O hidrogênio é um combustível quase perfeito para o nosso planeta. O único problema é que ele é encontrado no planeta apenas em combinação com outras substâncias. Em sua forma pura, o hidrogênio na Terra é de apenas 0,00005%. Nesse sentido, a questão do projeto de geradores de hidrogênio é muito relevante. Não esqueça que o hidrogênio é uma fonte inesgotável de energia, praticamente sob nossos pés.
Contente
O dispositivo e o princípio de operação do gerador de hidrogênio
Como funciona
O aparato clássico para geração de hidrogênio inclui um tubo de pequeno diâmetro, muitas vezes com seção transversal circular.Abaixo dele estão células especiais com eletrólito. As próprias partículas de alumínio estão localizadas no recipiente inferior. O eletrólito neste caso é adequado apenas para o tipo alcalino. Um tanque é instalado acima da bomba de alimentação, onde o condensado é coletado. Alguns modelos usam 2 bombas. A temperatura é controlada diretamente nas células.
O gerador obtém gás da água. Sua qualidade afeta diretamente a quantidade de impurezas no produto acabado. Portanto, se a água com alta concentração de íons estranhos entrar no gerador, primeiro ela terá que passar por um filtro de deionização.
Veja como ocorre o processo de obtenção do gás:
- O destilado é dividido em oxigênio (O) e hidrogênio (H) durante o processo de eletrólise.
- O2 entra no tanque de alimentação e depois escapa para a atmosfera como subproduto.
- O H2 é fornecido ao separador, separado da água, que então retorna ao tanque de abastecimento.
- O hidrogênio é re-passado através de uma membrana separadora, que extrai o oxigênio restante e então entra no equipamento cromatográfico.
método de eletrólise
Como mencionado acima, praticamente não existem fontes de energia inesgotáveis no mundo como o hidrogênio. Não se deve esquecer que 2/3 do Oceano Mundial é constituído por este elemento, e em todo o Universo, o H2, juntamente com o hélio, ocupa o maior volume. Mas para obter hidrogênio puro, você precisa dividir a água em partículas, e isso não é muito fácil de fazer.
Cientistas depois de muitos anos de truques inventados método de eletrólise. Este método baseia-se na colocação de duas placas metálicas próximas uma da outra na água, que são ligadas a uma fonte de alta tensão.Em seguida, a energia é aplicada - e um grande potencial elétrico realmente quebra a molécula de água em componentes, resultando na liberação de 2 átomos de hidrogênio (HH) e 1 de oxigênio (O).
Este gás (HHO) recebeu o nome do cientista australiano Yull Brown, que em 1974 patenteou a criação de um eletrolisador.
Célula de combustível Stanley Meyer
Um cientista dos EUA, Stanley Meyer, inventou tal instalação que não usava um forte potencial elétrico, mas correntes de uma certa frequência. A molécula de água oscila no tempo com a mudança dos impulsos elétricos e entra em ressonância. Aos poucos, ela ganha força, o que é suficiente para separar a molécula em componentes. Para tal impacto, as correntes são dez vezes menores do que para a operação de uma unidade de eletrólise padrão.
IMPORTANTE! Meyer pagou com a vida por sua invenção. Ele foi morto, segundo rumores, por ordem dos magnatas, já que sua invenção poderia matar o negócio do petróleo pela raiz. No entanto, algumas das realizações do cientista foram preservadas, então seus contemporâneos têm a oportunidade de tentar fazer tais dispositivos.
Benefícios do gás de Brown como fonte de energia
- A água da qual o HHO é obtido está presente em nosso planeta em grandes quantidades. Assim, as fontes de hidrogênio são praticamente inesgotáveis.
- A combustão do gás de Brown produz vapor de água. Ele pode ser recondensado em um líquido e usado como matéria-prima novamente.
- A combustão do HHO não libera substâncias nocivas na atmosfera e não forma subprodutos além da água. Podemos dizer que o gás da Brown é o combustível mais ecológico do mundo.
- Ao usar um gerador de hidrogênio, o vapor de água é liberado.Sua quantidade é suficiente para manter uma umidade confortável na sala por um longo tempo.
IMPORTANTE! O hidrogênio também pode ser obtido por craqueamento - refino de petróleo (libera gás como subproduto). Este método é mais barato do que a obtenção por eletrólise, mas pode haver dificuldades no transporte do gás. Além disso, o gás produzido por eletrólise é muito mais limpo do que o produzido por craqueamento.
O escopo do gerador de hidrogênio
H2 é um transportador de energia moderno que é usado ativamente em muitas áreas industriais. Aqui estão apenas alguns:
- produção de cloreto de hidrogênio (HC)l;
- produção de combustível para lançadores de foguetes;
- produção de amônia;
- processamento de metal e corte nele;
- desenvolvimento de fertilizantes para áreas suburbanas;
- síntese de ácido nítrico;
- criação de álcool metílico;
- indústria alimentícia;
- produção de ácido clorídrico;
- criação de sistemas de "piso quente".
Além disso, o HHO tornou-se muito útil na vida cotidiana, porém, com ressalvas. Em primeiro lugar, é usado para sistemas de aquecimento autônomos. Além disso, o gás de Brown é adicionado à gasolina na tentativa de enganar o motor e economizar combustível.
