Generatori di idrogeno fai-da-te per auto: disegni, schemi e manuali. Come realizzare un generatore di idrogeno per la tua casa con le tue mani: consigli pratici per la produzione e l'installazione Disegni del forno a idrogeno fai-da-te

Dagli schermi televisivi ci viene detto che la quantità di petrolio sta diminuendo rapidamente e presto le auto a benzina diventeranno un ricordo del lontano passato. Questo non è del tutto vero.

In effetti, il numero di riserve accertate di petrolio non è molto elevato. A seconda del grado di consumo, possono durare da 50 a 200 anni. Ma queste statistiche non tengono conto dei siti di produzione petrolifera finora inesplorati.

In effetti, c'è più che abbastanza petrolio sul nostro pianeta. Un'altra domanda è che la complessità della sua estrazione è in costante aumento, il che significa che anche il prezzo è in aumento. Inoltre, il fattore ambientale non può essere scontato. I gas di scarico inquinano molto l'ambiente e bisogna fare qualcosa al riguardo.

La scienza moderna ha creato molte fonti di energia alternative fino al motore della fissione nucleare nelle vostre macchine. Ma la maggior parte di queste tecnologie sono ancora concetti senza possibilità di reale applicazione. Almeno così era fino a poco tempo fa.

Ogni anno, le aziende di costruzione di macchine producono sempre più macchine che funzionano con fonti di alimentazione alternative. Una delle soluzioni più efficaci in questo contesto è un motore a idrogeno del marchio Toyota. Ti permette di dimenticare completamente la benzina, rendendo l'auto un veicolo ecologico ed economico.

Motori a idrogeno

Tipi di motori a idrogeno e loro descrizione

La scienza è in continua evoluzione. Nuovi concetti emergono ogni giorno. Ma solo il meglio di loro diventa realtà. Ora ci sono solo due tipi di motori a idrogeno che possono essere economici e produttivi.

Il primo tipo di motore a idrogeno funziona con celle a combustibile. Sfortunatamente, i motori a idrogeno di questo tipo hanno ancora un costo elevato. Il fatto è che il design contiene materiali costosi come il platino.

Il secondo tipo include motori a combustione interna a idrogeno. Il principio di funzionamento di tali dispositivi è molto simile ai modelli a propano. Ecco perché sono spesso riconfigurati per funzionare sotto idrogeno. Sfortunatamente, l'efficienza di tali dispositivi è di un ordine di grandezza inferiore a quelli che funzionano a celle a combustibile.

Al momento, è difficile dire quale delle due tecnologie per la creazione di motori a idrogeno vincerà. Ognuno ha i suoi pro e contro. In ogni caso, il lavoro in questa direzione non si ferma. Pertanto, è del tutto possibile che entro il 2030 un'auto con motore a idrogeno possa essere acquistata presso qualsiasi concessionaria di automobili.

Principio di funzionamento

Il motore a idrogeno funziona secondo il principio dell'elettrolisi. Questo processo avviene in acqua sotto l'influenza di un catalizzatore speciale. Di conseguenza, viene rilasciato idrogeno. La sua formula chimica è la seguente: HHO. Il gas non è esplosivo.

Importante! All'interno di appositi contenitori, il gas viene miscelato con la miscela aria-carburante.

Il generatore include un elettrolizzatore e un serbatoio. L'attuale modulatore è responsabile del processo di generazione del gas. Per garantire i migliori risultati, nei motori a iniezione di idrogeno è installato un ottimizzatore. Questo dispositivo è responsabile della regolazione del rapporto tra la miscela aria-carburante e il gas di Brown.

Caratteristiche dei catalizzatori

I catalizzatori utilizzati per creare la reazione desiderata in un motore a idrogeno possono essere di tre tipi:

1. Banche cilindriche. Questo è il progetto più semplice, che opera su un sistema di controllo piuttosto primitivo. Le prestazioni di un motore a idrogeno funzionante con questo catalizzatore non superano 0,7 litri di gas al minuto. Tali sistemi possono essere utilizzati su auto con motore a idrogeno fino a un litro e mezzo. Aumentare il numero di lattine consente di superare questo limite.
2. Celle separate. Si ritiene che questo tipo di catalizzatore sia il più efficiente. Le prestazioni del sistema sono superiori a due litri di gas al minuto, l'efficienza è massima.
3. Piastre aperte o catalizzatore secco. Questo sistema è progettato per durare a lungo. La produttività oscilla nell'intervallo da uno a due litri di gas al minuto. La posizione aperta fornisce il raffreddamento più efficiente.

L'efficienza dei motori a idrogeno cresce ogni anno. I dispositivi ibridi funzionanti a idrogeno e benzina stanno ora iniziando a essere messi in funzione. A loro volta, i progettisti non smettono di cercare il modello di catalizzatore più efficiente che offra prestazioni ancora maggiori.

