Světové zásoby ropy jsou vyčerpány a vědci se snaží najít náhradu za benzín. Jedním z nevyčerpatelných zdrojů energie je vodík. Kromě toho je šetrný k životnímu prostředí, což má v moderních podmínkách velký význam. Dnes již fungují generátory vodíku, například v automobilovém průmyslu. Nejlepší výsledky dosáhli inženýři japonské společnosti Toyota, která vytvořila funkční prototyp automobilu.
Pracovní princip
Vodík lze použít k vytápění domů nebo jako palivo pro vozidla. V prvním případě lze dobré účinnosti dosáhnout díky vysoké tepelné vodivosti látky. Během oxidační reakce se jeden atom kyslíku zkombinuje se dvěma atomy vodíku, což vede k tvorbě vody. Současně se ve srovnání se spalováním zemního plynu vytváří přibližně 3krát více tepla.
Ze všech zdrojů energie, které věda v současnosti zná , by měla být tato látka považována za nejslibnější - dvě třetiny světových oceánů na dně planety jsou tvořeny touto látkou a pouze vodík může při distribuci vesmíru soutěžit s vodíkem. Motor, který běží na toto palivo, lze tedy považovat za nejlepší.
Existuje však poměrně závažný problém - pro získání čistého vodíku je nutné rozložit vodu, což není nejjednodušší postup. Vědci dnes věří, že nejsnadnějším způsobem, jak rozložit molekuly vody, je použití elektrolýzy. Tento proces je známý všem ze školního kurzu fyziky: napětí s vysokým elektrickým potenciálem doslova rozděluje molekuly vody na základní prvky.
Výsledkem je plyn mající vzorec HHO s výhřevnou hodnotou 121 MJ / kg. Název byl pojmenován po fyzikovi J. Brownovi a během hoření nevypouští žádné škodlivé látky. Zvláštností této látky je to, že pro její použití je možné použít stejné nádoby, které se dnes používají jako kotle na metan nebo propan. Je však třeba přijmout další bezpečnostní opatření, protože hnědý plyn je silná výbušná směs.
Vodíkový generátor pro automobil se skládá ze dvou hlavních prvků:
- elektrolyzér.
- rezévoire.
V uzavřené nádobě zařízení jsou páry elektrodových desek a je vybaveno trubkou pro výstup plynu, terminály, pojistným ventilem, uzávěrem vody a hrdlem pro plnění vody. Tato konstrukce umožňuje eliminovat proces šíření zpětného spalování hnědého plynu a dosáhnout spalování vodíku pouze na výstupu z hořáku.
Použití klasického hydrolyzéru je však nerentabilní, protože zahrnuje významnou spotřebu elektrické energie. Byla však nalezena cesta ven z této situace - proudy určité frekvence. Výsledkem je, že molekuly vody vstupují do rezonance s elektrickými pulzy a dělí se na komponenty. Po sestavení takového zařízení můžete získat palivo z vody sami.
Rozsah a výhody
Popsaná konstrukce elektrolyzéru je dosud známá jako jednotka plazmového řezače. Je třeba poznamenat, že generátor vodíku byl původně docela aktivně používán pro svařování. Dnes se situace změnila a Brownův plyn lze použít k vyřešení následujících problémů:
Spotřeba tradičního paliva v automobilové dopravě je snížena.- Snižuje se množství škodlivých emisí a zvyšuje se účinnost starých kotelen.
- V tepelných elektrárnách je dosaženo dobré spotřeby paliva.
- Přenosná zařízení lze použít v každodenním životě, například pro ohřev vody nebo vaření.
- Používá se k vytvoření účinnějších a ekologičtějších elektráren.
Výhody používání Brownova plynu jsou zřejmé: stačí si vzpomenout na rezervy látky a její šetrnost k životnímu prostředí.
Výrobní doporučení
Znáte technologii pro výrobu vodíkových paliv a ovládáte určité dovednosti, můžete si vyrobit vodíkový generátor sami doma. Dnes existuje několik funkčních schémat, která vám umožní vytvořit takovou instalaci. Navíc, na rozdíl od klasického zařízení, v domácí elektrodě nejsou elektrody umístěny v nádobě s vodou, ale kapalina sama vstupuje do mezer mezi deskami. Před zahájením práce na výrobě vodíkové elektrárny vlastníma rukama byste si měli důkladně prostudovat výkresy.
