אנו רגילים להתייחס לגז טבעי כסוג הדלק המשתלם ביותר, מה שמאפשר לנו להוזיל עלויות באופן משמעותי. אבל מסתבר שיש לו אלטרנטיבה ראויה - מימן, המתקבל על ידי פיצול מים. אנו מקבלים את חומר המוצא לייצור הדלק הזה בחינם לחלוטין. ואם גם מחולל מימןעשה זאת בעצמך, ההשפעה הכלכלית תהיה פשוט מדהימה. יָמִינָה?

עבור אלה המעוניינים לבנות מחולל דלק זול אך פרודוקטיבי מאוד במו ידיהם, אנו מציעים הוראות מפורטות. אנו מספקים המלצות לשימוש נכון. כתוספות אינפורמטיביות המסבירות בבירור את עקרון הפעולה, נעשה שימוש ביישומי צילום וסרטון על אחת מאפשרויות הרכבת הגנרטור.

שיעורי כימיה בֵּית סֵפֶר תִיכוֹןפעם ניתנו הסברים כיצד להשיג מימן ממנו מים רגיליםזורם מהברז. יש מושג כזה בתחום הכימי – אלקטרוליזה. בזכות האלקטרוליזה אפשר לייצר מימן.

מתקן המימן הפשוט ביותר הוא מיכל מלא במים. שתי אלקטרודות לוחות ממוקמות מתחת לשכבת המים. זה מובא אליהם זרם חשמלי. מכיוון שהמים הם מוליך מצוין של זרם חשמלי, נוצר מגע עם התנגדות נמוכה בין הלוחות.

הזרם העובר דרך התנגדות נמוכה למים מקדם את ההיווצרות תגובה כימית, כתוצאה מכך נוצר מימן.

תרשים של מתקן מימן ניסיוני, אשר נלמד בעבר בכיתת כימיה בתיכון. כפי שמתברר, שיעורים אלה לא היו מיותרים לתרגול הצרכים היומיומיים המודרניים

נראה שהכל פשוט ונותר מעט מאוד - לאסוף את המימן שנוצר כדי להשתמש בו כמקור אנרגיה. אבל כימיה לעולם אינה שלמה ללא פרטים עדינים. אז זה כאן: אם מימן מתחבר עם חמצן, בריכוז מסוים נוצרת תערובת נפיצה. נקודה זו היא אחת התופעות הקריטיות המגבילות את היכולת לבנות תחנות ביתיות חזקות מספיק.

עיצוב מחולל מימן

כדי לבנות גנרטורים מימן במו ידיך, אתה בדרך כלל לוקח כבסיס תכנית קלאסיתמתקנים חומים. אלקטרוליזר זה בעל הספק בינוני מורכב מקבוצת תאים, שכל אחד מהם מכיל קבוצה של אלקטרודות לוחיות. עוצמת ההתקנה נקבעת שטח כוללמשטחים של אלקטרודות לוחות.

התאים ממוקמים בתוך מיכל מבודד היטב ממנו סביבה חיצונית. לגוף המיכל יש צינורות לחיבור ראש המים, יציאת מימן וכן לוח מגע לחיבור חשמל.

מכשיר לייצור מימן שתוכנן לפי התוכנית של בראון. לפי כל החישובים, התקנה זו צריכה לספק באופן מלא בַּיִתחום ואור. שאלה נוספת היא אילו מימדים והספק יאפשרו לעשות זאת (+)

מעגל הגנרטור בראון, בין היתר, מספק נוכחות של אטם מים ושסתום סימון. בשל אלמנטים אלה, המתקן מוגן מפני זרימת מימן חזרה. על פי תכנית זו, ההרכבה של מתקן מימן, למשל, לארגון חימום של בית כפרי, אינה נכללת תיאורטית.

חימום מימן בבית

להרכיב מחולל מימן עבור חימום יעילבבית הוא רעיון שאולי לא פנטסטי, אבל ברור שהוא מאוד לא רווחי. על מנת לקבל נפח נדרשמימן עבור חדר דוודים ביתי, תצטרך לא רק התקנת אלקטרוליזה חזקה, אלא גם נפח משמעותי אנרגיה חשמלית.

נראה כי פיצוי על בזבוז חשמל באמצעות מימן המיוצר בבית הוא תהליך לא הגיוני.