Motore a idrogeno fai da te

Generatore

Per creare un efficiente motore a idrogeno per un'auto con le tue mani, devi iniziare con un generatore. Il generatore fatto in casa più semplice è un contenitore sigillato con liquido in cui sono immersi gli elettrodi. Per un tale dispositivo è sufficiente un'alimentazione a 12 V.

Il raccordo è installato sul coperchio della struttura. Rimuove una miscela di idrogeno e ossigeno. In realtà, questa è la base del generatore per il motore a idrogeno, che è collegato al motore a combustione interna.

Per creare un sistema completo, avrai anche bisogno di un'unità aggiuntiva e di una batteria. È meglio utilizzare un filtro dell'acqua come alloggiamento oppure è possibile acquistare un'installazione speciale. In quest'ultimo vengono utilizzati elettrodi cilindrici di maggiore produttività.

Come puoi vedere, isolare il gas giusto per la reazione non è così difficile. È molto più difficile produrlo nella quantità necessaria per un motore a idrogeno. Per aumentare l'efficienza è necessario utilizzare elettrodi di rame. In casi estremi è adatto anche l'acciaio inossidabile.

Durante la reazione, la corrente deve essere fornita con intensità diverse. Pertanto, senza un'unità elettronica non si può fare. Inoltre, nel serbatoio deve esserci sempre una certa quantità di acqua affinché la reazione avvenga in condizioni normali. Il sistema di alimentazione automatica nel motore a idrogeno risolve questo problema. L'intensità dell'elettrolisi fornisce una quantità sufficiente di sale.

Importante! Se l'acqua viene distillata, non ci sarà affatto elettrolisi.

Per fare l'acqua per un motore a idrogeno, devi prendere 10 litri di liquido e aggiungere un cucchiaio di idrossido.

Dispositivo motore a idrogeno

Prima di tutto, devi prenderti cura di serbatoi e condutture aggiuntivi. Il motore a idrogeno necessita di un sensore del livello dell'acqua, che è installato al centro del coperchio. Ciò eviterà false attivazioni quando ci si sposta su e giù. È lui che darà il comando al sistema di ricarica automatica quando necessario.

Il sensore di pressione svolge un ruolo speciale. Si accende a 40 psi. Non appena la pressione interna raggiunge 45 psi, il pompaggio viene disattivato. Al di sopra di 50 psi il fusibile scatterà.

La miccia per un motore a idrogeno deve essere composta da due parti: una valvola di rilascio di emergenza e un disco di rottura. Il disco di rottura si attiverà quando la pressione raggiunge i 60 psi senza causare danni al sistema.

Per rimuovere il calore, devi usare la candela più fredda. Le candele con punte di platino non sono adatte. Il platino è un ottimo catalizzatore per la reazione di idrogeno e ossigeno.

Importante! Prestare particolare attenzione alla creazione della ventilazione del basamento per il motore a idrogeno.

Parte elettrica

Un ruolo importante nel circuito elettrico del motore a idrogeno è svolto dal timer 555. Funge da generatore di impulsi. Inoltre, può essere utilizzato per regolare la frequenza e l'ampiezza dell'impulso.

Importante! Il timer ha tre gamme di frequenza. La resistenza dei resistori è entro 100 ohm. La connessione avviene in parallelo.

La scheda del motore a idrogeno dovrebbe avere due timer a impulsi 555. Il primo dovrebbe avere condensatori più grandi. L'uscita dalla gamba 3 va al secondo generatore. In realtà lo accende.

La terza uscita del secondo timer del generatore di idrogeno pulsato è collegata a resistori da 220 e 820 ohm. Il transistor amplifica la corrente al valore desiderato. Il diodo 1N4007 è responsabile della sua protezione. Ciò garantisce il normale funzionamento dell'intero sistema.

Risultati

Ora il motore a idrogeno non è più frutto dell'immaginazione degli scienziati, ma uno sviluppo molto reale che puoi realizzare da solo. Naturalmente, in termini di caratteristiche, una tale unità sarà inferiore al modello di fabbrica. Ma il risparmio per il motore a combustione interna sarà comunque notevole.

I motori a idrogeno non solo aiutano a ridurre il consumo di benzina, ma sono anche completamente rispettosi dell'ambiente. Ecco perché, nel primo trimestre, le vendite dell'auto a idrogeno di Toyota hanno battuto tutti i record in Giappone.

L'utilizzo dell'idrogeno come fonte di energia per il riscaldamento di una casa è un'idea molto allettante, perché il suo potere calorifico (33,2 kW/m3) è più di 3 volte superiore a quello del gas naturale (9,3 kW/m3). Teoricamente, per estrarre gas combustibile dall'acqua e poi bruciarlo in una caldaia, si può utilizzare un generatore di idrogeno per il riscaldamento. Ciò che può derivarne e come realizzare un dispositivo del genere con le tue mani sarà descritto in questo articolo.

