada saat ini, misalnya di industri otomotif. Hasil yang lebih baik berhasil mencapai insinyur perusahaan Jepang Toyota, yang menciptakan prototipe kerja mobil.

Prinsip operasi

Hidrogen dapat digunakan untuk memanaskan rumah atau sebagai bahan bakar kendaraan. Dalam kasus pertama, Anda dapat mencapai efisiensi yang baik karena konduktivitas termal yang tinggi dari zat tersebut. Selama reaksi oksidasi, satu atom oksigen akan bergabung dengan dua atom hidrogen, yang mengarah pada pembentukan air. Pada saat yang sama, sekitar 3 kali lebih banyak panas yang dilepaskan dibandingkan dengan pembakaran gas alam.

Di antara semua sumber energi yang dikenal sains saat ini , zat inilah yang harus dianggap paling menjanjikan - lautan dunia dari planet bawah terdiri dari dua pertiga zat ini, dan di alam semesta dalam hal distribusi, hanya helium yang dapat bersaing dengan hidrogen. dengan demikian, mesin yang menggunakan bahan bakar ini dapat dianggap yang terbaik.

Namun, ada cukup masalah serius- untuk mendapatkan hidrogen murni, perlu untuk memisahkan air, dan ini bukan proses yang paling mudah. Para ilmuwan saat ini percaya bahwa elektrolisis adalah cara termudah untuk memecah molekul air. Proses ini diketahui semua orang dari kursus fisika sekolah: tegangan dengan potensial listrik tinggi benar-benar memecah molekul air menjadi unsur-unsur penyusunnya.

Hasilnya berupa gas dengan rumus HHO dengan nilai kalor 121 MJ/kg. Itu dinamai fisikawan J. Brown dan tidak memancarkan apapun zat berbahaya... Keunikan zat ini terletak pada kenyataan bahwa untuk penggunaannya Anda dapat menggunakan wadah yang sama yang digunakan saat ini sebagai boiler untuk metana atau propana. Namun, langkah-langkah keamanan tambahan perlu diambil, karena gas Brown adalah campuran eksplosif yang kuat.

Generator hidrogen untuk mobil terdiri dari dua elemen utama:

• elektroliser.
• waduk.

Dalam wadah perangkat yang disegel, pasangan pelat elektroda ditempatkan, dan itu sendiri dilengkapi dengan outlet gas, terminal, katup pengaman, segel air, dan leher pengisian air. Desain ini memungkinkan untuk menghilangkan penyebaran pembakaran terbalik dari gas Brown dan untuk mencapai pembakaran hidrogen hanya di outlet burner.

Tetapi penggunaan hidroliser klasik tidak menguntungkan, karena melibatkan konsumsi energi listrik yang signifikan. Namun, jalan keluar dari situasi ini ditemukan - arus dengan frekuensi tertentu. Akibatnya, molekul air masuk ke dalam resonansi dengan impuls listrik dan terpecah menjadi komponen. Setelah merakit perangkat seperti itu, Anda bisa mendapatkan bahan bakar dari air dengan tangan Anda sendiri.

Aplikasi dan manfaat

Saat ini, desain elektroliser yang dijelaskan sama umum dengan unit pemotong plasma. Perlu dicatat bahwa generator hidrogen pada awalnya cukup aktif digunakan untuk melakukan pekerjaan pengelasan... Hari ini situasi telah berubah dan gas Coklat dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah berikut:

Keuntungan menggunakan gas Brown sudah jelas: ingat saja tentang cadangan zat dan keramahan lingkungannya.

Mengetahui teknologi untuk memproduksi bahan bakar hidrogen dan memiliki keterampilan tertentu, Anda dapat membuat generator hidrogen sendiri di rumah. Saat ini, ada beberapa skema yang bisa diterapkan yang memungkinkan Anda membuat instalasi semacam itu. Selain itu, tidak seperti perangkat klasik, dalam yang buatan sendiri, elektroda tidak ditempatkan dalam wadah dengan air, tetapi cairan itu sendiri memasuki celah di antara pelat. Sebelum mulai mengerjakan pembuatan pabrik hidrogen dengan tangan Anda sendiri, Anda harus mempelajari gambarnya dengan cermat.

