Kami terbiasa mempertimbangkan gas alam sebagai jenis bahan bakar yang paling terjangkau. Tetapi ternyata ia memiliki alternatif yang layak - hidrogen diperoleh dengan memisahkan air. Bahan awal untuk produksi bahan bakar ini umumnya gratis. Dan jika Anda juga membuat generator hidrogen dengan tangan Anda sendiri, penghematannya akan sangat luar biasa. Baik?
Kami siap berbagi dengan Anda informasi berharga tentang opsi dan aturan perakitan untuk instalasi teknis yang dirancang untuk produksi hidrogen. Mempelajari artikel yang disajikan kepada Anda akan menjadi jaminan produksi perangkat yang berfungsi sempurna.
Mereka yang ingin membuat generator bahan bakar murah, tetapi sangat produktif dengan tangan mereka sendiri, kami menawarkan petunjuk terperinci. Kami memberikan rekomendasi untuk operasi yang kompeten. Sebagai tambahan informatif yang secara jelas menjelaskan prinsip tindakan, aplikasi foto dan video digunakan.
Metode Produksi Hidrogen
Pelajaran kimia di SMA pernah memberikan penjelasan tentang cara mendapatkan hidrogen dari air biasa yang mengalir dari keran. Ada hal seperti itu di bidang kimia - elektrolisis. Berkat elektrolisis, dimungkinkan untuk menghasilkan hidrogen.
Instalasi hidrogen yang paling sederhana adalah sejenis tangki berisi air. Di bawah lapisan air ada dua elektroda pelat. Arus listrik dipasok ke mereka. Karena air adalah penghantar arus listrik yang sangat baik, kontak dengan resistansi rendah dibuat antara pelat.
Arus yang mengalir melalui resistansi air yang rendah berkontribusi pada pembentukan reaksi kimia, sebagai akibatnya hidrogen terbentuk.
Skema instalasi hidrogen eksperimental, yang pada masa lalu dipelajari dalam program sekolah menengah di kelas kimia. Ternyata, untuk praktik kebutuhan sehari-hari modern, pelajaran-pelajaran itu tidak berlebihan.
Tampaknya semuanya sederhana dan masih sedikit - untuk mengumpulkan hidrogen yang terbentuk untuk menggunakannya sebagai insinyur energi. Namun dalam kimia, tidak pernah membuang dengan detail halus.
Jadi di sinilah: jika hidrogen bergabung dengan oksigen, campuran eksplosif terbentuk pada konsentrasi tertentu. Momen ini adalah salah satu fenomena kritis yang membatasi kemampuan untuk membangun stasiun rumah yang cukup kuat.
Desain generator hidrogen
Untuk konstruksi generator hidrogen dengan tangan mereka sendiri, mereka biasanya menggunakan skema instalasi Brown klasik sebagai dasarnya. Seperti rata-rata, electrolyzer daya terdiri dari sekelompok sel, yang masing-masing berisi kelompok elektroda lempeng. Kekuatan pemasangan ditentukan oleh luas permukaan total elektroda pelat.
Sel ditempatkan di dalam tangki yang terisolasi dengan baik dari lingkungan luar. Pipa untuk menghubungkan saluran air, saluran keluar hidrogen, serta panel kontak untuk menghubungkan listrik ditampilkan di badan tangki.
Peralatan untuk menghasilkan hidrogen, dirancang sesuai dengan skema Brown. Menurut semua perhitungan, instalasi ini harus sepenuhnya menyediakan panas dan cahaya bagi rumah tangga. Pertanyaan lain adalah dimensi dan kapasitas apa yang memungkinkan ini dilakukan (+)
Sirkuit generator Brown, antara lain, menyediakan rana air dan katup periksa. Karena elemen-elemen ini, instalasi dilindungi terhadap pengembalian hidrogen. Menurut skema ini, perakitan instalasi hidrogen secara teori dimungkinkan, misalnya, untuk mengatur pemanasan rumah pedesaan.
Pemanasan hidrogen di dalam rumah
Merakit generator hidrogen untuk pemanasan rumah yang efisien bukanlah ide yang fantastis, tetapi jelas sangat tidak menguntungkan. Untuk mendapatkan jumlah hidrogen yang diperlukan untuk ruang ketel rumah, Anda tidak hanya akan memerlukan unit elektrolisis yang kuat, tetapi juga sejumlah besar energi listrik.
Kompensasi listrik yang dikonsumsi dengan hidrogen yang diperoleh di rumah dipandang sebagai proses irasional.
Generator hidrogen rumah nyata. Satu-satunya hal yang mengecewakan hanyalah versi eksperimental, yang hanya dapat menunjukkan bagaimana nyala api muncul dari percikan api
Namun demikian, upaya untuk memecahkan masalah bagaimana membuat generator hidrogen untuk rumah dengan tangan Anda sendiri tidak berhenti. Artikel yang kami anjurkan agar Anda membiasakan diri dengan prinsip operasi dan desain salah satu model praktik yang diuji dari boiler hidrogen
Dan ini adalah contoh dari salah satu opsi penyiksaan:
- Wadah yang ketat dan dapat diandalkan sedang dipersiapkan.