Výběr materiálu
Domácí řemeslníci se nejčastěji potýkají s problémem výběru elektrod. S vytvořením palivového článku je situace jednodušší a dnes existují dva hlavní typy generátorů vodíku - „mokrý“ a „suchý“. Chcete-li vytvořit první, můžete použít jakýkoli kontejner, který má dostatečnou rezervu bezpečnosti a plynotěsnosti. Tělo staré baterie pro osobní automobil lze považovat za nejlepší volbu.
Pokud je to možné, je lepší vyrobit skříň z nerezové oceli, ale to povede ke zvýšení nákladů na jednotku. Domácí „suchý“ palivový článek je vytvořen z plexiskla o tloušťce nejméně 10 cm a budou také vyžadována silikonová těsnění ve tvaru prstence.
Nejlepší elektrody jsou nerezové desky (trubky). V zásadě lze také použít železný kov, ale rychle koroduje a takové elektrody vyžadují častou výměnu. Situace je úplně jiná, pokud se používají slitiny s vysokým obsahem uhlíku legované s chromem. Příkladem takového materiálu je nerezová ocel 316L.
Při použití zkumavek musí být trubice vybrány tak, aby při instalaci jednoho prvku do druhého byla mezi nimi mezera ne více než jeden milimetr. Neméně důležitou součástí vodíkového generátoru pro automobil je generátor PWM. Díky správně sestavenému schématu zapojení je možné regulovat frekvenci proudu a bez tohoto není možné vyrábět vodík.
Chcete-li vytvořit uzávěr vody (bubbler), můžete použít jakýkoli kontejner s dostatečným ukazatelem těsnosti. Současně je vhodné jej vybavit víkem, které se pevně uzavře, ale pokud nevládní organizace vyhoří uvnitř, okamžitě se odtrhne. Aby se zabránilo vracení hnědého plynu do palivového článku, doporučuje se, aby mezi vodním zámkem a článkem byla instalována mezní hodnota.
Sestava zařízení
Pro vytvoření generátoru kyslíku je lepší zvolit „suchý“ palivový článek a elektrody by měly být vyrobeny z nerezové oceli. Je to ona, která je mezi domácími mistry nejoblíbenější. Je také důležité dodržovat určitou posloupnost akcí:
Podle velikosti generátoru je nutné řezat desky z organického skla nebo organitu, které budou použity jako boční stěny. Optimální rozměry palivového článku jsou 150x150 nebo 250x250 mm.- V částech těla je nutné vyvrtat otvory pro instalaci armatur pro kapaliny, jeden pro nevládní organizace a 4 upevňovací prvky.
- Elektrody jsou vyrobeny z oceli 316L, jejíž velikost by měla být ve srovnání s bočními stěnami menší o 10 až 20 mm. V jednom z rohů každé elektrody je nutné vytvořit kontaktní podložku pro jejich připojení do skupin, jakož i pro připojení ke zdroji energie.
- Pro zvýšení množství hnědého plynu produkovaného v elektrickém generátoru by měly být elektrody ošetřeny brusným papírem na každé straně.
- Do desek se vrtají otvory o průměru 6 mm (přívod vody) a 8-10 mm (výstup plynu). Při výpočtu vrtných míst je třeba brát v úvahu umístění trysek.
- Zaprvé jsou armatury namontovány do plexisklových desek a jsou dobře utěsněny.
- Čepy jsou nainstalovány v jedné z částí těla a poté jsou umístěny elektrody.
- Elektrodové desky jsou od bočních stěn odděleny těsněním z paronitu nebo silikonu. Podobně je nutné izolovat samotné elektrody.
- Po instalaci poslední elektrody se namontují těsnicí kroužky a generátor se uzavře druhou stěnou. Samotná konstrukce je upevněna maticemi a podložkami. V této chvíli je nesmírně důležité sledovat uniformitu utahování upevňovacích prvků a zabránit deformacím.
- Palivový článek je spojen s nádobou s kapalinou a vodním zámkem.
- Po připojení skupin elektrod v souladu s jejich pólem je generátor připojen k generátoru PWM.
Po dokončení všech montážních prací musí být zařízení upraveno. Při vytváření domácí jednotky musí být věnována zvláštní pozornost bezpečnosti, protože v případě nezodpovědného přístupu může plyn NGO explodovat.