الهيدروجين هو العنصر الكيميائي الأكثر وفرة في الطبيعة ، حيث يشكل حوالي 90٪ من الكتلة الكلية لجميع العناصر في الكون. في الوقت نفسه ، لا يحدث عمليًا في شكله النقي. في كثير من الأحيان يمكن العثور عليها في تكوين المركبات الكيميائية المختلفة. وفي الوقت نفسه ، يمكن أن يكون وقودًا ممتازًا صديقًا للبيئة وغير ضار لإنتاج الطاقة. وبالتالي ، حتى منزلك يمكن تسخينه بالهيدروجين. من الأمور المشجعة بشكل خاص حقيقة أنه يمكن استخدام وقود الهيدروجين إذا قمت بتحويل غلاية غاز بسيطة إلى غلاية هيدروجينية. ومع ذلك ، تبقى المشكلة الرئيسية: من أين تحصل على الهيدروجين النقي؟ إنه ليس متاحًا مجانًا ، ولا يمكنك شرائه. المخرج الوحيد هو مولد الهيدروجين المنزلي. لحسن الحظ ، يمكنك إما تجميعها بنفسك أو شرائها جاهزة. يبقى فقط تحديد نوع المولد ، والذي يختلف اعتمادًا على كيفية الحصول على الهيدروجين.
الحصول على الهيدروجين النقي
التحليل الكهربائي للماء
يمكن الحصول على الهيدروجين بعدة طرق. في ما يلي عدد قليل منها ، والتي يمكن الوصول إليها والأكثر شيوعًا:
- التحليل الكهربائي للماء. الطريقة الأكثر فعالية هي ارتفاع درجة الحرارة.
- التفاعل الكيميائي للماء وسبائك الألومنيوم الغاليوم.
- إنتاج الهيدروجين أثناء معالجة درجات الحرارة العالية للفحم والخشب.
- إعادة تدوير القمامة والمخلفات المنزلية.
- إطلاق الهيدروجين من خلال معالجة الكتلة الحيوية (السماد والتبن والطحالب والنفايات الزراعية الأخرى).
تعتمد معظم الطرق على استخدام درجات حرارة عالية ، وللأسف ، لا يمكن تطبيقها في منزل عادي. ومع ذلك ، هناك عدة طرق للحصول على الهيدروجين في المنزل.
الهيدروجين الالكتروليتي
الطريقة الأكثر تكلفة والأكثر انتشارًا لإنتاج الهيدروجين في المنزل هي من خلال التحليل الكهربائي للماء. قطعة خاصة من المعدات تسمى المحلل الكهربائي متاحة بسهولة إلى حد ما في السوق. في الوقت نفسه ، يوجد من بين الشركات المصنعة عمالقة بارزون (على سبيل المثال ، هوندا) ومصنعين صغار من الصين أو بلدان رابطة الدول المستقلة. وإذا لم يكن هناك شك في جودة المنتجات المقدمة في الحالة الأولى ، فغالبًا ما يتم التخلي عن هذا الأخير. في الوقت نفسه ، لا ينبغي للمرء أن يولي اهتمامًا كبيرًا لإعلاناتهم المشرقة والواعدة. لا يحتاج المُصنِّع عديم الضمير إلى التصريح بأن منتجه من أعلى مستويات الجودة وجيد ودائم في السوق. ومع ذلك ، لن يكون كل ما يقوله صحيحًا. يجب أن يكون السعر مقلقًا بشكل خاص ، لأن المولد لا يمكن أن يكون رخيصًا جدًا. قد يشير الرخص إلى المواد ذات الجودة الرديئة المستخدمة في العمل ، أو التوفير في التجميع. التركيبات باهظة الثمن لسبب ما ، ولكن أيضًا بسبب الأمان. بما أن الهيدروجين مادة متفجرة ، فإن تسربه يمكن أن يسبب الكثير من المتاعب. خراطيم ذات جودة رديئة ، وخزان مسرب - وهذا كل شيء ، الانفجار مضمون. يمكن أن تكون جودة الصنعة أحيانًا "ضعيفة" ، لذلك من الأفضل أن تكون كريمًا ذات يوم وتنفق الأموال على معدات جيدة.