- Elektroda berbentuk tabung atau plat dibuat.
- Sirkuit kontrol untuk tegangan dan arus pengoperasian sedang dirakit.
- Modul tambahan untuk workstation sedang dibuat.
- Aksesori dipilih (selang, kabel, pengencang).
Secara alami, Anda akan memerlukan alat kit, termasuk peralatan khusus, misalnya, osiloskop dan pengukur frekuensi. Setelah dilengkapi dengan semua yang Anda butuhkan, Anda dapat melanjutkan langsung ke pembuatan instalasi pemanas hidrogen untuk rumah.
Implementasi proyek Do-it-yourself
Awalnya, Anda perlu membuat sel generasi hidrogen. Sel bahan bakar memiliki dimensi keseluruhan sedikit lebih kecil dari dimensi internal panjang dan lebar selubung generator. Tingginya, ukuran balok dengan elektroda adalah 2/3 dari tinggi badan utama.
Sel dapat dibuat dari textolite atau plexiglass (ketebalan dinding 5-7 mm). Untuk ini, lima pelat textolite dipotong ukurannya. Dari jumlah tersebut, persegi panjang direkatkan (dengan lem epoksi), bagian bawahnya tetap terbuka.
Pelat kaca organik semacam itu membentuk tubuh sel bahan bakar generator hidrogen. Benar, versi rekayasa yang sedikit berbeda ditampilkan di sini - untuk perakitan dan pengikat dengan sekrup
Di sisi atas persegi panjang, jumlah lubang kecil yang diperlukan dibor untuk beting pelat elektroda, satu lubang kecil untuk sensor level, ditambah satu lubang dengan diameter 10-15 mm untuk output hidrogen.
Di dalam persegi panjang ditempatkan elektroda platinum, betis kontak yang dibawa keluar melalui bukaan plat atas di luar sel. Sensor level air dipasang pada 80% dari pengisian sel. Semua transisi dalam pelat textolite (kecuali untuk output hidrogen) diisi dengan lem epoksi.
Fitur desain dari modul yang ditunjukkan pada foto generator adalah bentuk eksekusi yang berbentuk silinder. Elektroda sumber energi miniatur ini juga dibuat berbeda.
Lubang outlet hidrogen harus dilengkapi dengan fitting - perbaiki secara mekanis, menggunakan segel atau lem. Sel pembangkitan hidrogen yang dirakit ditempatkan di dalam badan utama perangkat dan disegel dengan hati-hati di sekeliling atas (sekali lagi, epoksi dapat digunakan).
Ini adalah kasus untuk generator hidrogen untuk proyek percontohan berikutnya. Ini menarik ide sederhana, tetapi opsi ini sepertinya tidak cocok untuk stasiun yang kuat yang dirancang untuk memanaskan kamar di rumah pribadi
Tetapi sebelum meletakkan sel di dalam, rumah generator harus disiapkan:
- membuat pasokan air di area bawah;
- buat penutup atas dengan pengencang;
- mengambil bahan penyegel yang andal;
- letakkan blok terminal listrik pada penutup;
- tempatkan pengumpul hidrogen di sampulnya.
Hasilnya harus generator hidrogen yang siap pakai sebagian setelah:
- Sel bahan bakar dimuat ke dalam housing.
- Elektroda terhubung ke strip terminal penutup.
- Outlet hidrogen terhubung ke pengumpul hidrogen.
- Penutup dipasang pada perumahan melalui segel dan diamankan.
Tetap hanya menghubungkan air dan modul tambahan.
Penambahan generator hidrogen
Perangkat buatan sendiri untuk memproduksi hidrogen harus dilengkapi dengan modul tambahan. Misalnya, modul pasokan air yang terintegrasi secara fungsional dengan sensor level yang dipasang di dalam generator.
Dalam bentuk sederhana, modul seperti itu diwakili oleh pompa air dan pengontrol kontrol. Pompa dikendalikan oleh pengontrol sesuai dengan sinyal sensor, tergantung pada level air di dalam sel bahan bakar.
Elemen struktural tambahan yang ingin Anda sertakan dalam desain stasiun hidrogen apa pun dan bahkan eksperimental. Tanpa perangkat otomatisasi, kontrol, dan perlindungan, generator hidrogen tidak dapat dioperasikan
Bahkan, juga diinginkan untuk memiliki alat yang mengontrol frekuensi arus listrik dan tingkat tegangan yang diterapkan pada terminal elektroda kerja sel bahan bakar. Minimal, modul listrik harus dilengkapi dengan penstabil tegangan dan proteksi arus berlebih.
Kolektor hidrogen, dalam bentuknya yang paling sederhana, terlihat seperti sebuah tabung, di mana katup, pengukur tekanan, katup terletak. Hidrogen diambil dari kolektor melalui katup non-balik dan benar-benar dapat dipasok ke konsumen.
