L'hydrogène est un carburant presque parfait pour notre planète. Le seul problème est qu'il ne se trouve sur la planète qu'en combinaison avec d'autres substances. Dans sa forme pure, l'hydrogène sur Terre n'est que de 0,00005 %. A cet égard, la question de la conception des générateurs d'hydrogène est très pertinente. N'oubliez pas que l'hydrogène est une source d'énergie inépuisable, pratiquement sous nos pieds.
Contenu
- 1 Le dispositif et le principe de fonctionnement du générateur d'hydrogène
- 2 La portée du générateur d'hydrogène
- 3 Ce qu'il faut pour fabriquer une pile à combustible à la maison
- 4 Générateur d'hydrogène DIY : mode d'emploi
- 5 Hydrogène à la maison: y a-t-il un avantage
- 6 Maintenance des générateurs d'hydrogène
Le dispositif et le principe de fonctionnement du générateur d'hydrogène
Comment ça fonctionne
L'appareil classique de génération d'hydrogène comprend un tube de petit diamètre, souvent de section circulaire.En dessous se trouvent des cellules spéciales avec électrolyte. Les particules d'aluminium elles-mêmes sont situées dans le récipient inférieur. L'électrolyte dans ce cas ne convient que pour le type alcalin. Un réservoir est installé au-dessus de la pompe d'alimentation, où le condensat est collecté. Certains modèles utilisent 2 pompes. La température est contrôlée directement dans les cellules.
Le générateur obtient le gaz de l'eau. Sa qualité affecte directement la quantité d'impuretés dans le produit fini. Ainsi, si de l'eau avec une forte concentration d'ions étrangers pénètre dans le générateur, elle devra d'abord passer à travers un filtre de déionisation.
Voici comment se déroule le processus d'obtention de gaz :
- Le distillat est divisé en oxygène (O) et en hydrogène (H) au cours du processus d'électrolyse.
- L'O2 pénètre dans le réservoir d'alimentation puis s'échappe dans l'atmosphère en tant que sous-produit.
- H2 est fourni au séparateur, séparé de l'eau, qui retourne ensuite au réservoir d'alimentation.
- L'hydrogène est repassé à travers une membrane de séparation, qui en extrait l'oxygène restant, puis pénètre dans l'équipement chromatographique.
méthode d'électrolyse
Comme mentionné ci-dessus, il n'y a pratiquement pas de sources d'énergie aussi inépuisables dans le monde que l'hydrogène. Il ne faut pas oublier que les 2/3 de l'océan mondial sont constitués de cet élément, et dans tout l'Univers, H2, avec l'hélium, occupe le plus grand volume. Mais pour obtenir de l'hydrogène pur, il faut diviser l'eau en particules, et ce n'est pas très facile à faire.
Scientifiques après de nombreuses années d'astuces inventées méthode d'électrolyse. Cette méthode consiste à placer deux plaques métalliques proches l'une de l'autre dans l'eau, qui sont connectées à une source de haute tension.Ensuite, la puissance est appliquée - et un grand potentiel électrique brise en fait la molécule d'eau en composants, à la suite de quoi 2 atomes d'hydrogène (HH) et 1 oxygène (O) sont libérés.
Ce gaz (HHO) a été nommé d'après le scientifique australien Yull Brown, qui en 1974 a breveté la création d'un électrolyseur.
Pile à combustible de Stanley Meyer
Un scientifique américain, Stanley Meyer, a inventé une telle installation qui n'utilisait pas un fort potentiel électrique, mais des courants d'une certaine fréquence. La molécule d'eau oscille dans le temps avec les impulsions électriques changeantes et entre en résonance. Progressivement, il gagne en puissance, ce qui suffit à séparer la molécule en composants. Pour un tel impact, les courants sont dix fois plus faibles que pour le fonctionnement d'une unité d'électrolyse standard.
IMPORTANT! Meyer a payé de sa vie son invention. Il a été tué, selon les rumeurs, sur ordre des magnats, car son invention pourrait tuer le commerce du pétrole dans l'œuf. Néanmoins, certaines des réalisations du scientifique ont été préservées, de sorte que ses contemporains ont la possibilité d'essayer de fabriquer de tels appareils.