Pilihan bahan

Paling sering, pengrajin rumah dihadapkan pada masalah memilih elektroda. Dengan pembuatan sel bahan bakar, situasinya lebih sederhana dan saat ini ada dua jenis utama generator hidrogen - "basah" dan "kering". Untuk membuat yang pertama, Anda dapat menggunakan wadah apa pun yang memiliki margin keamanan dan kekencangan gas yang cukup. Pilihan terbaik dapat dianggap sebagai wadah baterai gaya lama untuk mobil penumpang.

Jika memungkinkan, lebih baik membuat kasing sendiri dari baja tahan karat, tetapi ini akan menyebabkan peningkatan biaya unit. Sel bahan bakar tipe "kering" buatan sendiri dibuat dari kaca plexiglass dengan ketebalan setidaknya 10 cm, dan segel berbentuk cincin silikon juga diperlukan.

Elektroda terbaik adalah pelat baja tahan karat (tabung). Pada prinsipnya, logam besi juga dapat digunakan, tetapi korosi dengan cepat dan elektroda semacam itu memerlukan penggantian yang sering. Situasinya benar-benar berbeda ketika menggunakan paduan karbon tinggi yang didoping dengan kromium. Contoh bahan tersebut adalah baja tahan karat 316L.

Saat menggunakan tabung, mereka harus dipilih sehingga ketika satu elemen dipasang di elemen lain, celah tidak lebih dari satu milimeter disediakan di antara mereka. Tidak kurang detail penting generator hidrogen untuk mobil adalah generator PWM. Berkat rangkaian listrik yang dirakit dengan benar, frekuensi arus dapat diatur, dan tanpa ini, tidak mungkin menghasilkan hidrogen.

Untuk membuat segel air (bubbler), Anda dapat menggunakan wadah apa pun yang memiliki indikator kekencangan yang cukup. Pada saat yang sama, disarankan untuk melengkapinya dengan penutup yang menutup rapat, tetapi jika NVO menyala di dalam, itu akan segera robek. Untuk mencegah gas Brown kembali ke sel bahan bakar, direkomendasikan untuk memasang perangkat pemutus antara segel air dan elektroliser.

Merakit perangkat

Untuk membuat generator oksigen, lebih baik memilih sel bahan bakar "kering", dan elektroda harus terbuat dari baja tahan karat. Dialah yang paling populer di kalangan pengrajin rumah. Penting juga untuk mematuhi urutan tindakan tertentu:

Setelah menyelesaikan semua pekerjaan perakitan, perangkat harus disesuaikan. Perhatian khusus saat membuat unit buatan sendiri, perlu memperhatikan keselamatan, karena dengan sikap yang tidak bertanggung jawab, gas NVO dapat meledak.

Electrolyzer, ini adalah nama perangkat, juga disebut generator hidrogen. Ini adalah perangkat yang operasinya didasarkan pada penggunaan proses fisikokimia dekomposisi air di bawah aksi arus listrik untuk hidrogen dan oksigen. Proses ini disebut elektrolisis, dan telah lama dikenal dan dipelajari di sekolah menengah.

Elektroliser adalah salah satu generator hidrogen yang paling umum.

Deskripsi dan prinsip kerja

Dalam kasus umum, generator hidrogen adalah satu set piring logam direndam dalam air suling. Desainnya tertutup dalam wadah tertutup dengan terminal untuk menghubungkan catu daya dan outlet gas.

Secara teoritis, pengoperasian generator hidrogen dapat direpresentasikan sebagai berikut: arus listrik melewati antara pelat yang terpolarisasi berlawanan (anoda, katoda) yang direndam dalam air suling. Dalam hal ini, air dipecah menjadi oksigen dan hidrogen. Bagaimana area yang lebih luas pelat, semakin banyak arus yang melewati air dan semakin banyak gas yang dilepaskan. Pelat dihubungkan secara bergantian (+ - + - dll.).

Area aplikasi

Karena fakta bahwa proses elektrolisis itu sendiri dikaitkan dengan penggunaan listrik dalam jumlah besar, aplikasi industri elektroliser sangat terbatas. Lebih menguntungkan secara ekonomi untuk menggunakan metode kimia untuk memproduksi hidrogen.