Kolektor dan pengukur hidrogen adalah bagian integral dari sistem hidrogen, yang memastikan distribusi gas dan kontrol tekanan
Namun dalam praktiknya, hal-hal sedikit lebih rumit. Hidrogen adalah gas ledakan yang memiliki suhu pembakaran tinggi. Karena itu, cukup dengan mengambil dan memompa hidrogen ke dalam sistem ketel sebagai bahan bakar - ini tidak akan berhasil.
Kriteria Kualitas Instalasi
Sangat sulit untuk memasang instalasi berkualitas tinggi yang efisien dan produktif di rumah. Misalnya, jika Anda bahkan mempertimbangkan kriteria seperti logam dari mana pelat atau tabung elektroda dibuat, sudah ada risiko mengalami masalah.
Daya tahan elektroda tergantung pada jenis logam dan sifat-sifatnya. Anda bisa, tentu saja, menggunakan stainless steel yang sama, tetapi umur elemen tersebut akan berumur pendek.
Semacam parodi pelat elektroda untuk generator hidrogen. Pelat diambil dari kapasitor variabel konvensional, yang terbuat dari aluminium. Elektroda semacam itu akan bertahan tepat setengah jam, bahkan sebagai bagian dari sistem eksperimen kecil
Dimensi instalasi juga memainkan peran penting. Diperlukan perhitungan dengan akurasi tinggi sehubungan dengan daya yang dibutuhkan, kualitas air dan parameter lainnya.
Jadi, jika celah antara elektroda yang bekerja di luar nilai yang dihitung, generator hidrogen mungkin tidak berfungsi sama sekali. Dalam kasus terburuk, kekuatan untuk penghitungan itu dibuat beberapa kali lebih kecil.
Bahkan penampang kabel yang menghubungkan elektroda ke sumber daya penting dalam perangkat generator hidrogen. Benar, ini menyangkut operasi perangkat yang aman. Namun demikian, detail desain dalam versi rumah ini harus diperhitungkan.
Kembali ke operasi sistem yang aman, kita juga tidak boleh melupakan pengenalan rana air ke dalam desain, yang mencegah gerakan balik gas.
Meskipun ada sejumlah perkembangan generator hidrogen buatan sendiri yang mengesankan, belum ada opsi yang efektif. Semua model lebih rendah dari peralatan pabrik.
Generator Industri
Pada tingkat produksi industri, teknologi pembuatan untuk generator hidrogen rumah tangga secara bertahap dikuasai dan dikembangkan. Biasanya, pembangkit listrik yang digunakan di rumah diproduksi, yang kekuatannya tidak melebihi 1 kW.
Peralatan semacam itu dirancang untuk menghasilkan bahan bakar hidrogen dalam mode operasi berkelanjutan selama tidak lebih dari 8 jam. Tujuan utama mereka adalah pasokan energi sistem pemanas.
Instalasi untuk digunakan sebagai bagian dari kondominium juga sedang dikembangkan dan diproduksi. Ini sudah struktur yang lebih kuat (5-7 kW), yang tujuannya bukan hanya energi sistem pemanas, tetapi juga pembangkit listrik. Opsi kombinasi ini dengan cepat mendapatkan popularitas di negara-negara Barat dan di Jepang.
Generator hidrogen kombinasi ditandai sebagai sistem dengan efisiensi tinggi dan emisi karbon dioksida yang rendah.
Contoh pabrik industri nyata dengan kapasitas hingga 5 kW. Di masa depan, instalasi seperti itu direncanakan akan dilakukan untuk melengkapi pondok dan kondominium.
Industri Rusia juga mulai terlibat dalam jenis produksi bahan bakar yang menjanjikan ini. Secara khusus, Norilsk Nikel menguasai teknologi produksi pabrik hidrogen, termasuk yang domestik.
Direncanakan untuk menggunakan berbagai jenis sel bahan bakar dalam proses pengembangan dan produksi:
- membran penukar proton;
- asam fosfat;
- metanol pertukaran proton;
- basa;
- oksida padat.
Sementara itu, proses elektrolisis bersifat reversibel. Fakta ini menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk memperoleh air yang sudah dipanaskan tanpa membakar hidrogen.
Tampaknya ini adalah ide lain, yang dapat digunakan untuk meluncurkan putaran gairah baru yang terkait dengan produksi bahan bakar gratis untuk boiler rumah.
Saat bereksperimen dengan model buatan sendiri di rumah, Anda perlu mempersiapkan diri untuk hasil yang paling tidak terduga, tetapi pengalaman negatif juga merupakan pengalaman:
Generator hidrogen mandiri untuk rumah masih merupakan proyek yang ada pada level satu ide. Tidak ada proyek pembangkit hidrogen yang praktis terealisasi dengan tangan mereka sendiri, dan yang diposisikan dalam jaringan adalah imajinasi penulisnya atau pilihan murni teoretis.
Jadi tetap hanya mengandalkan produk industri yang mahal, yang menjanjikan akan muncul dalam waktu dekat.
Apakah Anda tahu model asli generator hidrogen yang tidak dijelaskan dalam artikel? Mungkin Anda ingin berbagi informasi berharga yang akan berguna bagi tuan rumah? Silakan tulis komentar di blok di bawah ini, kirim foto tentang topik tersebut, ungkapkan pendapat Anda.