- Métodos de producción de hidrógeno.
- Diseño de generador de hidrógeno.
- Hidrogeneración en la casa.
- Criterios de instalación
- Generador industrial
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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Solíamos considerar el gas natural como el tipo de combustible más asequible. Pero resulta que tiene una alternativa digna: el hidrógeno producido al dividir el agua. El material de origen para la producción de este combustible, lo obtenemos todo gratis. Y si también haces un generador de hidrógeno con tus propias manos, los ahorros serán simplemente asombrosos. A la derecha
Estamos listos para compartir con usted información valiosa sobre las opciones y reglas para ensamblar una instalación técnica para la producción de hidrógeno. El estudio del artículo presentado a su atención será una garantía de fabricación de un dispositivo sin problemas.
Aquellos que deseen construir personalmente un generador de combustible barato pero muy productivo, ofrecemos una guía detallada. Damos recomendaciones para su correcto funcionamiento. Como un suplemento informativo, se explicaron claramente el principio de acción, aplicaciones fotográficas y video.
Métodos de producción de hidrógeno.
Las lecciones de química de la escuela secundaria una vez dieron una explicación de cómo obtener hidrógeno del agua ordinaria que fluye del grifo. Existe tal concepto en el campo químico: la electrólisis. Es a través de la electrólisis que es posible producir hidrógeno.
La planta de hidrógeno más simple es un tipo de tanque lleno de agua. Debajo de la capa de agua se colocan dos electrodos de placa. Se les suministra una corriente eléctrica. Dado que el agua es un excelente conductor de la corriente eléctrica, se produce un contacto con baja resistencia entre las placas.
Una corriente que pasa a través de una pequeña resistencia al agua contribuye a la formación de una reacción química, como resultado de lo cual se forma el hidrógeno.
El esquema de la planta experimental de hidrógeno, que se estudió anteriormente en el programa de la escuela secundaria en clases de química. Como resultado, para la práctica de las necesidades diarias modernas, las lecciones no fueron superfluas.
Parecería que todo es simple y que permanece bastante: recolectar el hidrógeno formado para aplicarlo como energía. Pero la química nunca pasa sin los detalles sutiles.
Así está aquí: si el hidrógeno se combina con el oxígeno, se forma una mezcla explosiva a una cierta concentración. Este momento es uno de los fenómenos críticos que limitan la capacidad de construir estaciones domésticas bastante potentes.
Diseño de generador de hidrógeno.
Para la construcción de generadores de hidrógeno con sus propias manos, usualmente se toma como base el esquema de instalación clásico de Brown. Dicho electrolizador de potencia media consiste en un grupo de células, cada una de las cuales contiene un grupo de electrodos de placa. La potencia de la instalación está determinada por la superficie total de los electrodos de la placa.
Las células se colocan dentro del tanque, bien aisladas del ambiente externo. Las boquillas para conectar la línea de agua, la salida de hidrógeno y el panel de contacto para conectar la electricidad se llevan al cuerpo del tanque.
Un aparato de generación de hidrógeno diseñado de acuerdo con el esquema de Brown. Por todas las cuentas, esta instalación debe proporcionar al hogar calidez y luz. Otra pregunta: qué tamaño y potencia le permitirá hacer (+)
El circuito del generador de Brown, entre otras cosas, proporciona un sello de agua y una válvula de retención. Debido a estos elementos, se organiza la protección de la instalación contra el reverso del hidrógeno. Según este esquema, el montaje de una instalación de hidrógeno no se excluye, por ejemplo, para organizar el calentamiento de una casa de campo.
Hidrogeneración en la casa.
Ensamblar un generador de hidrógeno para calentar el hogar de manera eficiente: la idea puede no ser fantástica, pero obviamente es extremadamente poco rentable. Para obtener el volumen requerido de hidrógeno para una casa de calderas doméstica, no solo se necesitará una poderosa planta de electrólisis, sino también una cantidad significativa de energía eléctrica.
La compensación de la electricidad gastada obtenida en el hogar con hidrógeno parece ser un proceso irracional.
Generador de hidrógeno hecho en casa de la vida real. Lo único que sufre es solo una variante experimental, que solo puede mostrar cómo surge una llama de una chispa.
Sin embargo, los intentos de resolver el problema de cómo hacer un generador de hidrógeno para la casa con sus propias manos, no se detengan. El principio de funcionamiento y el dispositivo de uno de los modelos probados de la caldera de hidrógeno serán presentados por el artículo, que recomendamos leer.
Y aquí hay un ejemplo de una de las opciones de tortura:
- Se está preparando un recipiente hermético y confiable.