Avantages du gaz de Brown comme source d'énergie
- L'eau à partir de laquelle HHO est obtenu est présente sur notre planète en quantités énormes. Ainsi, les sources d'hydrogène sont pratiquement inépuisables.
- La combustion du gaz de Brown produit de la vapeur d'eau. Il peut être recondensé en un liquide et réutilisé comme matière première.
- La combustion de HHO ne libère aucune substance nocive dans l'atmosphère et ne forme pas de sous-produits autres que l'eau. On peut dire que le gaz de Brown est le carburant le plus écologique au monde.
- Lors de l'utilisation d'un générateur d'hydrogène, de la vapeur d'eau est libérée.Sa quantité est suffisante pour maintenir longtemps une humidité confortable dans la pièce.
IMPORTANT! L'hydrogène peut également être obtenu par craquage - raffinage du pétrole (libère du gaz comme sous-produit). Cette méthode est moins chère que l'obtention par électrolyse, mais il peut y avoir des difficultés à transporter le gaz. De plus, le gaz produit par électrolyse est beaucoup plus propre que celui produit par craquage.
La portée du générateur d'hydrogène
H2 est un vecteur énergétique moderne qui est activement utilisé dans de nombreux domaines industriels. En voici quelques-unes :
- production de chlorure d'hydrogène (HC)l ;
- production de carburant pour lance-roquettes;
- production d'ammoniac;
- traitement et découpe des métaux dessus;
- développement d'engrais pour les zones suburbaines;
- synthèse d'acide nitrique;
- création d'alcool méthylique;
- industrie alimentaire;
- production d'acide chlorhydrique;
- création de systèmes "plancher chaud".
De plus, HHO est devenu très utile dans la vie de tous les jours, avec toutefois des réserves. Tout d'abord, il est utilisé pour les systèmes de chauffage autonomes. De plus, le gaz de Brown est ajouté à l'essence dans le but de tromper le moteur et d'économiser du carburant.
Les deux cas ont leurs propres caractéristiques. Ainsi, lors de l'organisation du chauffage domestique, vous devez tenir compte du fait que la température de combustion du HHO est d'un ordre de grandeur supérieur à celle du méthane. À cet égard, il est nécessaire d'acheter une chaudière spéciale coûteuse avec une buse résistante à la chaleur. Sinon, le propriétaire et sa maison seront en grand danger.
En ce qui concerne l'utilisation d'un générateur dans une voiture, le système peut parfois fonctionner - s'il est conçu correctement. Mais il est presque impossible de trouver des paramètres idéaux ou un facteur de gain de puissance.De plus, on ne sait pas exactement dans quelle mesure la durée de vie du moteur sera réduite et son remplacement coûtera un joli centime.
Ce qu'il faut pour fabriquer une pile à combustible à la maison
Créer une unité d'hydrogène à la maison n'est pas une tâche facile. Vous devez vous armer non seulement d'un certain nombre d'outils, mais également des connaissances pertinentes, ainsi que de schémas.
Conception d'un générateur d'hydrogène : schémas et dessins
L'appareil se compose d'un réacteur avec des électrodes installées, d'un générateur PWM pour l'alimentation électrique, d'un joint hydraulique, de fils et de tuyaux reliant la structure. À ce jour, plusieurs schémas d'électrolyseurs sont connus, où des plaques ou des tubes sont utilisés comme électrodes.
Les appareils d'électrolyse sèche sont également populaires. Contrairement à la version classique, dans cet appareil, les plaques ne sont pas placées dans un récipient contenant du liquide, mais l'eau elle-même est dirigée dans l'espace entre les électrodes plates.
Le choix des matériaux pour la construction d'un générateur d'hydrogène
Pour fabriquer un générateur à la maison, aucun outil spécial et inhabituel n'est nécessaire. Voici ce que vous devez préparer :
- scie à métaux pour travailler avec des produits métalliques;
- percer et percer pour cela;
- jeu de clés;
- tournevis plats et à fente;
- meuleuse d'angle ("meuleuse") avec un cercle pour couper le métal;
- multimètre et débitmètre;
- règle;
- marqueur.