يتميز المحلل الكهربائي الجيد بالجودة والاكتناز وسهولة الاستخدام. يمكن تركيبه في أي ركن من أركان الغرفة واستخدام ماء الصنبور العادي كوقود للحصول على الهيدروجين المرغوب فيه. عادة ، يتكون المحلل الكهربائي من مصلح وخلايا وقود ونظام تنقية وضاغط وخزان غاز. تأتي الكهرباء من مصدر الطاقة. تم تجهيز أحدث الموديلات بألواح شمسية على الإطلاق.من المؤكد أن هذه المعدات ستؤتي ثمارها بسرعة نظرًا للحد الأدنى من تكلفة استخدامها ، حتى مع مراعاة أقل تكلفة للوحدة نفسها.
الهيدروجين من المخلفات الزراعية
غالبًا ما تجد على الإنترنت إشارات إلى مصانع الغاز الحيوي. الهدف من عملهم هو تحميل السماد في المولد ، ومعالجته هناك والحصول على الميثان عند الإخراج. بالطبع ، لا يمكن استخدام السماد الطبيعي فحسب ، بل يمكن استخدام أي مادة قابلة للتسميد. ومع ذلك ، فإن السماد النظيف هو الأكثر إنتاجية وبأسعار معقولة. ثم يمر الغاز الحيوي الناتج عبر الأنابيب لتلبية احتياجات المزرعة ويستخدم كغاز طبيعي عادي. ومع ذلك ، فإن طريقة إنتاج الهيدروجين هذه لها عدة عيوب:
- الهيدروجين في حد ذاته في هذه العملية ليس سوى منتج ثانوي. من أجل فصله ، يلزم إجراء معالجة إضافية للغاز الناتج. كقاعدة عامة ، لا أحد يفعل ذلك ، ويموت الهيدروجين بأمان في ذراعي اللهب مع الميثان.
- مطلوب توريد مستمر للمواد الخام. أي أنه يجب توفير السماد للمولد دون توقف وبكميات كبيرة. من الواضح أن الاقتصاد الخاص العادي لن يكون قادرًا على توفير تدفق مستمر للمواد الخام. وشرائه على الجانب غير مربح. الخلاصة: هذه الطريقة في إنتاج الهيدروجين مناسبة فقط للمزارع الكبيرة نسبيًا المستعدة لتوفير مثل هذه الأحجام. ومع ذلك ، فإن مثل هذا التثبيت لن يعود عليهم بفوائد ، ما لم يسمح لهم بالتخلص من النفايات بما يعود بالنفع على الاقتصاد.
بالإضافة إلى ذلك ، تمثل حصة الهيدروجين في المخرج 2-12 ٪ فقط من الهيدروجين. أي أن الجزء الأكبر من المنتج هو الميثان. لتزويد الاقتصاد بالهيدروجين فقط ، ستكون هناك حاجة إلى كمية لا تصدق من المواد الخام وقدرات إنتاج ضخمة. لذلك ليس من المربح حتى بالنسبة للمزارع الكبيرة أن تركز بشكل خاص على إنتاج الهيدروجين. سيتعين عليهم إما حرقه مع الميثان ، وهو ما يتم في الممارسة العملية ، أو محاولة استخدامه في المزرعة أيضًا. ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى معدات إضافية لاستعادة الهيدروجين وتخزينه ، مما يعني تكاليف إضافية. وبالتالي ، فإن مصنع الغاز الحيوي هو إلى حد بعيد الطريقة الأكثر ضررًا لإنتاج الهيدروجين النقي.
مبدأ تشغيل المولد
من المعروف من مقرر الفيزياء المدرسية أن الماء ، عند تعرضه لتيار كهربائي ، يتحلل إلى مكونين: الهيدروجين والأكسجين. بناءً على هذه الظاهرة ، يتم بناء ما يسمى بمولد الهيدروجين. هذا الجهاز عبارة عن وحدة يحدث فيها تفاعل كهروكيميائي للحصول على الهيدروجين والأكسجين من الماء. تظهر عملية التحليل الكهربائي للماء في الشكل أدناه.
عملية التحليل الكهربائي للماء
عند إخراج المولد ، لا يتكون الهيدروجين والأكسجين في شكله النقي ، ولكن ما يسمى بغاز براون ، الذي سمي على اسم العالم الذي حصل عليه لأول مرة. ويسمى أيضًا "غاز أوكسي هيدروجين" ، حيث إنه قابل للانفجار في ظل ظروف معينة. علاوة على ذلك ، عندما يتم حرق هذا الغاز ، يمكنك الحصول على ما يقرب من أربعة أضعاف الطاقة التي تم إنفاقها على إنتاجه.
يظهر مصنع إنتاج الهيدروجين في الشكل أدناه.