Saat ini, generator hidrogen digunakan untuk:

• pengelasan gas dan pemotongan gas dengan hidrogen dalam kondisi bengkel perhiasan;
• mengurangi toksisitas mesin pembakaran internal (ICE) dan meningkatkan efisiensi (efisiensi);
• meningkatkan efisiensi dan mengurangi toksisitas boiler bahan bakar cair.

Perangkat

Beberapa elektroliser industri yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen diproduksi sebagai instalasi stasioner. Elektroda di dalamnya terhubung bipolar, dan jumlahnya tergantung pada metode koneksi ke jaringan (transformator atau tanpa transformator).

Desain generator hidrogen berukuran kecil, yang diproduksi oleh perusahaan dalam dan luar negeri dan digunakan untuk meningkatkan efisiensi mesin pembakaran internal dan untuk tujuan lain, sangat beragam. Selain itu, ada sejumlah besar desain do-it-yourself. Anda dapat menemukan banyak informasi tentang mereka di Internet.

Mengingat desain elektroliser itu sederhana dan mudah dibuat dengan tangan kita sendiri, pertimbangkan desain beberapa perangkat serupa:

1. Elektroliser paling sederhana.
2. Generator hidrogen untuk mobil.

Elektroliser paling sederhana

Untuk membuat generator hidrogen yang paling sederhana, pengetahuan fisika dan kimia di jumlah sekolah menengah sudah cukup.

Bahan dan alat

• Baja tahan karat 03X16H15M3 berukuran 500x500 mm. Baja tahan karat kelas lain dapat digunakan.

  Penting: baja normal dalam air akan menimbulkan korosi. Selain itu, alih-alih air, dimungkinkan untuk menggunakan elektrolit alkali, yang cukup agresif, terutama ketika arus listrik melewatinya. Dengan kondisi tersebut, baja biasa tidak akan bertahan lama.

• Tabung polietilen transparan dengan panjang minimal 1 m dan diameter 8 mm.
• 2 baut 6х150, ring dan mur.
• 3 fitting herringbone dengan diameter luar 8 mm.
• Wadah plastik dengan tutup minimal 1,5 liter.
• Filter untuk membersihkan air mengalir(Anda dapat menggunakan filter dari mesin cuci).
• Katup air non-balik.
• Sealant silikon.
• Penggiling atau gergaji besi untuk logam.
• Kunci pas untuk baut M6.

Proses manufaktur

• Kami memotong lembaran baja sedemikian rupa sehingga kami mendapatkan 16 pelat dengan ukuran yang sama.
• Sebuah lubang harus dibor di salah satu sudut setiap pelat untuk baut M6. Dengan lubang ini, pelat akan diikat bersama, sehingga pusat lubang di semua pelat harus berada pada sumbu yang sama.
• Untuk menghubungkan pelat dengan benar, di setiap pelat perlu memotong sudut, yang terletak di sisi yang berlawanan dengan lubang baut.
• Pasang pelat secara bergantian pada baut sesuai dengan diagram, pisahkan pelat "+" dan "-" satu sama lain menggunakan tabung polietilen dan ring. Pada pemasangan yang benar Sudut potong pelat akan mencegah pelat kutub yang berlawanan saling bersentuhan.
• Setelah memasang semua pelat, struktur harus dikencangkan dengan mur.

  Penting: setelah menyelesaikan perakitan, Anda perlu memastikan bahwa pelat kutub yang berlawanan tidak saling berhubungan (cincin struktur).

• Kami memperbaiki struktur yang dihasilkan dalam kotak plastik menggunakan ring dan mur, setelah mengebor 2 lubang untuk baut "+" dan "-". Untuk memastikan kekencangan, tutup lubang dengan sealant silikon.
• Kami mengebor lubang di tutup kotak dan memasukkan fitting. Lubang harus ditutup dengan sealant silikon.
• Tetap memeriksa kinerja elektroliser yang dihasilkan. Untuk melakukan ini, isi wadah dengan air hingga baut pengikat dan tutup dengan penutup. Kemudian kami memasang selang polietilen di salah satu alat kelengkapan dan menurunkannya ke dalam wadah berisi air. Setelah menghubungkan sumber daya ke baut, kami mengamati munculnya gelembung gas yang dipancarkan. Untuk meningkatkan jumlah gas yang dilepaskan, perlu untuk meningkatkan kekuatan arus yang melewati air.
• Setelah memeriksa pengoperasian perangkat, perlu untuk mengalirkan air dan mengisi Wadah plastik elektrolit alkali. Ini akan memungkinkan Anda mendapatkan jumlah gas yang jauh lebih besar.