Il principio di funzionamento del generatore

Come vettore energetico, l'idrogeno non ha davvero eguali e le sue riserve sono praticamente inesauribili. Come abbiamo già detto, una volta bruciato, sprigiona un'enorme quantità di energia termica, incomparabilmente superiore a qualsiasi combustibile a base di idrocarburi. Invece dei composti nocivi emessi nell'atmosfera quando si utilizza il gas naturale, la combustione dell'idrogeno produce acqua normale sotto forma di vapore. Un problema: questo elemento chimico non si trova in natura in forma libera, ma solo in combinazione con altre sostanze.

Uno di questi composti è l'acqua ordinaria, che è idrogeno completamente ossidato. Molti scienziati hanno lavorato per molti anni alla sua scissione nei suoi elementi costitutivi. Non si può dire che sia stato inefficace, perché è stata comunque trovata una soluzione tecnica per la separazione dell'acqua. La sua essenza sta nella reazione chimica dell'elettrolisi, a seguito della quale l'acqua viene scissa in ossigeno e idrogeno, la miscela risultante è stata chiamata gas esplosivo o gas di Brown. Di seguito è riportato uno schema di un generatore di idrogeno (elettrolizzatore) alimentato da elettricità:

Gli elettrolizzatori sono prodotti in serie e progettati per lavori con fiamma a gas (saldatura). Una corrente di una certa forza e frequenza viene applicata a gruppi di lastre metalliche immerse nell'acqua. Come risultato della reazione di elettrolisi in corso, ossigeno e idrogeno vengono rilasciati mescolati con vapore acqueo. Per separarlo, i gas vengono fatti passare attraverso il separatore, dopodiché vengono alimentati al bruciatore. Per evitare contraccolpi ed esplosioni, sull'alimentazione è installata una valvola che consente al carburante di passare solo in una direzione.

Per controllare il livello dell'acqua e il trucco tempestivo, il design fornisce un sensore speciale, sul segnale di cui l'acqua viene iniettata nello spazio di lavoro dell'elettrolizzatore. La sovrapressione all'interno del vaso è monitorata da un interruttore di emergenza e da una valvola di sfiato. La manutenzione del generatore di idrogeno consiste nell'aggiungere periodicamente acqua, e il gioco è fatto.

Riscaldamento a idrogeno: mito o realtà?

Il generatore di saldatura è attualmente l'unica applicazione pratica per la scissione elettrolitica dell'acqua. Non è consigliabile utilizzarlo per riscaldare una casa, ecco perché. I costi energetici durante il lavoro con fiamma a gas non sono così importanti, la cosa principale è che il saldatore non ha bisogno di trasportare pesanti cilindri e giocherellare con i tubi. Un'altra cosa è il riscaldamento domestico, dove ogni centesimo conta. E qui l'idrogeno perde a tutti i tipi di carburante attualmente esistenti.

Importante. Il costo dell'elettricità per la separazione del carburante dall'acqua mediante elettrolisi sarà molto più alto di quanto il gas esplosivo possa essere rilasciato durante la combustione.

I generatori di saldatura in serie costano un sacco di soldi, perché utilizzano catalizzatori per elettrolisi, che includono il platino. Puoi realizzare un generatore di idrogeno con le tue mani, ma la sua efficienza sarà persino inferiore a quella di uno di fabbrica. Riuscirai sicuramente a procurarti del gas combustibile, ma è improbabile che basti a riscaldare almeno una grande stanza, per non parlare di un'intera casa. E se bastasse, dovrai pagare bollette elettriche favolose.

Invece di spendere tempo e fatica per ottenere carburante gratuito, che non esiste a priori, è più facile realizzare una semplice caldaia a elettrodi con le proprie mani. Puoi essere certo che in questo modo utilizzerai molta meno energia con maggiore beneficio. Tuttavia, i maestri di casa - gli appassionati possono sempre cimentarsi e assemblare un elettrolizzatore a casa per condurre esperimenti e vedere tutto da soli. Uno di questi esperimenti è mostrato nel video:

Come fare un generatore

Molte risorse Internet pubblicano una varietà di schemi e disegni di un generatore per la produzione di idrogeno, ma funzionano tutti secondo lo stesso principio. Porteremo alla vostra attenzione un disegno di un semplice dispositivo, tratto dalla letteratura scientifica popolare:

Qui, l'elettrolizzatore è un gruppo di piastre metalliche imbullonate insieme. Tra di loro sono installati distanziatori isolanti, anche le piastre di spessore estremo sono costituite da un dielettrico. Dal raccordo, montato in una delle piastre, c'è un tubo per fornire gas a una nave con acqua e da esso alla seconda. Il compito dei serbatoi è quello di separare la componente vapore e accumulare una miscela di idrogeno e ossigeno per alimentarla sotto pressione.

Consiglio. Le piastre elettrolitiche per il generatore devono essere realizzate in acciaio inossidabile legato con titanio. Servirà come catalizzatore aggiuntivo per la reazione di scissione.