معمل صناعي لانتاج الهيدروجين
بصفته ناقلًا للطاقة ، فإن الهيدروجين لا مثيل له حقًا ، واحتياطياته لا تنضب عمليًا. كما قلنا ، عند حرقه ، فإنه يطلق كمية هائلة من الطاقة الحرارية ، أكبر بما لا يقاس من أي وقود هيدروكربوني. بدلاً من المركبات الضارة المنبعثة في الغلاف الجوي عند استخدام الغاز الطبيعي ، عندما يحترق الهيدروجين ، يتشكل الماء العادي على شكل بخار. مشكلة واحدة: هذا العنصر الكيميائي لا يحدث في الطبيعة بشكل حر ، فقط في تركيبة مع مواد أخرى.
يتم إنتاج المحلل الكهربائي في سلسلة وهي مصممة لأعمال لهب الغاز (اللحام).يتم تطبيق تيار بقوة وتردد معينين على مجموعات من الصفائح المعدنية المغمورة في الماء. نتيجة لتفاعل التحليل الكهربائي المستمر ، يتم إطلاق الأكسجين والهيدروجين ممزوجين مع بخار الماء. لفصلها ، يتم تمرير الغازات من خلال فاصل ثم تغذيتها إلى الموقد. من أجل تجنب الارتداد والانفجار ، يتم تثبيت صمام على الإمداد ، مما يسمح للوقود بالمرور في اتجاه واحد فقط.
للتحكم في مستوى الماء والتجديد في الوقت المناسب ، يتم توفير مستشعر خاص من خلال الهيكل ، حيث يتم حقن إشارة منه في مساحة عمل المحلل الكهربائي. يتم مراقبة الضغط الزائد داخل الوعاء بواسطة مفتاح طوارئ وصمام تنفيس. تتكون صيانة مولد الهيدروجين من إضافة الماء بشكل دوري ، وهذا كل شيء.
صنع محلل كهربائي بيديك
المحلل الكهربائي DIY
غالبًا ما تخيف أسعار المعدات الأجنبية باهظة الثمن الملاك العاديين للمزارع الصغيرة. بمجرد حرقه في محلل كهربائي رخيص الثمن ليس بجودة عالية جدًا ، أو حتى اتخاذ قرار بعدم المخاطرة به على الإطلاق ، يفكر الحرفيون في صنع مولد هيدروجين منزلي بأنفسهم. بشكل عام ، تكون المهمة مجدية ، بشرط امتلاك معرفة ومهارات معينة.
من أجل صنع جهاز التحليل الكهربائي الخاص بك ، سوف تحتاج إلى شراء جميع مكونات التثبيت ، والتي تم سردها أعلاه. علاوة على ذلك ، لا تنتهي العملية في مرحلة استخراج الوقود. بعد كل شيء ، لا يزال من الضروري فصل الهيدروجين عن الأكسجين وبخار الماء ، لضمان تياره المستمر ، والتراكم في الحجم والإمداد المطلوبين. نتيجة لذلك ، سيُظهر الحساب النهائي أن التجميع الذاتي لن يكلف أقل بكثير من المولد الذي تم شراؤه ، ولكن سيتم إنفاق قدر كبير من الجهد والوقت. ومن غير المعروف ما إذا كانت النتيجة التي تم الحصول عليها ستلبي التوقعات وتتعامل مع المهمة المطروحة.
ميزات مولد الهيدروجين
يتم إطلاق الهيدروجين النقي في مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية ، ولكن طريقة إنتاجه هذه معقدة نوعًا ما وغالبًا ما تكون باهظة الثمن.
الاستثناء هو العمليات التكنولوجية التي يتشكل فيها الغاز كمنتج ثانوي ، لكن هذا الإنتاج له أحجام ضئيلة حتى الآن.
من الأسهل بكثير استخلاص الهيدروجين من الماء عن طريق تمرير تيار كهربائي خلاله - وتسمى هذه العملية التحليل الكهربائي. أولاً ، يتحلل جزيء H2O إلى ذرة هيدروجين H ومجموعة هيدروكسو OH ، ثم يحدث الفصل النهائي للأكسجين والهيدروجين.
الأول ، ذو الشحنة السالبة ، يندفع إلى القطب الموجب ، والثاني إلى الكاثود. تتراكم العناصر على شكل فقاعات ، والتي ، بعد أن وصلت إلى حجم معين ، تنفصل عن القطب وتطفو. علاوة على ذلك ، يدخل الأكسجين والهيدروجين بدون أي فصل (يسمى هذا الخليط "غاز براون") إلى الموقد ، حيث يتم تحويلهما مرة أخرى إلى ماء أثناء عملية الاحتراق. غالبًا ما تكون مولدات الهيدروجين مزودة بمصفاة هواء لضمان تسليم المنتج النهائي دون صعوبة.