מחולל מימן עובד באמת לשימוש ביתי. הדבר היחיד שמרגיז אותנו הוא שזו רק אפשרות ניסיונית, שיכולה רק להראות איך להבה נובעת מניצוץ

עם זאת, ניסיונות לפתור את הבעיה של איך לעשות מחולל מימן לבית במו ידיך לא מפסיקים. והנה דוגמה לאחת מאפשרויות העינויים:

1. מכין מיכל אטום ואמין.
2. אלקטרודות צינוריות או צלחת עשויות.
3. מעגל בקרה עבור מתח וזרם הפעלה מורכב.
4. מתבצעים מודולים נוספים עבור תחנת העבודה.
5. נבחרים אביזרים (צינורות, חוטים, מחברים).

באופן טבעי, תצטרך ערכת כלים, כולל ציוד מיוחד, למשל, אוסילוסקופ ומונה תדרים. לאחר שהצטיידת בכל מה שאתה צריך, אתה יכול להמשיך ישירות לייצור של מימן התקנת חימוםלבית.

ביצוע פרויקט עשה זאת בעצמך

בתחילה, יהיה עליך ליצור תא יצירת מימן. לתא הדלק יש מידות כוללותקצת פחות ממדים פנימייםאורך ורוחב בית הגנרטור. בגובה, גודל הבלוק עם האלקטרודות הוא 2/3 מגובה הגוף הראשי.

התא יכול להיות עשוי PCB או פרספקס (עובי דופן 5-7 מ"מ). לשם כך, חותכים חמש לוחות טקסטוליט לגודל. הם מודבקים זה לזה ( דבק אפוקסי) מלבן שחלקו התחתון נשאר פתוח.

בצד העליון של המלבן, קודחים את המספר הנדרש של חורים קטנים לשוקי לוחות האלקטרודה, חור אחד קטן לחיישן המפלס, בתוספת חור אחד בקוטר של 10-15 מ"מ לשחרור מימן.

לוחות אלקטרודה ממוקמים בתוך המלבן, ששוקי המגע שלהם מובאים החוצה דרך החורים של הצלחת העליונה מחוץ לתא. חיישן מפלס המים מותקן ב-80% מילוי תאים. כל המעברים בצלחת הטקסטוליט (למעט יציאת המימן) מלאים בדבק אפוקסי.

תכונת העיצוב של המודולים של הגנרטור המוצגים בתמונה היא צורה גליליתהוֹצָאָה לְפוֹעַל. גם האלקטרודות של מקור אנרגיה מיניאטורי זה מתוכננות אחרת.

חור יציאת המימן חייב להיות מצויד באביזר - אבטח אותו בצורה מכנית באמצעות אטם או הדבק אותו. תא יצירת המימן המורכב ממוקם בתוך הגוף הראשי של המכשיר והוא אטום בקפידה לאורך ההיקף העליון (שוב, ניתן להשתמש בשרף אפוקסי).

זה היה המקרה שנבחר עבור מחולל המימן עבור הפרויקט הניסיוני הבא. מושך רעיון פשוט, אך סביר להניח שאופציה זו לא תתאים לתחנה חזקה המיועדת לחימום בית פרטי

אבל לפני שאתה מכניס את התא פנימה, יש להכין את בית הגנרטור:

• לעשות אספקת מים באזור התחתון;
• יִצוּר מכסה עליוןעם מחברים;
• בחר חומר איטום אמין;
• הנח את בלוק המסוף החשמלי על המכסה;
• הנח אספן מימן על המכסה.

התוצאה צריכה להיות מחולל מימן מוכן חלקית לאחר:

1. תא הדלק נטען לתוך הדיור.
2. האלקטרודות מחוברות לבלוק המסוף של הכיסוי.
3. אביזר יציאת המימן מחובר לסעפת המימן.
4. הכיסוי מותקן על הגוף באמצעות אטם ומאובטח.

כל שנותר הוא לחבר את המים ומודולים נוספים.

תוספי מחולל מימן

יש להוסיף מכשיר תוצרת בית לייצור מימן עם מודולים עזר. לדוגמה, מודול אספקת מים, המשולב באופן פונקציונלי עם חיישן מפלס המותקן בתוך הגנרטור. IN בצורה פשוטהמודול כזה מיוצג על ידי משאבת מים ובקר בקרה. המשאבה נשלטת על ידי בקר המבוסס על אות חיישן, בהתאם למפלס המים בפנים תא דלק.

נוֹסָף אלמנטים מבניים, אשר חייב להיכלל בתכנון של כל תחנת מימן ואפילו ניסיונית. לא ניתן להפעיל מחולל מימן ללא התקני אוטומציה, בקרה והגנה.

