Делаем водородный генератор для отопления дома своими руками. Жми

Водород – почти идеальное топливо для нашей планеты. Проблема лишь в том, что встречается он на планете только в сочетании с другими веществами. В чистом виде водорода на Земле – лишь 0,00005%. В связи с этим весьма актуален вопрос конструирования водородных генераторов. Не стоит забывать, что водород – нескончаемый источник энергии, практически находящийся у нас под ногами.

Устройство и принцип работы генератора водорода

Как это работает

Классический аппарат для выработки водорода включает в себя трубку небольшого диаметра, зачастую — с круглым сечением. Под ней расположены спецячейки с электролитом. Сами частицы алюминия располагаются в нижнем сосуде. Электролит в данном случае подходит только щелочного типа. Над подающим насосом установлен резервуар, где собирается конденсат. В некоторых моделях применяется 2 насоса. Температура контролируется прямо в ячейках.

Генератор получает газ из воды. Ее качество напрямую влияет на количество примесей в готовом продукте. Так, если в генератор попадает вода с высокой концентрацией посторонних ионов, то ей сперва предстоит пройти через деионизационный фильтр.

Вот как происходит процесс получения газа:

Дистиллят расщепляется на кислород (O) и водород (H) в процессе электролиза.
O2 поступает в питающий бак, а затем уходит в атмосферу в виде побочного продукта.
H2 поставляется в сепаратор, отделяется от воды, которая затем снова поступает в питающий бак.
Водород повторно пропускается сквозь разделяющую мембрану, которая извлекает из него остатки кислорода, а затем попадает в хроматографическое оборудование.

Метод электролиза

Как уже упоминалось выше, в мире практически нет таких же неиссякаемых энергоисточников, как водород. Не следует забывать, что Мировой океан на 2/3 состоит из этого элемента, а во всей Вселенной H2 на пару с гелием занимает наибольший объем. Но чтобы получить чистый водород, нужно расщепить воду на частицы, а сделать это не очень просто.

Ученые после многолетних ухищрений изобрели метод электролиза. Этот метод основывается на помещении в воду на близком расстоянии друг от друга двух пластин из металла, которые подсоединены к источнику большого напряжения. Далее подается питание – и большой электропотенциал фактически разрывает молекулу воды на компоненты, в результате чего высвобождается 2 атома водорода (HH) и 1 — кислорода (O).

Водородная электростанция для домашних хозяйств

В современном домашнем хозяйстве все большей популярностью пользуются фотоэлектрические панели, которые помогают домовладельцам значительно экономить, получая альтернативную энергию из природных источников.

Группа ученых из Университета Дьюка во главе с Нико Хотцом усовершенствовала традиционные солнечные коллекторы, разработав принципиально новый продукт – гибридную электростанцию на основе водорода. Новая установка выглядит так же, как обычные солнечные батареи, и так же, как они, собирает солнечную энергию. Однако на этом сходство заканчивается.

Солнечный свет не аккумулируется в медных трубах, покрытых слоем алюминия и оксида алюминия и заполненных небольшим количеством воды с наночастицами, а нагревает специальную смесь из воды и биометанола, которая находится в герметичных стеклянных трубах, проложенных на крыше. В батареях происходят две каталитические реакции, в результате которых образуется водород. Полученное топливо можно сразу использовать для производства электроэнергии или направить в резервуар для хранения.

Новая разработка обладает несколькими важными преимуществами по сравнению со схемой «панель-аккумулятор». Прежде всего, водород может храниться в топливных элементах в течение долгого времени без весомых потерь. Также, полученное топливо может быть использовано не только в доме, но и за его пределами, например, в автомобиле. Еще один весомый плюс состоит в том, что новые топливные элементы занимают меньше места, чем системы на основе аккумуляторов.