Ambos os casos têm características próprias. Portanto, ao organizar o aquecimento doméstico, você precisa levar em consideração que a temperatura de combustão do HHO é uma ordem de grandeza maior que a do metano. A este respeito, é necessário comprar uma caldeira especial cara com um bico resistente ao calor. Caso contrário, o proprietário e sua casa estarão em perigo considerável.
Quanto ao uso de um gerador em um carro, às vezes o sistema pode funcionar - se for projetado corretamente. Mas é quase impossível encontrar parâmetros ideais ou um fator de ganho de potência.Além disso, não está totalmente claro o quanto a vida útil do motor será reduzida e sua substituição custará um bom centavo.
O que é necessário para fazer uma célula de combustível em casa
Criar uma unidade de hidrogênio em casa não é uma tarefa fácil. Você precisa se armar não apenas com várias ferramentas, mas também com o conhecimento relevante, além de diagramas.
Projetando um gerador de hidrogênio: diagramas e desenhos
O dispositivo consiste em um reator com eletrodos instalados, um gerador PWM para fornecimento de energia, um selo d'água, fios e mangueiras conectando a estrutura. Até o momento, são conhecidos vários esquemas de eletrolisadores, onde placas ou tubos são usados como eletrodos.
Dispositivos de eletrólise seca também são populares. Ao contrário da versão clássica, nesta unidade, as placas não são colocadas em um recipiente com líquido, mas a própria água é direcionada para o vão entre os eletrodos planos.
A escolha de materiais para a construção de um gerador de hidrogênio
Para fazer um gerador em casa, não são necessárias ferramentas especiais e incomuns. Aqui está o que você precisa para se preparar:
- serra para trabalhar com produtos de metal;
- perfurar e perfurar para isso;
- jogo de chaves;
- chaves de fenda planas e com fenda;
- rebarbadora ("moedor") com um círculo para cortar metal;
- multímetro e medidor de vazão;
- régua;
- marcador.
Gerador de hidrogênio DIY: instruções
O processo começa com a criação de uma célula de produção de hidrogênio. Em termos de dimensões, deve ser um pouco menor que os parâmetros internos de comprimento e largura da carcaça do gerador. Em altura, é 2/3 da altura do edifício principal. A célula é feita de textolite ou plexiglass (espessura da parede 5-7 mm).Para fazer isso, 5 placas são cortadas no tamanho, das quais um retângulo é colado e sua parte inferior não é fechada por nada.
Usando um moedor, as placas de eletrodo são cortadas de uma chapa de aço inoxidável. Em tamanho, eles devem ser 10 a 20 mm menores que as paredes laterais.
IMPORTANTE! Para obter HHO suficiente, o aço inoxidável deve ser lixado em ambos os lados.
Em cada placa é necessário fazer 2 furos: para fornecer água ao espaço entre os eletrodos e para retirar o gás de Brown.
As conexões para abastecimento de água e extração de gás são inseridas nas paredes de painéis duros. As juntas onde foram fixadas são cuidadosamente tratadas com selante. Os pinos são instalados em uma das partes transparentes do corpo e, em seguida, os eletrodos são colocados.
IMPORTANTE! O plano dos eletrodos da placa deve ser plano, caso contrário os elementos podem causar um curto-circuito.
As placas são destacadas das laterais do reator por meio de o-rings, que podem ser de silicone, paronita ou outro material. Tendo colocado a última placa, um anel de vedação é montado, após o que o gerador é fechado com uma segunda parede de papelão. A estrutura resultante é fixada com arruelas e porcas.
O gerador é conectado a um tanque de água e um borbulhador usando mangueiras de polietileno. As almofadas de contato dos eletrodos são interconectadas, após o que a energia é conectada a elas. A célula é energizada por um gerador PWM.
Hidrogênio em casa: há algum benefício
Observamos imediatamente: não é lucrativo usar um gerador de hidrogênio para aquecer uma casa.Você gastará mais eletricidade liberando H2 puro do que obterá energia queimando-o. Então, para 1 kW de calor, são gastos 2 kW de eletricidade, ou seja, não há benefício. Mais fácil de instalar em casa qualquer um dos caldeiras elétricas.
Para substituir 1 litro de gasolina para um carro, serão necessários 4.766 litros de hidrogênio puro ou 7.150 litros de gás detonante, sendo 1/3 de oxigênio. Até agora, mesmo as melhores mentes do mundo não desenvolveram uma unidade capaz de entregar tal desempenho.
Manutenção de geradores de hidrogênio
O equipamento deve ser cuidadosamente mantido. Os especialistas aconselham seguir as seguintes dicas:
- não melhore ou modifique o gerador por conta própria, mesmo que tenha um desenho de engenharia profissional;
- recomenda-se a instalação de sensores de temperatura especiais dentro do trocador de calor do equipamento, o que possibilitará controlar o processo de superaquecimento da água;
- válvulas de fechamento podem ser instaladas no queimador e conectadas ao sensor de temperatura. Isso permitirá que o aparelho esfrie adequadamente.
Um gerador de fabricação própria permite obter hidrogênio, mas é usado principalmente para experimentos e soldagem a gás. Para aquecer uma estrutura considerável, a eficiência do dispositivo simplesmente não é suficiente. E, ao mesmo tempo, não se deve esquecer a baixa eficiência do dispositivo, bem como o incômodo e o custo de montá-lo.
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