PERHATIAN: saat mengoperasikan elektroliser, perlu diingat bahwa proses pemisahan air menjadi oksigen dan hidrogen bersifat eksplosif. Oleh karena itu, perlu diperhatikan aturan tertentu Tindakan pengamanan.

Generator hidrogen untuk mobil

Proses elektrolisis dalam sel elektrolisis mobil dilakukan dengan menggunakan katalis khusus. Selama pengoperasian perangkat, oksihidrogen (gas Brown) dilepaskan, yang memiliki rumus NNO. Gas kemudian memasuki ruang bakar melalui sistem pasokan udara mesin, di mana ia bercampur dengan bahan bakar dan terbakar. Hasilnya adalah peningkatan nilai oktan campuran udara-bahan bakar, yang berkontribusi pada pembakaran bahan bakar yang lebih sempurna.

Perangkat elektroliser modern

Generator gas Brown meliputi:

• elektroliser itu sendiri;
• kapasitas sirkulasi.

Seluruh proses produksi gas dikendalikan oleh:

• modulator saat ini;
• pengoptimal yang mengontrol rasio gas terhadap udara / bahan bakar Brown.

Jenis katalis

Ada beberapa jenis katalis, di antaranya dibedakan:

• Berbentuk silinder- desainnya tidak jauh berbeda dengan desain generator hidrogen paling sederhana dan sangat mungkin untuk membuatnya sendiri. Mereka berbeda dalam produktivitas rendah (hingga 0,7 liter gas per menit) dan skema kontrol primitif.
• Dengan sel terpisah- desain paling efisien dengan kapasitas lebih dari 2 liter gas per menit. Berbeda dalam efisiensi tinggi dan dipasang pada kendaraan dengan operasi berkelanjutan.
• Piring terbuka (kering)- dengan kapasitas hingga 2,1 liter gas per menit. Desainnya memberikan pendinginan tambahan untuk perangkat dalam kondisi pengoperasian yang berat.

Semua proses yang terjadi dalam generator hidrogen dilakukan dalam mode otomatis dan berfungsi sesuai dengan program khusus yang tertanam di sistem komputer Mengendarai sebuah mobil.

Keuntungan

Penggunaan elektroliser modern di dalam mobil memungkinkan:

• menghemat hingga 50% bahan bakar;
• mengurangi toksisitas knalpot;
• mengurangi suhu motor;
• meningkatkan traksi dan kekuatan unit daya;
• meningkatkan umur mesin.

Prinsip pengoperasian generator hidrogen

Langkah-langkah keamanan

Pabrik elektrolisis adalah perangkat berbahaya. Oleh karena itu, dalam proses pembuatan, pemasangan, dan pengoperasiannya, tindakan keselamatan umum dan khusus harus benar-benar diperhatikan.

Di antara persyaratan khusus, yang paling penting adalah:

1. Pembentukan konsentrasi eksplosif dari campuran oksigen dengan hidrogen atau udara tidak diperbolehkan.
2. Pengoperasian generator hidrogen tidak diperbolehkan jika level cairan tidak terlihat di jendela tampilannya.
3. Dengan melakukan pekerjaan renovasi perlu untuk memastikan bahwa tidak ada hidrogen pada titik akhir sistem.
4. Api terbuka, pemanas listrik, dan lampu portabel dengan tegangan lebih dari 12 V tidak diperbolehkan di dekat elektroliser.
5. Saat bekerja dengan elektrolit, pakaian pelindung, sarung tangan dan kacamata harus dipakai.