Le piastre che fungono da elettrodi possono essere di qualsiasi dimensione. Ma dobbiamo capire che le prestazioni degli apparecchi dipendono dalla loro superficie. Più elettrodi puoi usare nel processo, meglio è. Ma allo stesso tempo, il consumo attuale sarà maggiore, questo dovrebbe essere preso in considerazione. I fili che portano a una fonte di elettricità sono saldati alle estremità delle piastre. Anche qui c'è un campo di sperimentazione: si possono applicare tensioni diverse all'elettrolizzatore utilizzando un alimentatore regolabile.

Come elettrolizzatore, puoi utilizzare un contenitore di plastica da un filtro dell'acqua inserendo gli elettrodi dei tubi in acciaio inossidabile. Il prodotto è conveniente in quanto è facile sigillarlo dall'ambiente, facendo passare il tubo e i fili attraverso i fori del coperchio. Un'altra cosa è che questo generatore di idrogeno fatto in casa ha prestazioni basse a causa della piccola area degli elettrodi.

Conclusione

Al momento non esiste una tecnologia affidabile ed efficiente che consenta l'implementazione del riscaldamento a idrogeno di una casa privata. I generatori disponibili in commercio possono essere utilizzati con successo per la lavorazione dei metalli, ma non per la produzione di combustibile per la caldaia. I tentativi di organizzare tale riscaldamento porteranno a un sovraccarico di elettricità, senza contare il costo delle apparecchiature.

In precedenza, le case di campagna potevano essere riscaldate in un solo modo: scioglievano la stufa con legna o carbone. Oggi per riscaldare una casa privata vengono utilizzati diversi combustibili: diesel, olio combustibile, gas naturale, elettricità. Tuttavia, con l'aumento dei prezzi del carburante, molti proprietari di case sono alla ricerca di un modo più economico per riscaldare. Uno di questi è l'acqua normale, che viene utilizzata da un generatore di idrogeno per formare un combustibile come l'idrogeno. L'idrogeno è una fonte inesauribile di energia. Può essere utilizzato non solo per il riscaldamento degli ambienti, ma anche per l'auto.

Generatore di idrogeno: dispositivo e suo principio di funzionamento

È molto vantaggioso utilizzare l'idrogeno per il riscaldamento degli edifici residenziali, poiché ha un alto potere calorifico e non emette sostanze nocive. Tuttavia, è impossibile estrarre l'idrogeno nella sua forma pura, il suo grande contenuto si trova nei fiumi, nei mari e negli oceani. Il corpo umano è composto anche per il 63% da idrogeno.

L'idrogeno puro può essere ottenuto da molti composti chimici diversi, come l'idrogeno e l'ossigeno. Il modo più famoso per produrre idrogeno è l'elettrolisi dell'acqua.

Per ottenere idrogeno puro, l'acqua deve essere divisa in due atomi di idrogeno (HH) e un atomo di ossigeno (O). Questo è il principio di funzionamento di un generatore d'acqua: la produzione di idrogeno per elettrolisi. Il gas che viene rilasciato prende il nome dal grande fisico Brown e ha la formula HHO. Tale gas non forma sostanze nocive durante la combustione ed è un prodotto ecologico. Tuttavia, la miscela di idrogeno e ossigeno alla fine forma un gas combustibile, che è esplosivo. Pertanto, utilizzando un elettrolizzatore a casa, è necessario osservare ulteriori misure di sicurezza.

Il motore ad acqua ha un tale dispositivo:

• Generatore di tipo idrogeno, dove avviene l'elettrolisi;
• Bruciatore, è installato nel focolare stesso;
• La caldaia funge da scambiatore di calore.

La produzione di un gas come il marrone consuma quattro volte meno energia di quella rilasciata quando viene bruciato. Allo stesso tempo, l'elettricità viene consumata in modo molto economico e il carburante di cui ha bisogno è l'acqua normale.

Generatore di idrogeno: vantaggi e svantaggi

Oggi, l'elettrolizzatore è un dispositivo familiare come, ad esempio, una taglierina al plasma o un generatore di acetilene. Un tale impianto di elettrolisi ad acqua (stufa) è diventato molto popolare, viene utilizzato per riscaldare case private ed è anche installato su una moto o un'auto per risparmiare carburante.

Il generatore di idrogeno è un combustibile ecologico, l'unico rifiuto che produce è l'acqua. Viene rilasciato allo stato gassoso ed è noto come vapore acqueo. E lui, a sua volta, non ha alcun impatto negativo sull'ambiente.

Un tale dispositivo ha altri vantaggi positivi, ma anche svantaggi. Lo svantaggio più importante è la sua esplosività. Tuttavia, osservando tutte le precauzioni e le regole di sicurezza, puoi evitare conseguenze negative.

Il reattore a idrogeno ha i suoi vantaggi:

• Funziona sull'acqua;
• Risparmia elettricità;
• È ecologico;
• Alta efficienza;
• Facilità di manutenzione.

Un tale dispositivo HHO può essere acquistato già pronto in un negozio specializzato, ovviamente non costerà per niente economico. Tuttavia, puoi farlo da solo dalle parti disponibili, risparmiando una discreta quantità. Tuttavia, ha bisogno di protezione dall'acqua e di una casa separata per la conservazione.