من الواضح أن إنتاجية التركيب ستزداد مع زيادة مساحة التلامس بين الماء والأقطاب الكهربائية. لهذا السبب ، فإن الأخير مصنوع على شكل لوحات. يتم تجميعها في هيكل يشبه مشعات التدفئة ذات الزعانف الفولاذية.
من أجل زيادة الإنتاجية ، يتم استخدام أقطاب كهربائية أسطوانية اليوم ، وكذلك تلك ذات الشكل الأكثر تعقيدًا.
يعتمد معدل تطور الهيدروجين أيضًا على مادة الأقطاب الكهربائية.
بدلاً من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، تستخدم المولدات الحديثة "المتقدمة" سبائك خاصة باهظة الثمن.
شرط آخر هو أن الماء يجب أن يمر التيار. لاحظ أنه في الشكل المقطر ، يكون عازلًا. تجعل الأيونات هذا السائل موصلًا للكهرباء ، حيث تتحلل فيه المواد المذابة فيه ، وخاصة الأملاح. كلما كان المحلول أكثر انحدارًا ، كلما كان التيار أفضل.
تكلفة الهيدروجين
تكلفة الهيدروجين
تؤثر تقنيات إنتاج الهيدروجين على تكلفتها. لذا فإن تكلفة الهيدروجين لكل 1 كجم عند زيادته هي:
- 130 روبل - عن طريق التحليل الكهربائي عالي الحرارة في محطات الطاقة النووية ؛
- 200 روبل - بطريقة تحويل الهيدروكربونات ؛
- 320 روبل - بطريقة التفاعل الكيميائي (من محطة للطاقة النووية) ؛
- 350 روبل - عن طريق الاستخراج من الكتلة الحيوية ؛
- 420 روبل - عن طريق التحليل الكهربائي.
- 700 روبل - عن طريق استرداد الكاشف.
وهكذا يتضح أن أرخص طريقة لإنتاج الهيدروجين هي الأولى ، عن طريق التحليل الكهربائي في محطات الطاقة النووية بمشاركة درجات حرارة عالية. الحقيقة هي أن درجات الحرارة المرتفعة في محطات الطاقة النووية هي أحد الآثار الجانبية للإنتاج ، ولا توجد تكاليف إضافية لاستلامها. ومع ذلك ، حتى الآن لا يمكن استرداد أي من طرق إنتاج الهيدروجين كطاقة وقود بالكامل. بعد كل شيء ، حتى لو اشتريت التركيب الأكثر تكلفة وفي نفس الوقت كفاءة ، حتى لو لم تأخذ في الاعتبار تكلفتها العالية ، فلا تزال الكهرباء مطلوبة لتوليد الهيدروجين. يتم توليد الكهرباء المستخدمة في المحطات المحلية وتنتقل عن طريق الأسلاك. في هذه الحالة ، تحدث خسائر طاقة لا مفر منها.
كيف تحصل على الهيدروجين في المنزل؟
جسر الصمام الثنائي مثالي لهذا الغرض. لم يكن الشخص الموجود في الصورة قويًا بدرجة كافية وسرعان ما تم حرقه. كان الخيار الأفضل هو جسر الصمام الثنائي MB156 الصيني في علبة من الألومنيوم.
يصبح جسر الصمام الثنائي ساخنًا جدًا. التبريد النشط سيكون مطلوبا. المبرد لمعالج الكمبيوتر مثالي. يمكن استخدام صندوق تقاطع بحجم مناسب للحاوية. تباع في سلع كهربائية.
يجب وضع عدة طبقات من الورق المقوى تحت جسر الصمام الثنائي. يتم عمل الثقوب اللازمة في غطاء صندوق التوصيل. هذا ما تبدو عليه الوحدة المجمعة. يتم تشغيل المحلل الكهربائي من التيار الكهربائي ، ويتم تشغيل المروحة بواسطة مصدر طاقة عالمي. يستخدم محلول صودا الخبز كإلكتروليت. هنا يجب أن نتذكر أنه كلما زاد تركيز المحلول ، زاد معدل التفاعل. لكن في الوقت نفسه ، تكون درجة الحرارة أعلى أيضًا. علاوة على ذلك ، فإن تفاعل تحلل الصوديوم عند الكاثود سوف يساهم في التسخين. هذا التفاعل طارد للحرارة. نتيجة لذلك ، سيتم تكوين الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم.