- Se fabrican electrodos tubulares o de placa.
- Circuito de control de marcha funcionando con tensión y corriente.
- Se hacen módulos adicionales para la estación de trabajo.
- Se seleccionan accesorios (mangueras, alambres, sujetadores).
Naturalmente, necesitará un kit instrumental, incluido un equipo especial, como un osciloscopio y un contador de frecuencia. Completo con todo lo que necesita, puede proceder directamente a la fabricación de una instalación de calefacción de hidrógeno para la casa.
Implementación de proyectos de bricolaje.
Inicialmente, necesitas hacer una célula de generación de hidrógeno. La celda de combustible tiene dimensiones ligeramente menores que las dimensiones internas de la longitud y el ancho de la carcasa del generador. La altura del tamaño del bloque con electrodos es 2/3 de la altura del cuerpo principal.
La celda puede estar hecha de PCB o plexiglás (espesor de pared 5-7 mm). Para ello, se cortan cinco placas de textolita a medida. De estos, un rectángulo está pegado (con pegamento epoxi), cuya parte inferior permanece abierta.
Aproximadamente tales placas de vidrio orgánico forman la carcasa de la celda de combustible del generador de hidrógeno. Sin embargo, aquí se muestra una versión ligeramente diferente de la ingeniería: para el montaje y la fijación con tornillos
En la parte superior del rectángulo, se perfora el número requerido de agujeros pequeños para los vástagos de las placas de electrodos, un agujero pequeño para el sensor de nivel, más un agujero con un diámetro de 10-15 mm para la salida de hidrógeno.
Los electrodos de platino se colocan dentro del rectángulo, cuyos vástagos de contacto salen de la celda a través de las aberturas de la placa superior. El sensor de nivel de agua se instala en el nivel de llenado del 80% de la celda. Todas las transiciones en la placa de textolita (excepto el hidrógeno) se vierten con pegamento epoxi.
La característica de diseño de los módulos mostrados en la foto del generador es una forma cilíndrica de ejecución. Además, los electrodos de esta fuente de energía en miniatura se ejecutan de manera diferente.
La salida de hidrógeno debe estar equipada con un accesorio, fijarlo mecánicamente, con un sello o pegarlo. La célula ensamblada de generación de hidrógeno se coloca dentro del cuerpo principal del dispositivo y se sella cuidadosamente a lo largo del perímetro superior (de nuevo, se puede usar resina epoxi).
Esta fue la elección del caso del generador de hidrógeno para el próximo proyecto piloto. Atrae una idea simple, pero es poco probable que esta opción sea adecuada para una estación potente diseñada para calentar los locales de una casa privada.
Pero antes de colocar la celda en el interior, la carcasa del generador debe estar preparada:
- hacer un suministro de agua en la zona inferior;
- Hacer la tapa superior con sujetadores;
- recoger un material de sellado confiable;
- coloque un terminal eléctrico en la tapa;
- Coloque un colector de hidrógeno en la tapa.
El resultado debe ser un generador de hidrógeno parcialmente listo para la acción después de:
- La pila de combustible se carga en la carcasa.
- Los electrodos están conectados a la tira terminal.
- La conexión de salida de hidrógeno está conectada a un colector de hidrógeno.
- La cubierta se instala en el cuerpo a través del sello y se asegura.
Sólo queda por conectar el agua y los módulos adicionales.
Adiciones al generador de hidrógeno.
El dispositivo de fabricación propia de hidrógeno debe complementarse con módulos auxiliares. Por ejemplo, un módulo de suministro de agua que se integra funcionalmente con un sensor de nivel instalado dentro del generador.
En una forma simple, dicho módulo está representado por una bomba de agua y un controlador de control. La bomba es controlada por el controlador de acuerdo con la señal del sensor, dependiendo del nivel de agua dentro de la celda de combustible.
Elementos estructurales adicionales que deben incluirse en el diseño de cualquier estación de hidrógeno, e incluso experimentales. El generador de hidrógeno no puede funcionar sin dispositivos automáticos de control y protección.
De hecho, también es deseable tener un dispositivo que regule la frecuencia de la corriente eléctrica y el nivel de voltaje aplicado a los terminales de los electrodos de trabajo de la celda de combustible. Como mínimo, el módulo eléctrico debe estar equipado con un regulador de voltaje y protección contra sobrecorriente.
El colector de hidrógeno, en su forma más simple, parece un tubo donde se encuentra la válvula, el manómetro y la válvula de retención. El hidrógeno se toma del colector a través de una válvula de retención y, de hecho, ya se puede suministrar al consumidor.