1. Para ahli tidak merekomendasikan membuat generator hidrogen mobil Anda sendiri. Ini dimotivasi oleh fakta bahwa elektroliser mobil adalah perangkat yang agak rumit dan tidak aman, yang dalam pembuatannya perlu menggunakan bahan dan reagen khusus.
2. Pada instalasi sendiri ke dalam mobil elektroliser do-it-yourself, perlu untuk mengecualikan kemungkinan gas memasuki ruang bakar campuran bahan bakar-udara saat mesin dimatikan. Saat mesin dimatikan dalam wajib generator hidrogen harus diputuskan secara otomatis dari catu daya kendaraan.
3. Saat membuat elektroliser mobil sendiri, jangan lupa untuk melengkapinya dengan katup air khusus - bubbler. Penggunaannya akan secara signifikan meningkatkan keselamatan operasi kendaraan.

Hidrogenium (H2), yang menghasilkan air, adalah unsur paling umum di alam semesta. Menurut para ilmuwan, itu menyumbang hampir 90% dari semua atom di alam semesta. Hidrogen, selama reaksi fusi termonuklir menyediakan energi untuk Matahari kita, dapat berfungsi sebagai bahan bakar yang sangat baik di Bumi. Ini adalah satu-satunya bahan bakar yang benar-benar tidak berbahaya dan ramah lingkungan: ketika gas dibakar, ia masuk ke dalam reaksi kimia dengan oksigen, dan air suling adalah produk pembakarannya. Hidrogenium adalah bahan bakar yang ideal dalam segala hal, yang juga sangat baik untuk pemanas rumah. Selain itu, di bawah boiler pemanas hidrogen, Anda dapat mengubah gas biasa hanya dengan menambahkan sedikit perubahan ke dalam desainnya. Satu masalah: terlepas dari prevalensi hidrogen (kita sendiri adalah setengahnya), hampir tidak pernah terjadi di planet kita dalam bentuk murni. Gas ini tidak tersedia di pasar terbuka, jadi di mana kita bisa mendapatkannya dalam jumlah yang cukup? Internet memberi kita jawaban yang jelas dan jelas: beli atau rakit generator hidrogen untuk pemanas rumah.

Teknologi hidrogen murni

Ada banyak teknologi untuk memproduksi hidrogen. Kami hanya akan menyebutkan yang menemukan penggunaan praktis di luar dinding laboratorium:

• Reaksi kimia air dengan logam. Bahan bakarnya adalah air, reagennya adalah paduan aluminium-gallium. 150 kg sel bahan bakar cukup untuk menempuh jarak 500 km dalam "mobil hidrogen", kemudian logamnya harus dilepas dan dikirim untuk pemulihan, yang memerlukan paparan suhu tinggi.
• Konversi gas alam, gasifikasi batubara, pirolisis kayu. Dengan memanaskan lebih dari 1000 C, hidrogen murni dapat diperoleh dari hidrokarbon untuk memanaskan rumah.
• Elektrolisis air. Elektrolisis suhu tinggi lebih efisien.
• Mendapatkan hidrogen dari biomassa. Bahan bakunya bisa berupa pupuk kandang, jerami, rumput, alga dan limbah pertanian lainnya. Biogas dapat mengandung 2 sampai 12% hidrogen.
• Hidrogen "sampah" diperoleh dari limbah rumah tangga, membuat mereka mengalami dekomposisi termal.

Generator hidrogen rumah

Seperti yang terlihat di bagian sebelumnya, sebagian besar proses teknologi untuk produksi industri hidrogen dikaitkan dengan paparan suhu tinggi, yang bermasalah di rumah. Pertimbangkan pabrik pemanas hidrogen yang tersedia di rumah tangga pribadi:

Hidrogen dari pupuk kandang

Pembangkit biogas yang banyak jumlahnya Eropa Barat, mulai muncul di kalangan petani dalam negeri. Reaktor biogas kerajinan, yang dibicarakan "tangan gila" di Internet, tidak berbeda dalam produktivitas atau stabilitas pembangkitan. Hanya instalasi yang agak rumit dan mahal yang efektif, asalkan ada pasokan bahan baku yang stabil. Tidak realistis untuk melakukan ini di halaman pribadi yang kecil, tetapi mungkin saja di tempat yang kuat pertanian... Hidrogen hanyalah produk sampingan dari produksi biogas dan, sebagai aturan, tidak dipisahkan dengan membakarnya bersama dengan metana. Tetapi H2 dapat dipisahkan jika perlu.

Diagram skematik pabrik biogas. Agar proses menghasilkan gas yang mudah terbakar menjadi intensif, bahan baku difermentasi dan diaduk secara berkala.