Generatore di idrogeno fatto in casa: istruzioni passo passo

La produzione di un generatore di idrogeno può essere eseguita a casa, ma ciò richiederà disegni e istruzioni dettagliate per l'intero processo. Il circuito dell'elettrolizzatore è molto semplice (può essere visualizzato su Internet), quindi non è praticamente necessario alcun materiale specifico.

Per creare un generatore di idrogeno fatto in casa, abbiamo bisogno di alcuni strumenti e materiali: un contenitore di plastica o un contenitore in polietilene con coperchio, un tubo trasparente lungo 1 m, con un diametro di 8 mm, bulloni, dadi, sigillante siliconico, una lamiera di acciaio inossidabile , 3 raccordi, una valvola di ritegno, un filtro, un seghetto in metallo, chiavi inglesi e un coltello.

Dopo aver raccolto tutto questo, puoi iniziare a produrlo. L'assemblaggio viene eseguito secondo i disegni, che possono essere trovati su Internet o ordinati da uno specialista.

Istruzioni per la produzione:

• Ritaglia 16 piatti identici da un foglio di acciaio inossidabile.
• Pratica un foro in uno degli angoli. L'angolo dovrebbe essere lo stesso per tutti e 16.
• Assicurati di tagliare l'angolo opposto.
• Installiamo le piastre alternativamente sui bulloni preparati, isolandoli con rondelle e tubi in polietilene. Non devono mettersi in contatto tra loro.
• Stringiamo l'intera struttura con i dadi, otteniamo una batteria.
• Ripariamo questo disegno in un contenitore di plastica, ingrassiamo i fori con sigillante.
• Pratichiamo dei fori nel coperchio, li elaboriamo con il silicone allo stesso modo, quindi inseriamo il raccordo.

L'idrolizzatore di ossigeno fatto in casa è pronto. Ora deve solo essere controllato per le prestazioni. Per fare ciò, riempire il contenitore d'acqua fino ai bulloni di montaggio e chiuderlo con un coperchio. Mettiamo un tubo di polietilene su uno dei tre raccordi e abbassiamo i suoi secondi cavalli in un contenitore separato, anche lui riempito d'acqua. L'elettricità deve essere collegata ai bulloni, se compaiono bolle sulla superficie, il generatore funziona ed emette idrogeno. Dopo tale connessione e verifica, dreniamo l'acqua, quindi versiamo l'elettrolita alcalino finito nel contenitore per ottenere più gas rilasciato.

Elettrolizzatore per auto: tipi di catalizzatori

Un generatore di idrogeno, quando installato, è in grado di ridurre il consumo di carburante di auto o camion, motocicli, oltre a ridurre l'emissione di sostanze nocive nell'atmosfera. Oggi, un tale generatore per un'auto sta guadagnando popolarità. Il processo di elettrolisi in un'auto si verifica a causa dell'uso di un catalizzatore speciale. Il risultato finale è l'idrogeno ossiidrogeno (HNO), che viene miscelato con il carburante, che contribuisce alla sua completa combustione.

Grazie a questa installazione, puoi risparmiare carburante del 50%. E inoltre, installando questo design nella tua auto, non solo ridurrai le emissioni tossiche, ma anche: aumenterai la vita operativa del motore, ridurrai la temperatura del motore stesso e allo stesso tempo aumenterai la potenza dell'intero propulsore .

Tutti i processi che si verificano in un generatore di idrogeno avvengono automaticamente secondo un programma speciale. Questo programma è cucito nel computer, che controlla l'intera macchina. La macchina semplicemente non funzionerà senza di essa.

Esistono diversi tipi di catalizzatori:

• Cilindrico;
• Con piatti aperti o vengono anche detti secchi;
• con celle separate.

Puoi realizzare tu stesso un generatore di idrogeno, ma gli esperti sconsigliano di farlo, poiché questo dispositivo ha un design molto complesso e non è ancora sicuro. Se decidi ancora di farlo da solo, una batteria che si è guasta è più adatta a questo scopo.

L'elettrolisi trova largo impiego nel settore industriale, ad esempio, per la produzione di alluminio (macchine per anodi da forno RA-300, RA-400, RA-550, ecc.) o cloro (impianti industriali Asahi Kasei). Nella vita di tutti i giorni, questo processo elettrochimico è stato utilizzato molto meno frequentemente, come l'elettrolizzatore per piscina Intellichlor o la saldatrice al plasma Star 7000. L'aumento del costo delle tariffe di carburante, gas e riscaldamento ha cambiato radicalmente la situazione, rendendo l'idea di elettrolisi dell'acqua a casa popolare. Considera quali sono i dispositivi per dividere l'acqua (elettrolizzatori) e qual è il loro design, nonché come realizzare un semplice dispositivo con le tue mani.

Che cos'è un elettrolizzatore, sue caratteristiche e applicazione

Questo è il nome di un dispositivo per il processo elettrochimico con lo stesso nome, che richiede una fonte di alimentazione esterna. Strutturalmente, questo apparato è un bagno riempito di elettrolita, in cui sono posti due o più elettrodi.