Colector de hidrógeno y dispositivo de medición de manómetro - partes integrales de la planta de hidrógeno, que garantizan la distribución de gas y el control de presión
Pero en la práctica, todo es algo más complicado. El hidrógeno es un gas explosivo que tiene una alta temperatura de combustión. Por lo tanto, simplemente tome y bombee hidrógeno en el sistema de la caldera de calefacción como combustible, esto no funcionará.
Criterios de instalación
Montar una instalación de alta calidad, eficiente y productiva en el hogar es extremadamente difícil. Por ejemplo, incluso si tenemos en cuenta un criterio como el metal del que se fabrican las placas o tubos de electrodos, ya existe el riesgo de que surjan problemas.
La durabilidad de los electrodos depende del tipo de metal y sus propiedades. Puede, por supuesto, usar el mismo acero inoxidable, pero la longevidad de tales elementos será corta.
Algunas parodias de placas de electrodos para un generador de hidrógeno. Las placas se toman de un condensador variable convencional, que están hechas de aluminio. Tales electrodos serán suficientes para exactamente media hora de trabajo, incluso como parte de un pequeño sistema experimental.
Un papel importante también es jugado por las dimensiones de montaje. Los cálculos son necesarios con alta precisión en relación con la potencia requerida, la calidad del agua y otros parámetros.
Por lo tanto, si el tamaño del espacio entre los electrodos de trabajo está fuera del valor calculado, el generador de hidrógeno puede no funcionar en absoluto. En el peor de los casos, la potencia a la que se realizó el cálculo será varias veces menor.
Incluso la sección transversal del cable que conecta los electrodos a la fuente de alimentación es importante en el dispositivo generador de hidrógeno. Es cierto, es una cuestión de operación segura del dispositivo. Sin embargo, es necesario tener en cuenta este detalle de la construcción en la versión doméstica.
Volviendo a la operación segura del sistema, tampoco se debe olvidar la introducción en el diseño del llamado sello de agua, que evita el retroceso del gas.
A pesar de la impresionante cantidad de desarrollos de los generadores de hidrógeno fabricados por nosotros mismos, todavía no existe una opción realmente efectiva. Todos los modelos son inferiores a los de fábrica.
Generador industrial
A nivel de la producción industrial, las tecnologías para la fabricación de generadores de hidrógeno para uso doméstico se están desarrollando y desarrollando gradualmente. Como regla general, se producen centrales eléctricas de producción doméstica, cuya potencia no exceda de 1 kW.
Dicho dispositivo está diseñado para la producción de combustible de hidrógeno en un modo de operación constante durante no más de 8 horas. Su principal objetivo - la alimentación eléctrica de los sistemas de calefacción.
También se desarrolló y fabricó la instalación bajo la operación de condominios. Estas ya son estructuras más potentes (5-7 kW), cuyo propósito no es solo la energía de los sistemas de calefacción, sino también la generación de electricidad. Esta versión combinada está ganando popularidad rápidamente en los países occidentales y en Japón.
Los generadores de hidrógeno combinados se caracterizan por ser sistemas con alta eficiencia y bajas emisiones de dióxido de carbono.
Un ejemplo de operación real de una estación industrial con una potencia de hasta 5 kW. Se planea realizar instalaciones similares en el futuro bajo el equipamiento de casas de campo y condominios.
La industria rusa también comenzó a participar en este prometedor tipo de producción de combustible. En particular, Norilsk Nickel está desarrollando tecnologías de producción para plantas de hidrógeno, incluidas las domésticas.
Se planea utilizar una variedad de tipos de celdas de combustible en el proceso de desarrollo y producción:
- membrana de intercambio de protones;
- ácido ortofosfórico;
- metanol de intercambio de protones;
- alcalino
- óxido sólido.
Mientras tanto, el proceso de electrólisis es reversible. Este hecho sugiere que es posible obtener el agua ya calentada sin quemar hidrógeno.
Parece que esta es otra idea, ya que puedes lanzar una nueva ronda de pasiones asociadas con la extracción gratuita de combustible para la caldera doméstica.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Experimentando en casa con modelos caseros, necesita prepararse para los resultados más inesperados, pero una experiencia negativa también es una experiencia:
Los generadores de hidrógeno de fabricación propia para el hogar son, por el momento, un proyecto que existe al nivel de una idea. Los proyectos practicados de generadores de hidrógeno con sus propias manos no lo son, y los que están posicionados en la red son la imaginación de sus autores o las opciones puramente teóricas.
Por lo tanto, solo queda confiar en un producto industrial costoso que promete aparecer en un futuro próximo.
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