Hidrogen dari air

Pabrik hidrogen elektrolisis untuk pemanas rumah adalah satu-satunya solusi yang tersedia untuk rumah pribadi saat ini. Elektroliser ini ringkas, mudah dirawat, dan dapat dipasang di ruangan kecil... Bahan baku untuk mendapatkan bahan bakar - keran air... Ada sejumlah produsen terkenal yang menawarkan generator hidrogen rumah serupa untuk pemanas rumah dan pengisian bahan bakar mobil. Misalnya, sejak tahun 2003 Honda telah memproduksi Home Energy Station, hari ini sudah generasi ketiga yang dijual. HES III dilengkapi dengan panel surya, dapat dipasang di garasi atau di luar ruangan.

Stasiun Energi Rumah adalah unit yang sangat mahal, mampu menghasilkan hingga 2 m2 hidrogen per jam dari gas alam atau dengan elektrolisis air. Stasiun termasuk reformer, sel bahan bakar, sistem pemurnian, kompresor dan tangki penyimpanan gas. Listrik dapat berasal dari jaringan atau dihasilkan oleh panel surya

Selain peralatan "bermerek", yang, omong-omong, tidak ada yang secara resmi memasok ke negara-negara CIS, hari ini generator H2 yang diproduksi oleh teman-teman kita di Kerajaan Surgawi atau rekan Tajik di garasi domestik diiklankan secara luas. Tingkat kualitas dan produktivitasnya berbeda, dari tidak ada hingga dapat diterima secara konvensional. Penjual peralatan semacam itu, berbeda dengan orang Jepang yang kurang lebih jujur ​​​​yang tidak menjanjikan manna dari surga, menggunakan teknologi periklanan "kotor", secara terbuka menipu pembeli potensial untuk karakteristik peralatan mereka yang mahal.

Pabrik Pembangkit Hidrogen Semi-Handmade

Pemanasan hidrogen do-it-yourself secara luas dibahas di forum Internet dekat konstruksi, yang menyediakan produksi sendiri elektroliser. Itu mungkin dan bahkan tidak terlalu sulit jika tuan rumah memiliki dasar-dasar teknik elektro dan tangannya tumbuh dari tempat yang seharusnya. Seberapa efektif dan aman adalah pertanyaan terpisah.

Pertanyaan lain adalah bahwa mendapatkan bahan bakar hanyalah bagian dari tugas. Hal ini diperlukan untuk memastikan generasinya di volume yang dibutuhkan, terpisah dari oksigen dan uap air, buat cadangan, pastikan tekanan suplai konstan ke generator panas.

Berapa harga satu kilogram hidrogen?

Biaya rata-rata 1 kg hidrogen, tergantung pada teknologi produksinya, menurut laboratorium INEEL, adalah sebagai berikut:

• Reaksi kimia - 700 rubel dengan metode standar pemulihan reagen dan 320 rubel saat menggunakan energi pembangkit listrik tenaga nuklir.
• Elektrolisis dari jaringan industri - 420 rubel. Data ini valid untuk elektroliser bermerek yang seimbang. Untuk kerajinan, indikatornya jelas lebih rendah.
• Produksi biomassa - 350 rubel.
• Konversi hidrokarbon - 200 rubel.
• Elektrolisis suhu tinggi di pembangkit listrik tenaga nuklir - 130 rubel.

Angka-angka ini menunjukkan bahwa memproduksi hidrogen paling murah di pembangkit listrik tenaga nuklir, di mana sumber daya penting - panas, adalah produk sampingan dari produksi utama. Energi hidrogen dari sumber terbarukan juga tidak membuahkan hasil karena tingginya biaya peralatan. Dan bagaimana dengan pemanasan hidrogen di rumah berdasarkan instalasi yang ringkas? Harus dipahami bahwa hukum kekekalan energi tidak dapat dielakkan. Untuk melepaskan H2 di elektroliser, Anda harus mengeluarkan sejumlah energi listrik. Untuk mendapatkannya, bahan bakar fosil dibakar di pembangkit CHP, atau energinya dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga air. Kemudian listrik dikirim melalui kabel. Kehilangan yang tak terhindarkan terjadi pada semua tahap proses dan jumlah energi panas potensial yang diterima di akhir akan lebih rendah apriori daripada di awal.