La caratteristica principale di tali dispositivi sono le prestazioni, spesso questo parametro è indicato nel nome del modello, ad esempio negli impianti di elettrolisi stazionari SEU-10, SEU-20, SEU-40, MBE-125 (elettrolizzatori a blocco di membrana), ecc. . In questi casi le cifre indicano la produzione di idrogeno (m 3 /h).

Per quanto riguarda le restanti caratteristiche, dipendono dal tipo specifico di dispositivo e dall'ambito di applicazione, ad esempio, quando viene eseguita l'elettrolisi dell'acqua, i seguenti parametri influiscono sull'efficienza dell'impianto:

Quindi, applicando 14 volt alle uscite, otterremo 2 volt su ciascuna cella, mentre le piastre su ciascun lato avranno potenziali diversi. Gli elettrolizzatori che utilizzano un sistema di connessione a piastre simile sono chiamati elettrolizzatori a secco.

1. La distanza tra le piastre (tra il catodo e lo spazio anodico), minore è, minore sarà la resistenza e, quindi, più corrente passerà attraverso la soluzione elettrolitica, il che comporterà un aumento della produzione di gas.
2. Le dimensioni della piastra (ovvero l'area degli elettrodi) sono direttamente proporzionali alla corrente che scorre attraverso l'elettrolita, il che significa che influiscono anche sulle prestazioni.
3. Concentrazione elettrolitica e suo bilancio termico.
4. Caratteristiche del materiale utilizzato per realizzare gli elettrodi (l'oro è un materiale ideale, ma troppo costoso, quindi l'acciaio inossidabile viene utilizzato nei circuiti fatti in casa).
5. Applicazione di catalizzatori di processo, ecc.

Come accennato in precedenza, impianti di questo tipo possono essere utilizzati come generatori di idrogeno, per produrre cloro, alluminio o altre sostanze. Sono anche usati come dispositivi con cui l'acqua viene purificata e disinfettata (UPEV, VGE), nonché viene eseguita un'analisi comparativa della sua qualità (Tesp 001).

Siamo principalmente interessati ai dispositivi che producono il gas di Brown (idrogeno con ossigeno), poiché è questa miscela che ha tutte le prospettive per l'uso come vettore di energia alternativa o additivo per combustibili. Li considereremo un po 'più tardi, ma per ora passiamo al design e al principio di funzionamento dell'elettrolizzatore più semplice che scinde l'acqua in idrogeno e ossigeno.

Dispositivo e principio di funzionamento dettagliato

L'apparecchiatura per la produzione di gas detonante, per motivi di sicurezza, non implica il suo accumulo, ovvero la miscela di gas viene bruciata immediatamente dopo il ricevimento. Questo in qualche modo semplifica il design. Nella sezione precedente, abbiamo considerato i criteri principali che influenzano le prestazioni del dispositivo e impongono determinati requisiti di prestazione.

Il principio di funzionamento del dispositivo è mostrato in Figura 4, una sorgente di tensione costante è collegata a elettrodi immersi in una soluzione elettrolitica. Di conseguenza, una corrente inizia a attraversarlo, la cui tensione è superiore al punto di decomposizione delle molecole d'acqua.

Figura 4. Il progetto di una cella semplice

Come risultato di questo processo elettrochimico, il catodo rilascia idrogeno e l'anodo rilascia ossigeno, in un rapporto di 2 a 1.

Tipi di elettrolizzatori

Diamo una breve occhiata alle caratteristiche progettuali dei principali tipi di dispositivi di divisione dell'acqua.

Asciutto

Il progetto di un dispositivo di questo tipo è stato mostrato in Figura 2, la sua caratteristica è che manipolando il numero di celle è possibile alimentare il dispositivo da una sorgente con una tensione notevolmente superiore al potenziale minimo dell'elettrodo.

Fluente

Una disposizione semplificata di dispositivi di questo tipo può essere trovata nella Figura 5. Come puoi vedere, il design include un bagno con elettrodi "A", completamente riempito con una soluzione e un serbatoio "D".

Figura 5. Costruzione di una cella a flusso

Il principio di funzionamento del dispositivo è il seguente:

• all'ingresso del processo elettrochimico, il gas, insieme all'elettrolita, viene spremuto nel contenitore "D" attraverso il tubo "B";
• nel serbatoio “D” vi è un separatore dalla soluzione elettrolitica del gas, che viene scaricato attraverso la valvola di scarico “C”;
• l'elettrolita ritorna nel bagno di idrolisi attraverso il tubo "E".

Membrana

La caratteristica principale di dispositivi di questo tipo è l'uso di un elettrolita solido (membrana) a base di un polimero. Il design di dispositivi di questo tipo può essere trovato nella Figura 6.

Figura 6. Elettrolizzatore a membrana

La caratteristica principale di tali dispositivi è il duplice scopo della membrana: essa non solo trasporta protoni e ioni, ma separa sia gli elettrodi che i prodotti del processo elettrochimico a livello fisico.

