Мировые запасы нефти истощаются и ученые стремятся найти замену бензину. Одним из неиссякаемых источников энергии является водород. Кроме этого, он экологически безопасен, что имеет большое значение в современных условиях. Сегодня уже существуют рабочие водородные генераторы, например, в области автомобилестроения. Лучших результатов удалось добиться инженерам японской компании Toyota, создавшим рабочий прототип авто.
Принцип работы
Водород может использоваться для обогрева домов или в качестве топлива для автотранспорта. В первом случае можно добиться хорошего КПД благодаря высокому показателю теплопроводности вещества. Во время реакции окисления один атомами кислорода соединятся с двумя водородными, что приводит к образованию воды. Одновременно выделяется примерно в 3 раза больше тепла в сравнении со сжиганием природного газа.
Среди всех известных сегодня науке источников энергии, именно это вещество следует считать наиболее перспективным — мировой океан планеты дна две третьих состоит из этого вещества, а во Вселенной по распространению конкуренцию водороду может составить лишь гелий. таким образом, двигатель, работающий на этом топливе, можно считать лучшим.
Однако есть довольно серьезная проблема — для получения чистого водорода необходимо расщеплять воду, а это не самый простой процесс. Сегодня ученые считают, что проще всего для расщепления молекул воды использовать электролиз. Этот процесс известен каждому человеку со школьного курса физики: напряжение с высоким электрическим потенциалом буквально разрывает молекулы воды на составляющие элементы.
В результате образуется газ, имеющий формулу HHO с показателем теплотворной способности в 121 МДж/кг. Он был назван в честь физика Ю. Брауна и при горении не выделяет никаких вредных веществ. Особенность вещества заключается в том, что для его применения можно использовать те же емкости, которые сегодня применяются в качестве котлов для метана либо пропана. Однако необходимо предпринять дополнительные меры безопасности, так как газ Брауна является сильной гремучей смесью.
Водородный генератор для автомобиля состоит из двух основных элементов:
- электролизера.
- резеэвуара.
В герметичной емкости устройства располагаются пары электродных пластин, а сама она оснащается патрубком для выхода газа, клеммами, защитным клапаном, водяным затвором и горловиной для заливки воды. Такая конструкция позволяет устранить процесс распространения обратного горения газа Брауна и добиться горения водорода только на выходе из горелки.
Но использование классического гидролизера является нерентабельным, так как предполагает значительный расход электрической энергии. Однако выход из сложившейся ситуации был найден — токи определенной частоты. В результате молекулы воды входят в резонанс с электроимпульсами и расщепляются на составляющие. Собрав такое устройство можно получать топливо из воды своими руками.
Область применения и преимущества
На сегодняшний день описанная конструкция электролизера является столь же привычным агрегатом, как и плазменный резак. Следует заметить, что водородогенератор сначала достаточно активно использовался для проведения сварочных работ. Сегодня ситуация изменилась и газ Брауна можно применять для решения следующих задач:
Снижается расход традиционного топлива в автомобильном транспорте.- Уменьшается количество вредных выбросов и увеличивает эффективность старых котельных.
- Достигается хорошая экономия топлива на тепловых электростанциях.
- Портативные установки можно использовать в быту, например, для подогрева воды или приготовления пищи.
- Используется для создания более эффективных и экологически чистых силовых установок.
Преимущества использования газа Брауна очевидны: достаточно вспомнить о запасах вещества и его экологичности.
Рекомендации по изготовлению
Зная технологию получения водородного топлива и обладая определенными навыками, в домашних условиях можно сделать водородный генератор своими руками. Сегодня существует несколько работоспособных схем, позволяющих создать такую установку. Причем в отличие от классического устройства, в самодельном электроды помещаются не в емкость с водой, а сама жидкость поступает в зазоры между пластинами. Перед началом проведения работ по изготовлению водородной установки своими руками следует внимательно изучить чертежи.
Выбор материалов
Чаще всего домашние мастера сталкиваются с проблемой выбора электродов. С созданием топливной ячейки ситуация более простая и сегодня существует два основных типа генераторов водорода — «мокрый» и «сухой». Для создания первого можно использовать любой контейнер, имеющий достаточный запас прочности и газонепроницаемости. Оптимальным выбором можно считать корпус от аккумулятора старого образца для легковой машины.
Если есть возможность, то лучше изготовить корпус самостоятельно из нержавейки, но это приведет к увеличению стоимости агрегата. Самодельная топливная ячейка «сухого» типа создается из оргстекла толщиной не менее 10 см, а также потребуются уплотнения в форме кольца из силикона.
Лучшими электродами будут пластины (трубки) из нержавейки. В принципе можно использовать и черный металл, но он быстро подвергается коррозии и такие электроды требуют частой замены. Совершенно иначе дело обстоит при использовании высокоуглеродистых сплавов, легированных хромом. Примером такого материала является нержавейка марки 316L.
При использовании трубок, они должны подбираться так, чтобы при установке одного элемента в другой между ними был обеспечен зазор величиной не более одного миллиметра. Не менее важной деталью генератора водорода для автомобиля является ШИМ-генератор. Именно благодаря правильно собранной электросхеме можно регулировать частоту тока, а без этого добывать водород не представляется возможным.
Для создания водного затвора (бабблера) можно использовать любую емкость, обладающую достаточным показателем герметичности. При этом ее желательно оснастить крышкой, которая плотно закрывается, но при возгорании ННО внутри сразу будет сорвана. Для предотвращения возврата газа Брауна в топливную ячейку, рекомендуется установить отсекатель между водным затвором и электролизером.
Сборка устройства
Для создания кислородного генератора лучше выбрать «сухую» топливную ячейку, а электроды стоит изготовить из нержавейки. Именно она пользуется наибольшей популярностью среди домашних мастеров. Также важно придерживаться определенной последовательности действий:
По размеру генератора необходимо нарезать пластины из органического стекла или органита, которые будут использоваться в качестве боковых стенок. Оптимальными размерами для топливной ячейки являются 150х150 или 250х250 мм.- В корпусных деталях необходимо просверлить отверстия для установки штуцеров для жидкости, одно для ННО и 4 крепежных.
- Из стали марки 316L изготавливаются электроды, размер которых должен быть на 10−20 мм меньше в сравнении с боковыми стенками. В одном из углов каждого электрода необходимо сделать контактную площадку для соединения их в группы, а также подключения к источнику питания.
- Чтобы увеличить количество получаемого в электрогенераторе газа Брауна, электроды следует обработать наждачной бумагой с каждой стороны.
- В пластинах сверлятся отверстия диаметром 6 мм (подача воды) и 8−10 мм (отвод газа). При расчете мест сверления необходимо учитывать месторасположение патрубков.
- Сначала в пластины из оргстекла монтируются штуцера и хорошо герметизируются.
- В одну из корпусных деталей устанавливаются шпильки, а затем укладываются электроды.
- Электродные пластины отделяются от боковых стенок прокладками из паронита либо силикона. Аналогичным образом необходимо изолировать и сами электроды.
- После установки последнего электрода монтируются уплотнительные кольца и генератор закрывается второй стенкой. Сама конструкция скрепляется с помощью гаек с шайбами. В этот момент крайне важно следить за равномерностью затяжки крепежных элементов и не допустить перекосов.
- Топливная ячейка подключается к емкости с жидкостью и водному затвору.
- После соединения групп электродов в соответствии с их полюсом, генератор подключается к ШИМ-генератору.
После завершения всех работ по сборке прибор необходимо отрегулировать. Особое внимание при создании самодельного агрегата необходимо уделить безопасности, так как при безответственном отношении газ ННО может взорваться.