Générateur d'hydrogène DIY : mode d'emploi
Le processus commence par la création d'une cellule de production d'hydrogène. En termes de dimensions, il devrait être légèrement inférieur aux paramètres internes de longueur et de largeur du boîtier du générateur. En hauteur, il fait 2/3 de la hauteur du bâtiment principal. La cellule est en textolite ou en plexiglas (épaisseur de paroi 5-7 mm).Pour ce faire, 5 plaques sont découpées sur mesure, à partir desquelles un rectangle est collé, et sa partie inférieure n'est fermée par rien.
À l'aide d'une meuleuse, des plaques d'électrodes sont découpées dans une feuille d'acier inoxydable. En taille, ils doivent être de 10 à 20 mm plus petits que les parois latérales.
IMPORTANT! Pour obtenir suffisamment de HHO, l'acier inoxydable doit être poncé des deux côtés.
Dans chaque plaque, il est nécessaire de percer 2 trous : pour alimenter en eau l'espace entre les électrodes et pour évacuer le gaz de Brown.
Des raccords pour l'alimentation en eau et l'extraction de gaz sont insérés dans les murs en panneaux durs. Les joints où ils étaient attachés sont soigneusement traités avec du mastic. Des goujons sont installés dans l'une des parties transparentes du corps, puis les électrodes sont posées.
IMPORTANT! Le plan des électrodes plaques doit être plat, sinon les éléments peuvent provoquer un court-circuit.
Les plaques sont détachées des côtés du réacteur à l'aide de joints toriques, qui peuvent être en silicone, paronite ou autre matériau. Après avoir posé la dernière plaque, une bague d'étanchéité est montée, après quoi le générateur est fermé avec une deuxième paroi en panneau dur. La structure résultante est fixée avec des rondelles et des écrous.
Le générateur est relié à un réservoir d'eau et à un barboteur à l'aide de tuyaux en polyéthylène. Les plots de contact des électrodes sont interconnectés, après quoi l'alimentation leur est connectée. La cellule est alimentée par un générateur PWM.
Hydrogène à la maison: y a-t-il un avantage
On le constate tout de suite : il n'est pas rentable d'utiliser un générateur d'hydrogène pour chauffer une maison.Vous dépenserez plus d'électricité en libérant du H2 pur que vous n'obtiendrez d'énergie en le brûlant. Ainsi, pour 1 kW de chaleur, 2 kW d'électricité sont dépensés, c'est-à-dire qu'il n'y a aucun avantage. Plus facile à installer à la maison chaudières électriques.
Pour remplacer 1 litre d'essence pour une voiture, il faudra 4766 litres d'hydrogène pur ou 7150 litres de gaz détonant dont 1/3 d'oxygène. Jusqu'à présent, même les meilleurs esprits du monde n'ont pas développé d'unité capable de fournir de telles performances.
Maintenance des générateurs d'hydrogène
Le matériel doit être soigneusement entretenu. Les experts conseillent de suivre les conseils suivants:
- n'améliorez pas ou ne modifiez pas le générateur vous-même, même si vous disposez d'un dessin technique professionnel ;
- il est recommandé d'installer des capteurs de température spéciaux à l'intérieur de l'échangeur de chaleur sur l'équipement, ce qui permettra de contrôler le processus de surchauffe de l'eau;
- des vannes d'arrêt peuvent être installées dans le brûleur et raccordées à la sonde de température. Cela permettra à l'appareil de refroidir correctement.
Un générateur fait maison vous permet d'obtenir de l'hydrogène, mais il est principalement utilisé pour les expériences et le soudage au gaz. Pour chauffer une structure considérable, l'efficacité de l'appareil n'est tout simplement pas suffisante. Et en même temps, il ne faut pas oublier la faible efficacité de l'appareil, ainsi que les tracas et le coût de son assemblage.
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