Diaframma

Nei casi in cui non è consentita la diffusione di prodotti di elettrolisi tra le camere degli elettrodi, viene utilizzato un diaframma poroso (che ha dato il nome a tali dispositivi). Il materiale può essere ceramica, amianto o vetro. In alcuni casi, è possibile utilizzare fibre polimeriche o lana di vetro per creare un tale diaframma. La Figura 7 mostra la versione più semplice di un dispositivo a membrana per processi elettrochimici.

Spiegazione:

1. uscita per l'ossigeno.
2. Borraccia a forma di U.
3. Uscita per idrogeno.
4. Anodo.
5. catodo.
6. Diaframma.

alcalino

Un processo elettrochimico non è possibile nell'acqua distillata; come catalizzatore viene utilizzata una soluzione alcalina concentrata (l'uso del sale è indesiderabile, poiché in questo caso viene rilasciato cloro). Sulla base di ciò, la maggior parte dei dispositivi elettrochimici per la scissione dell'acqua può essere chiamata alcalina.

Nei forum tematici si consiglia di utilizzare idrossido di sodio (NaOH), che, a differenza del bicarbonato di sodio (NaHCO 3), non corrode l'elettrodo. Si noti che quest'ultimo ha due vantaggi significativi:

1. Puoi usare elettrodi di ferro.
2. Non vengono emesse sostanze nocive.

Ma uno svantaggio significativo nega tutti i vantaggi del bicarbonato di sodio come catalizzatore. La sua concentrazione in acqua non supera gli 80 grammi per litro. Ciò riduce la resistenza al gelo dell'elettrolita e la sua conduttività di corrente. Se il primo può essere ancora tollerato nella stagione calda, il secondo richiede un aumento dell'area delle piastre degli elettrodi, che a sua volta aumenta le dimensioni della struttura.

Elettrolizzatore per la produzione di idrogeno: disegni, diagramma

Considera come puoi realizzare un potente bruciatore a gas alimentato da una miscela di idrogeno e ossigeno. Un diagramma di tale dispositivo può essere visto nella Figura 8.

Riso. 8. Dispositivo bruciatore ad idrogeno

Spiegazione:

1. Ugello del bruciatore.
2. tubi di gomma.
3. Secondo blocco d'acqua.
4. Primo blocco d'acqua.
5. Anodo.
6. catodo.
7. Elettrodi.
8. Bagno elettrolizzatore.

La figura 9 mostra un diagramma schematico dell'alimentazione per l'elettrolizzatore del nostro bruciatore.

Riso. 9. Alimentazione bruciatore ad elettrolisi

Per un potente raddrizzatore, abbiamo bisogno delle seguenti parti:

• Transistori: VT1 - MP26B; VT2 - P308.
• Tiristori: VS1 - KU202N.
• Diodi: VD1-VD4 - D232; VD5 - D226B; VD6, VD7 - D814B.
• Condensatori: 0,5 uF.
• Resistenze variabili: R3 -22 kOhm.
• Resistori: R1 - 30 kOhm; R2 - 15 kOhm; R4 - 800 Ohm; R5 - 2,7 kOhm; R6 - 3 kOhm; R7 - 10 kOhm.
• PA1 - amperometro con scala di misura di almeno 20 A.

Una breve istruzione sui dettagli dell'elettrolizzatore.

Un bagno può essere fatto da una vecchia batteria. Le lastre devono essere tagliate 150x150 mm dal ferro per tetti (spessore lamiera 0,5 mm). Per funzionare con l'alimentatore di cui sopra, dovrai assemblare un elettrolizzatore per 81 celle. Il disegno in base al quale viene eseguita l'installazione è mostrato in Figura 10.

Riso. 10. Disegno di un elettrolizzatore per un bruciatore a idrogeno

Si noti che la manutenzione e la gestione di un tale dispositivo non causa difficoltà.

Elettrolizzatore fai-da-te per auto

Su Internet puoi trovare molti schemi di sistemi HHO, che, secondo gli autori, consentono di risparmiare dal 30% al 50% di carburante. Tali affermazioni sono eccessivamente ottimistiche e generalmente non sono supportate da alcuna prova. Un diagramma semplificato di tale sistema è mostrato in Figura 11.

Schema semplificato di un elettrolizzatore per un'auto

In teoria, un tale dispositivo dovrebbe ridurre il consumo di carburante a causa del suo completo esaurimento. Per fare ciò, la miscela di Brown viene immessa nel filtro dell'aria del sistema di alimentazione. Si tratta di idrogeno e ossigeno ottenuti da un elettrolizzatore alimentato dalla rete interna dell'auto, che aumenta il consumo di carburante. Circolo vizioso.

Naturalmente, è possibile utilizzare un circuito regolatore di corrente PWM, un alimentatore switching più efficiente o altri trucchi per ridurre il consumo di energia. A volte su Internet ci sono offerte per l'acquisto di un alimentatore a basso amperaggio per un elettrolizzatore, il che generalmente non ha senso, poiché le prestazioni del processo dipendono direttamente dalla forza attuale.