Самым важным достоинством солнечной электростанции на основе водорода является ее высокая эффективность. По подсчетам ученых, КПД новой системы летом составляет примерно 28%, зимой – около 18%. Для сравнения, у традиционных фотоэлектрических панелей эти показатели колеблются от 5 до 15% летом и составляют 2-5% зимой.

Среди отрицательных сторон изобретения – его высокая стоимость: цена минимальной конфигурации стартует от восьми тысяч долларов. К тому же, чтобы получить энергию из водорода, нужно иметь дополнительное оборудование. Однако разработчики обещают в ближайшее время исправить эти недостатки.

Автор новой технологии Нико Хотц утверждает, что ученым уже удалось получить водород в презентационной модели устройства и выработать из него энергию. Следующим шагом разработчиков будет найти промышленного инвестора, на средства которого можно будет запустить производство установки в крупных масштабах.

В настоящее время ученые продолжают совершенствовать водородную электростанцию и обещают, что новые системы будут поглощать до 95% солнечного света и смогут нагревать воду до 200 градусов, что на 120 градусов больше, чем у первого поколения водородных установок. Помимо этого, разрабатываются новые катализаторы, которые позволят увеличить объемы вырабатываемого водорода.

Подписывайтесь на наш Telegram каналЭксклюзивные посты каждую неделю

Область использования генератора водорода

H2 — это современный энергоноситель, который активно используется во многих промышленных сферах. Вот лишь некоторые:

выработка хлористого водорода (‎HC)l;
выработка горючего для ракетных установок;
изготовление аммиака;
обработка металла и резка по нему;
разработка удобрений для дачных участков;
синтез азотной кислоты;
создание метилового спирта;
пищевая промышленность;
производство соляной кислоты;
создание систем «теплый пол».

Кроме того, HHO стал весьма полезен и в быту, правда, с оговорками. Прежде всего, его используют для автономных систем отопления. Кроме того, газ Брауна добавляют в бензин, пытаясь обмануть двигатель и сэкономить на топливе.

Преимущества водородного отопления

• отсутствие проблемы нехватки топлива, нужна в основном обычная вода;

• экономный расход электричества;

• при работе котла отсутствуют выбросы вредных угарных газов, в атмосферу выходят лишь водяные пары;

• высокий КПД;

• простое обслуживание;

• экономия средств на обогрев помещения.

При выборе и монтаже водородной системы обогрева стоит учесть возможные риски и недостатки:

• при самостоятельном изготовлении водородной системы высока вероятность утечки рабочей смеси и взрыва котла вследствие нарушения герметичности или бесконтрольного повышения давления;

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Создание водородного агрегата дома – задача не из легких. Нужно вооружиться не только рядом инструментов, но и соответствующими знаниями, а также схемами.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Устройство состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для питания, водяного затвора, проводов и шлангов, соединяющих конструкцию. На сегодняшний день известны несколько схем электролизеров, где в качестве электродов применяются пластины или трубки.

Также популярностью пользуются аппараты сухого электролиза. В отличие от классического варианта, в этом агрегате не пластины помещаются в ёмкость с жидкостью, а сама вода направляется в щель между плоскими электродами.

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления генератора дома не нужны никакие особенные и необычные инструменты. Вот что потребуется подготовить:

ножовку для работы с металлическими изделиями;
дрель и сверла к ней;
комплект гаечных ключей;
плоская и шлицевая отвертки;
угловая шлифмашина («болгарка») с кругом для резки металла;
мультиметр и расходомер;
линейка;
маркер.

Возможно ли самостоятельное создание водородного генератора

Лучше не рисковать, т. к. подобный процесс связан не только с необходимостью знания тонкостей техники и химии, но также требует должного соблюдения правил безопасности. Зато монтаж оборудования своими руками возможен. Для этого достаточно соблюдать инструкцию и не допускать самодеятельности.

Обогрев любого дома должен обеспечивать не только комфортное проживание человека, но и экологическую чистоту окружающей среды. Это достигается за счет того, что после сгорания водорода не образуется никаких вредных соединений.