كان الجهاز في الصورة أعلاه ساخنًا جدًا. يجب إيقاف تشغيله بشكل دوري والانتظار حتى يبرد. تم حل مشكلة التسخين جزئيًا عن طريق تبريد المنحل بالكهرباء. لهذا استخدمت مضخة نافورة منضدية. يمتد أنبوب طويل من زجاجة إلى أخرى عبر مضخة ودلو من الماء البارد.
المكان الذي يتصل فيه الأنبوب بالكرة مجهز جيدًا بصنبور. تباع في متاجر الحيوانات الأليفة في قسم أحواض السمك.
هل هناك فائدة
هل هي مربحة؟
هناك اعتقاد خاطئ بأن تدفئة المنزل بوقود الهيدروجين يكلف فلساً واحداً. في الواقع ، يتم نشر هذه الفكرة من قبل الشركات المصنعة للمحللات الكهربائية ومنشآت إنتاج الهيدروجين الأخرى. باختصار ، أولئك الذين يستفيدون من مثل هذا الرأي. يقولون أنه عليك فقط إنفاق المال على شراء هذه الآلة الرائعة مرة واحدة ، وتعيش حياتك بسعادة وخالية من الهموم. ومع ذلك ، هل هو حقا كذلك؟
على المرء أن يفكر لمدة دقيقة فقط ليفهم أن الأمور في الواقع ليست وردية للغاية. أولاً ، التثبيت نفسه مكلف للغاية. حتى إذا قمت بتجميع الوحدة بنفسك ، فلن تكون تكلفة المكونات رخيصة جدًا. أي أن التكاليف الأولية مرتفعة للغاية ، واحتمالات التعويض غامضة. ثانيًا ، لتشغيل المحلل الكهربائي ، هناك حاجة إلى ماء الصنبور ، وهو أيضًا غير مجاني. وثالثاً لابد من مراعاة تكلفة الكهرباء في حالة عدم عمل المولد على الألواح الشمسية.
وبالتالي ، لا توجد فوائد عمليًا في استخدام الهيدروجين كوقود للاحتياجات المنزلية.ربما ، بعد عقد أو عقدين فقط ، عندما تصبح التقنيات أكثر تقدمًا ، سيكون استخدام وقود الهيدروجين أكثر ربحية من المصادر البديلة الحالية. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة تكلفتها حتى الآن 4 مرات تقريبًا. وهذا مع مراعاة عدم وجود أعلى تعرفة للكهرباء والمياه. حتى لو أخذنا القيم المتوسطة والدنيا لروسيا ودول رابطة الدول المستقلة ، فإن تكلفة الوقود الناتج مرتفعة بشكل غير معقول. لذلك ، فإن استخدام هذه الطريقة في تدفئة منزلك لن يجذب إلا المدافعين المتحمسين عن الطبيعة ، لأن نباتات الهيدروجين صديقة للبيئة تمامًا.
الجوانب السلبية لتدفئة المباني من نوع الهيدروجين
[معرف إعلان ثابت = 13532]
في المناقشات حول جدوى استخدام وقود الهيدروجين لأنظمة التدفئة ، يقدم المشككون حججًا قوية:
- تكلفة عالية: حتى في أكثر محطات التحليل الكهربائي كفاءة التي تم إنشاؤها حتى الآن ، يتطلب إنتاج الهيدروجين طاقة أكثر بمرتين من احتراقه اللاحق.
- خطر الانفجار: كان الناس مقتنعين بقدرة الهيدروجين على الانفجار بسهولة أثناء تحطم منطاد هيندنبورغ ، الذي امتلأت أسطواناته بهذا الغاز فقط.
- تعقيد العملية التحضيرية: الحصول على الهيدروجين من الماء هو نصف المعركة. من أجل الاستخدام الفعال في المولدات الحرارية ، يجب توفيرها بضغط ثابت ، الأمر الذي يتطلب ضاغطًا وخزانًا إضافيًا مع مخفض. بالإضافة إلى ذلك ، يجب التخلص من بخار الماء ، الأمر الذي يتطلب استخدام مزيل الرطوبة.
من السهل جدًا صنع نبات لاستخراج الهيدروجين من الماء بمفردك. وفقًا لخصائصه ، لن يكون أقل بكثير من المنتج الذي تم شراؤه ، ولكنه سيكلف أقل بكثير. دعونا نفكر بالتسلسل في مراحل الخلق.