È come il sistema Kuznetsov, il cui attivatore d'acqua è perso e non c'è alcun brevetto, ecc. Nei video sopra, dove parlano degli innegabili vantaggi di tali sistemi, non ci sono praticamente argomenti motivati. Ciò non significa che l'idea non abbia diritto di esistere, ma i risparmi dichiarati sono "leggermente" esagerati.

Elettrolizzatore fai-da-te per il riscaldamento domestico

Al momento, non ha senso realizzare un elettrolizzatore fatto in casa per il riscaldamento di una casa, poiché il costo dell'idrogeno ottenuto dall'elettrolisi è molto più costoso del gas naturale o di altri vettori di calore.

Va inoltre tenuto presente che nessun metallo può resistere alla temperatura di combustione dell'idrogeno. È vero, esiste una soluzione brevettata da Stan Martin che ti consente di aggirare questo problema. È necessario prestare attenzione al punto chiave che ti consente di distinguere un'idea degna da un'ovvia sciocchezza. La differenza tra loro è che al primo viene concesso un brevetto e al secondo trova i suoi sostenitori su Internet.

Questa potrebbe essere la fine dell'articolo sugli elettrolizzatori domestici e industriali, ma ha senso fare una piccola panoramica delle aziende che producono questi dispositivi.

Panoramica dei produttori di elettrolizzatori

Elenchiamo produttori che producono celle a combustibile a base di elettrolizzatori, alcune aziende producono anche elettrodomestici: NEL Hydrogen (Norvegia, sul mercato dal 1927), Hydrogenics (Belgio), Teledyne Inc (USA), Uralkhimmash (Russia), RusAl (Russia, ha notevolmente migliorato la tecnologia Soderberg), RutTech (Russia).

Un dispositivo che ti consente di ottenere idrogeno dall'acqua è un generatore di idrogeno. Spesso sono usati nelle automobili. L'uso di un tale dispositivo in un'auto è giustificato. L'idrogeno generato entra nel collettore di aspirazione del motore. Ciò consente di risparmiare carburante e talvolta aumentarne la potenza. Negli Stati Uniti, tali generatori sono prodotti nelle fabbriche. Non sono economici - da 300 a 800 dollari. Nel nostro paese è preferibile realizzare da soli il generatore.

Il principio di funzionamento del generatore di idrogeno

La molecola dell'acqua è una combinazione di idrogeno e ossigeno. Gli atomi hanno la capacità di creare ioni. Se hai visto esperimenti che utilizzano una bobina di Tesla, allora dovresti sapere che gli atomi si ionizzano se esposti a un campo elettrico. In questo caso, l'idrogeno formerà ioni positivi e l'ossigeno formerà ioni negativi. Nei generatori di idrogeno, un campo elettrico viene utilizzato per staccare le molecole d'acqua l'una dall'altra.

Quindi, mettendo due elettrodi in acqua, dobbiamo creare un campo elettrico tra di loro. Per questo devono essere collegati ai terminali della batteria o qualsiasi altra fonte di alimentazione. L'anodo è il positivo e il catodo è l'elettrodo negativo. Gli ioni che si formano nell'acqua verranno attirati verso l'elettrodo, la cui polarità è opposta. Quando gli ioni entrano in contatto con gli elettrodi, la loro carica viene neutralizzata a causa dell'aggiunta o della rimozione di elettroni. Quando il gas che compare tra gli elettrodi viene a galla, deve essere inviato al motore.

Le celle a idrogeno per auto includono una nave con acqua, che si trova sotto il cofano. Pianura l'acqua del rubinetto viene versata in un recipiente e lì aggiungi un cucchiaino di catalizzatore e soda. Le piastre collegate alla batteria sono immerse all'interno. Quando è acceso in modalità di accensione automatica, il design (generatore di idrogeno) produce gas.

Quali elettrodi è meglio usare?

I primi elettrodi al mondo erano fatti di rame, ma si è scoperto che erano tutt'altro che ideali. Inoltre, il rame dà una forte reazione a contatto con l'acqua. Viene rilasciato un gran numero di contaminanti, quindi l'uso del rame è tutt'altro che l'opzione migliore. Si consiglia di utilizzare elettrodi in acciaio inossidabile. Per ridurre la possibilità di corrosione è necessario scegliere l'acciaio inossidabile di alta qualità. Lo spessore dei fogli dovrebbe essere di circa 2 mm per ridurre la resistenza.

Descrizione del processo di assemblaggio del generatore di idrogeno

Avendo compreso le complessità del generatore di idrogeno, passiamo alla sua creazione. Per assemblare un generatore di idrogeno con le nostre mani, avremo bisogno di:

• contenitore in polietilene;
• fili per il collegamento;
• gomma di silicone;
• sigillante speciale;
• tubi flessibili con fascette.

Dopo aver raccolto tutto ciò di cui hai bisogno, iniziamo a creare un generatore con le nostre mani.