В западных странах отопление с помощью водородных генераторов получило широкое признание и экономическое обоснование. Если подобный метод приживется и в России – это значительно повысит эффективность обогрева с минимальными затратами на ресурсы.

Генератор водорода своими руками: инструкция

Процесс стартует с создания ячейки производства водорода. По габаритам она должна быть чуть менее внутренних параметров длины и ширины корпуса генератора. По высоте она составляет 2/3 высоты главного корпуса. Ячейку делают из текстолита или оргстекла (толщина стенки 5-7 мм). Для этого нарезаются по размерам 5 пластин, из которых клеится прямоугольник, а его нижняя часть ничем не закрывается.

При помощи шлифмашины из листа нержавейки вырезают пластины электродов. По размеру они должны быть меньше боковых стенок на 10 – 20 мм.

ВАЖНО! Чтобы получать достаточное количество HHO, нержавейку следует обработать наждаком с обеих сторон.

В каждой пластине требуется просверлить по 2 отверстия: для подачи воды в пространство между электродами и для отвода газа Брауна.

Водород в домашних условиях: есть ли выгода

Сразу отметим: использовать водородный генератор для отопления дома невыгодно. Вы потратите больше электричества на выделение чистого H2, чем получите энергии после его сжигания. Так, на 1 кВт теплоты затрачивается 2 кВт электроэнергии, то есть, выгоды никакой. Проще установить дома любой из электрических котлов.

Чтобы заменить 1 литр бензина для автомобиля, потребуется 4766 литров чистого водорода или 7150 л гремучего газа, 1/3 которого — это кислород. Пока что даже лучшие умы мира не разработали агрегат, способный выдать подобную производительность.

Panasonic выводит водородные электрогенераторы на европейский рынок

Panasonic, один из крупнейших производителей домашних водородных генераторов в Японии, выпустила две новые модели специально для европейских стран

Водородные генераторы электроэнергии для домашнего использования, которые преобразуют газ в электричество и тепло, появились в Японии в 2009 году. В конце прошлого года объем их рынка в этой стране составил около $1,7 млрд.

Теперь Panasonic, один из крупнейших производителей домашних водородных генераторов в Японии, готовится к расширению на европейский рынок: компания выпустила две новые модели специально для европейских стран и заключила договор о сотрудничестве с немецким производителем компонентов систем отопления Viessmann.

Водородные электрогенераторы преобразуют в электричество энергию, вырабатываемую в результате электрохимической реакции между кислородом и водородом, которые используются в качестве топлива. В результате реакции вырабатывается только вода и не происходит выбросов углекислого газа, которые считаются главной причиной глобального потепления, поясняется на сайте Panasonic.

Тем не менее, такой вид производства энергии нельзя назвать абсолютно чистым, так как углекислый газ вырабатывается еще на этапе выделения водорода. Домашние водородные генераторы Panasonic используют в качестве топлива газ, который поставляется в жилые дома через муниципальные сети энергоснабжения, а затем при помощи технологии парового реформинга выделяют из него водород и диоксид угледорода.

Домашний водородный генератор в стандартной комплектации обойдется в Германии примерно в €25 000, но некоторые федеральные земли выделяют субсидии на установку генераторов в размере до €12 500. После запуска новых моделей в Германии компании планируют расширение на рынки Швейцарии, Австрии и Великобритании.

Японское правительство активно поддерживает переход на водородное топливо: власти потратят около $400 млн на субсидирование водородного транспорта к летним Олимпийским играм, которые пройдут в Токио в 2021 году. В сфере домашних водородных генераторов правительство также поставило амбициозную цель — добиться 1,4 млн установок к 2021 году.

Ранее о том, что водород — это топливо будущего, заявляли Honda и GM. Компании вложили по $85 млн в строительство в Мичигане фабрики по производству водородных топливных элементов для автомобилей. опубликовано