Apakah menguntungkan untuk memanaskan rumah dengan hidrogen

penjual generator kompak hidrogen meyakinkan pembeli tentang murahnya yang luar biasa dari pemanas rumah dengan hidrogen. Diduga, itu bahkan lebih menguntungkan daripada memanaskan dengan gas. Mereka mengatakan bahwa air yang dituangkan ke dalam instalasi tidak dikenakan biaya apa pun, selebihnya tidak mengeluarkan biaya. Janji-janji seperti itu memiliki efek magis pada beberapa warga negara kita yang menyukai barang gratis. Tapi jangan seperti Pinokio dan, sebelum menginjakkan kaki di Negeri Orang Bodoh, mari cari tahu berapa biaya pemanasan hidrogen di rumah sebenarnya.

Harga jual rata-rata gas alam untuk populasi untuk pemanas dan pembangkit listrik adalah 4,76 rubel / m3. 1 m3 berisi 0,712 kg. Dengan demikian, 1 kg gas alam berharga 6,68 rubel. Nilai kalor rata-rata gas alam adalah 50.000 kJ/kg. Untuk hidrogen jauh lebih tinggi, 140.000 kJ/kg. Artinya, untuk mendapatkan jumlah energi panas yang sama dengan yang dihasilkan oleh pembakaran 1 kg hidrogen, diperlukan 2,8 kg gas alam. Biayanya 13,32 rubel. Sekarang mari kita bandingkan indikator biaya energi panas yang diperoleh dari pembakaran 1 kg hidrogen yang diperoleh di elektroliser pabrik yang baik dan dari 2,8 kg gas alam: 420 rubel melawan 13,32. Perbedaannya benar-benar mengerikan, 31,5 kali! Bahkan dibandingkan dengan yang paling mahal spesies tradisional pemanas - listrik, hidrogen bahkan tidak dapat bersaing, harganya 4 kali lebih banyak! Lebih baik menggunakan listrik yang akan dihabiskan untuk pengoperasian elektroliser untuk pengoperasian peralatan listrik pemanas, akan ada lebih banyak akal daripada contoh.

Adapun prospek energi hidrogen, ada, tetapi kesuksesan dikaitkan dengan teknologi industri yang menjanjikan yang belum ditemukan. Generator hidrogen rumah tangga dan mobil hidrogen jelas tidak menguntungkan setidaknya selama beberapa dekade mendatang. Penggunaannya yang sangat terbatas di beberapa negara hanya dimungkinkan berkat subsidi pemerintah yang serius dalam rangka program lingkungan eksperimental.

Memento mori - beberapa kata tentang keselamatan

Hidrogen adalah gas yang mudah terbakar dan meledak. Pada saat yang sama, tidak berbau, tidak mungkin untuk menentukan kebocorannya tanpa peralatan khusus. Menangani jenis bahan bakar yang berbahaya seperti itu memerlukan langkah-langkah keamanan khusus. Penting untuk secara berkala memeriksa kekencangan pipa, tangki penyimpanan, kemudahan servis katup. Generator H2 bukanlah perangkat yang sederhana seperti yang terlihat dari video pendek. Ini adalah bom potensial yang bisa menghancurkan rumah Anda. Mengubah boiler pemanas gas menjadi boiler pemanas hidrogen dengan tangan Anda sendiri juga berbahaya.

Ketel pemanas hidrogen buatan sendiri, entah bagaimana diubah dari tungku pembakaran kayu tua dan generator hidrogen untuk memanaskan rumah, dirakit di atas lutut dan tidak aman. Penulis video berbicara tentang efisiensi instalasi yang luar biasa, tanpa memberikan nomor dan menawarkan untuk memesan yang serupa dengan harga yang wajar dari mereka.

Membongkar mitos tentang ekonomi boiler hidrogen

Jika perhitungan ekonomi tidak meyakinkan Anda, dan Anda masih memutuskan untuk bereksperimen dengan topik pemanasan hidrogen, kami sangat menyarankan untuk tidak terlibat dalam kegiatan amatir, tetapi untuk mengundang spesialis dengan pengalaman di bidang kegiatan ini. Omong-omong, ada sangat sedikit dari mereka di negara kita.