مشروع (رسم)
لتصنيع مولد ، ستحتاج إلى حاوية محكمة الإغلاق ، والتي سيتم ملؤها بالماء قبل بدء إنتاج الهيدروجين.
ستبدو الأقطاب الموجودة بالداخل كمجموعة من الألواح (يلزم وجود 16 قطعة) مثبتة بفجوة 1 مم.
لضمان ذلك ، يجب وضع فواصل من النايلون بين الألواح (يُسمح بأي عازل آخر).
المسافة 1 مم هي الأمثل: إذا قمت بزيادةها ، فسيتعين عليك زيادة القوة الحالية ؛ مع تقلص الفجوة ، سيكون من الصعب على فقاعات الغاز الهروب. سوف تتصل اللوحات بالتناوب بالقطب الموجب والكاثود لمصدر الطاقة 12 فولت. في هذه الحالة ، يجب وضعها على محور مصنوع أيضًا من مادة عازلة.
عندما يتم توصيل الأقطاب الكهربائية بالحامل ، يجب توصيلها بأسفل غطاء السكن.
لتحديد خليط الغاز ، يتم قطع أنبوب من قطارة تقليدية في غطاء السكن. بالإضافة إلى ذلك ، يجب حفر فتحتين إضافيتين يتم من خلالها تمرير الأسلاك. بعد تجميع الوحدة ، يجب إغلاق جميع الثقوب الموجودة في الغطاء بالسيليكون أو الغراء.
أحد المكونات المهمة للمولد هو ختم الماء. لتصنيعها ، ستحتاج إلى وعاء صغير (ستعمل الزجاجة العادية) ، حيث ستحتاج إلى صب الماء قبل استخدام الجهاز. في الغطاء المغلق بإحكام ، تحتاج إلى حفر فتحتين: في أحدهما نقوم بتمرير الأنبوب من المولد (يجب خفضه إلى أسفل) ، وفي الثاني - أنبوب آخر يتدفق من خلاله خليط الغاز إلى الموقد . يجب أيضًا إغلاق الفتحات الموجودة في غطاء مانع تسرب المياه. يجب سكب الماء في الزجاجة بمقدار من حجمها.
اختيار الأقطاب الكهربائية
يجب أن تكون المادة التي ستصنع منها الأقطاب الكهربائية ذات مقاومة كهربائية منخفضة وأن تكون خاملة كيميائيًا فيما يتعلق بالأكسجين والمواد الموجودة في المحلول.
إذا لم يتم استيفاء الشرط الثاني ، فسيحدث تفاعل كيميائي بمشاركة أقطاب كهربائية متصلة بقطب الكاثود ، ونتيجة لذلك يصبح المحلول مشبعًا بمواد غريبة.
هذا هو السبب في أن النحاس ، أحد أفضل الموصلات ، لا يمكن استخدامه في المحلول المائي. يوصى باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ بدلاً من ذلك. السماكة المثلى لألواح الإلكترود المصنوعة من هذه المادة هي 2 مم.
اقرأ المزيد: مراحل صنع مسدس حراري كهربائي بيديك
وعاء
نظرًا لخطر الانفجار ، يجب أن يكون غلاف المولد مصنوعًا من مادة متينة وبلاستيكية مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. أفضل ما يلبي هذه المتطلبات هو الفولاذ. من الضروري فقط استبعاد ملامسة الأسلاك أو الأقطاب الكهربائية تمامًا مع العلبة ، مما يؤدي إلى حدوث ماس كهربائي.
يساعد إثراء خليط الوقود والهواء بالهيدروجين على تقليل استهلاك الوقود. وفقًا لبعض سائقي السيارات ، يمكن أن تصل نسبة التوفير في الوقود إلى 30٪.
يعتبر الجهاز الموصوف في القسم السابق أساسًا لمولد الهيدروجين الخاص بالسيارات. يكمن الاختلاف في عدم وجود ختم هيدروليكي (يتم إرسال الهيدروجين الناتج على الفور إلى مشعب السحب) ووجود وحدة تحكم. هذا الأخير سوف ينظم التيار بين الأقطاب الكهربائية حسب سرعة المحرك.
لا يمكن الإنتاج الذاتي لمثل هذه الوحدة إلا لمن يجيد إلكترونيات الراديو ، لذلك نوصي باستخدام الخيار الذي تم شراؤه. علاوة على ذلك ، تتولى الوحدات الجاهزة جميع أعمال تنظيم أداء مولد الهيدروجين دون الحاجة إلى تدخل المستخدم.
عناصر النظام لمولد السيارة
كل ما هو مطلوب هو تحديد قيمة القوة الحالية يدويًا (الأمثل) لأوضاع "الخمول" و "الحمل الأقصى" لأول مرة ، وبعد ذلك ستعمل وحدة التحكم نفسها على تغيير أداء التثبيت داخل حدود محددة.
يجب إغلاق جميع الوصلات بحذر شديد: فقد يتسبب تسرب الهيدروجين في نشوب حريق.
من الأفضل التحقق من ضيق الهيكل باستخدام رغوة الصابون: التسريبات ، إن وجدت ، ستظهر على أنها فقاعات تظهر باستمرار وتتزايد.
يمكن صنع جسم مولد الهيدروجين الخاص بالسيارات من مرشح صنبور ، وهو متين للغاية. حجمها صغير وبالتالي لا يلزم إعادة ملء التثبيت كثيرًا ، يمكن أيضًا تزويدها بخزان لتخزين مخزون من المحلول. وهي متصلة بحاوية العمل بواسطة أنبوبين.
يمثل الجهاز المصنوع ذاتيًا بشكل تخطيطي حاوية بها ماء ، حيث توضع أقطاب كهربائية لتحويل الماء إلى هيدروجين وأكسجين.
من أجل صنع مثل هذا الجهاز بيديك ، سوف تحتاج إلى:
- لوح من الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 0.5-0.7 مم. ماركة الفولاذ المقاوم للصدأ 12X18H10T مناسبة.
- لوحات زجاجي.
- أنابيب مطاطية لإمداد المياه وتصريف الغاز.
- لوح مطاط مقاوم للزيوت والبنزين بسمك 3 مم.
- مصدر الجهد - LATR مع جسر الصمام الثنائي للحصول على التيار المباشر. يجب أن توفر 5-8 أمبير من التيار.
أولاً ، يتم تقطيع الألواح غير القابل للصدأ إلى مستطيلات 200x200mm. يجب قطع الزوايا الموجودة على الألواح من أجل شد الهيكل بأكمله بالمسامير. في كل لوحة نحفر حفرة بقطر 5 مم ، على مسافة 3 سم من أسفل الألواح ، لتدوير المياه. أيضًا ، يتم لحام سلك بكل لوحة لتوصيله بمصدر طاقة.
قبل التجميع ، يتم تصنيع الحلقات ذات القطر الخارجي 200 مم والقطر الداخلي 190 مم من المطاط. تحتاج أيضًا إلى تحضير لوحين من زجاج شبكي بسمك 2 سم وأبعاد 200 × 200 مم ، بينما يجب عليك أولاً عمل ثقوب فيها من أربعة جوانب لشد البراغي M8.
مولد الهيدروجين DIY
من أجل منع الغاز من العودة إلى مولد الغاز ، من الضروري عمل ختم ماء في الطريق من المولد إلى الموقد ، أو حتى أفضل ، صمامين.
تصميم المصراع عبارة عن وعاء به ماء ، يتم فيه إنزال الأنبوب إلى الماء من جانب المولد ، ويكون الأنبوب الذي يصل إلى الموقد فوق مستوى الماء. يوضح الشكل أدناه مخططًا لمولد الهيدروجين ذي البوابات.
دائرة مولد الهيدروجين مع بوابات المياه
في المحلل الكهربائي - وعاء محكم الغلق به ماء بأقطاب كهربائية منخفضة ، عند تطبيق الجهد ، يبدأ الغاز في التطور. من خلال الأنبوب 1 ، يتم تغذيته إلى البوابة 1. يتم ترتيب تصميم ختم الماء بطريقة ، كما يتضح من الشكل ، بحيث لا يمكن للغاز أن يتحرك إلا في الاتجاه من المحلل الكهربائي إلى الموقد ، وليس العكس.
هذا يعوقه الكثافة المختلفة للماء ، والتي يجب التغلب عليها في طريق العودة. علاوة على ذلك ، على طول الأنبوب 2 ، ينتقل الغاز إلى البوابة 2 ، والتي تهدف إلى زيادة موثوقية النظام: إذا فجأة ، لسبب ما ، لا تعمل البوابة الأولى. يتم بعد ذلك تغذية الغاز إلى الموقد عبر الأنبوب 3. تعتبر موانع تسرب الماء جزءًا مهمًا جدًا من الجهاز ، حيث تمنع الغاز من التدفق في الاتجاه المعاكس.
إذا عاد الغاز إلى المحلل الكهربائي ، فقد ينفجر الجهاز. لذلك ، لا ينبغي تحت أي ظرف من الظروف تشغيل الجهاز بدون موانع تسرب المياه!
يعد مولد اللحام حاليًا التطبيق العملي الوحيد لتقسيم الماء بالكهرباء. من غير العملي استخدامه لتدفئة المنزل وإليكم السبب. تكاليف الطاقة أثناء عمل لهب الغاز ليست مهمة للغاية ، الشيء الرئيسي هو أن عامل اللحام لا يحتاج إلى حمل أسطوانات ثقيلة والتلاعب بالخراطيم. تدفئة المنزل أمر آخر ، حيث كل قرش مهم. وهنا يفقد الهيدروجين جميع أنواع الوقود الموجودة حاليًا.
تكلف مولدات اللحام التسلسلي الكثير من المال لأنها تستخدم محفزات لعملية التحليل الكهربائي ، والتي تشمل البلاتين. يمكنك صنع مولد هيدروجين بيديك ، لكن كفاءته ستكون أقل من كفاءة مصنع واحد. ستنجح بالتأكيد في الحصول على غاز قابل للاحتراق ، لكن من غير المحتمل أن يكون كافياً لتدفئة غرفة واحدة كبيرة على الأقل ، ناهيك عن المنزل بأكمله. وإذا كان هذا كافيًا ، فسيتعين عليك دفع فواتير كهرباء رائعة.
احذر
احذر
بعد تثبيت المولد ، وكذلك أثناء ذلك ، لا ينبغي لأحد أن ينسى احتياطات السلامة. الهيدروجين غاز عديم الرائحة وقابل للاشتعال وقابل للانفجار ، لذا فإن تسربه خطير للغاية. لتجنب ذلك ، من الضروري التحقق بعناية من جميع مكونات المحلل الكهربائي بحثًا عن التسريبات: الأنابيب والمضخة والخزان. هذا ينطبق بشكل خاص على أجهزة التجميع الذاتي. هم الأكثر خطورة. بالإضافة إلى ذلك ، من غير المعروف كيف سيتم توفير الوقود عالي الجودة في نهاية المطاف. بالطبع ، يمكن أن يكون احتمال الزواج مرتفعًا بالنسبة للنماذج المشتراة ، خاصةً الشركات المصنعة غير المعروفة أو التي لم يتم التحقق منها. لذلك ، من الأفضل دائمًا إعطاء الأفضلية لمصنع أغلى ثمنا وأكثر موثوقية لهذه المعدات. يبدو وكأنه إعلان ، ولكن تظل الحقيقة: عليك أن تدفع مبلغًا إضافيًا مقابل الجودة. على الرغم من أن القاعدة لا تعمل دائمًا على أنه كلما كان السعر أغلى كان ذلك أفضل. إنه مثالي إذا كان المشتري ، باختياره ، يعتمد على المعرفة في هذا المجال. والأهم من ذلك ، ثق ، لكن تحقق. بعد كل شيء ، حتى العلامة التجارية الأكثر شهرة يمكن أن تنتج زواجًا.
استغلال
بعد التجميع ، يمكنك البدء في اختبار الجهاز. للقيام بذلك ، يتم تثبيت موقد من إبرة طبية في نهاية الأنبوب ويتم سكب الماء فيه. أضف KOH أو NaOH إلى الماء. يجب تقطير الماء أو صهره كملاذ أخير. يكفي تركيز 10٪ من المحلول القلوي لكي يعمل الجهاز.
اقرأ المزيد: القوباء المنطقية للجص
بعد ذلك ، يتم توصيل LATR مع جسر الصمام الثنائي بالأقطاب الكهربائية وفقًا للمخطط. يتم تثبيت مقياس التيار الكهربائي والفولتميتر في الدائرة لمراقبة العملية. يبدأون بالجهد الأدنى ثم يزدادون باستمرار ، مع ملاحظة تطور الغاز.
من الأفضل القيام بالأعمال التمهيدية في الهواء الطلق خارج المنزل.نظرًا لأن التركيب قابل للانفجار ، يجب تنفيذ جميع الأعمال بحذر شديد.
أثناء الاختبارات ، راقب تشغيل الجهاز. إذا كان هناك شعلة صغيرة في الموقد ، فقد يكون هناك انخفاض في الغازات في المولد ، أو قد يكون هناك تسرب للغاز في مكان ما. إذا أصبح المحلول عكرًا أو متسخًا ، فيجب استبداله. من الضروري أيضًا التأكد من عدم ارتفاع درجة حرارة الجهاز وعدم غليان الماء.