ככזה, רצוי גם שיהיה מכשיר המווסת את תדירות הזרם החשמלי ואת רמת המתח המסופק למסופים של האלקטרודות הפועלות של תא הדלק. לכל הפחות, המודול החשמלי חייב להיות מצויד במייצב מתח והגנה מפני זרם יתר.

סעפת מימן, בצורתה הפשוטה ביותר, נראית כמו צינור המכיל שסתום, מד לחץ, שסתום סימון. מימן נלקח מהקולט דרך שסתום סימון וניתן למעשה לספק אותו לצרכן.

סעפת מימן ומד מֶטֶר– חלקים אינטגרליים של מתקן מימן, המבטיחים חלוקת גז ובקרת לחץ

אבל בפועל הכל קצת יותר מסובך. מימן הוא גז נפיץ עם טמפרטורת בעירה גבוהה. לכן, פשוט שאיבת מימן למערכת דודי החימום כדלק לא תעבוד.

קריטריונים לאיכות התקנה

קשה ביותר להרכיב מתקן איכותי, יעיל ופרודוקטיבי בבית. לדוגמה, גם אם ניקח בחשבון קריטריון כזה כמו המתכת שממנה עשויות לוחות האלקטרודה או הצינורות, כבר קיים סיכון להיתקל בבעיות.

עמידות האלקטרודות תלויה בסוג המתכת ובתכונותיה. אפשר כמובן להשתמש באותה נירוסטה, אבל אורך החיים של אלמנטים כאלה יהיה קצר.

מעין פארודיה על לוחות אלקטרודות עבור מחולל מימן. הלוחות לקוחים מקבל משתנה קונבנציונלי, העשויים מאלומיניום. אלקטרודות כאלה יספיקו בדיוק לחצי שעת פעולה אפילו כחלק ממערכת ניסיונית קטנה

גם לשחק תפקיד משמעותי מידות התקנה. נדרשים חישובים דיוק גבוהביחס להספק הנדרש, איכות המים ופרמטרים נוספים. לכן, אם הפער בין האלקטרודות הפועלות הוא מחוץ לערך המחושב, מחולל המימן עלול לא לתפקד כלל. במקרה הגרוע, ההספק שעבורו נעשה החישוב יתברר כפחות פי כמה.

אפילו חתך הרוחב של החוט המחבר את האלקטרודות למקור הכוח חשוב בתכנון של מחולל מימן. נכון, זה נוגע פעולה בטוחהמכשירים. עם זאת, פרט עיצוב זה צריך להילקח בחשבון גם בהתקנות ביתיות.

אם נחזור לפעולה הבטוחה של המערכת, אסור גם לשכוח את הכנסתו של אטם מים כביכול לתוך העיצוב, המונע תנועה הפוכה של גז.

למרות המספר המרשים למדי של פיתוחים של מחוללי מימן תוצרת בית, זה ריאלי אפשרות יעילהטֶרֶם. כל הדגמים נחותים מציוד המפעל

גנרטור תעשייתי

ברמה ייצור תעשייתיטכנולוגיות לייצור מחוללי מימן לשימוש ביתי עוברות שליטה ומפותחות בהדרגה. ככלל, תחנות אנרגיה מיוצרות שימוש ביתי, שהספקו אינו עולה על 1 קילוואט.

מכשיר כזה נועד לייצר דלק מימן בפעולה רציפה לא יותר מ-8 שעות. המטרה העיקרית שלהם היא אספקת אנרגיה מערכות חימום.

כמו כן מפותחים ומיוצרים מתקנים לתפעול בתוך בתים משותפים. אלה כבר עיצובים חזקים יותר (5-7 קילוואט), שמטרתם היא לא רק האנרגיה של מערכות חימום, אלא גם ייצור חשמל. כָּזֶה אפשרות משולבתצובר במהירות פופולריות במדינות מערביות וביפן.

מחוללי מימן משולבים מאופיינים כמערכות עם יעילות גבוההופליטת פחמן דו חמצני נמוכה.

דוגמה לתחנה מיוצרת תעשייתית אמיתית עם הספק של עד 5 קילוואט. בעתיד מתוכננות התקנות דומות לאבזור קוטג'ים ובתים משותפים

גם התעשייה הרוסית החלה לעסוק בסוג מבטיח זה של ייצור דלק. בפרט, נורילסק ניקל שולט בטכנולוגיות לייצור מתקני מימן, כולל מתקני מימן ביתיים. זה מתוכנן להשתמש הכי הרבה סוגים שונים תאי דלקבמהלך הפיתוח והייצור:

• קרום חילופי פרוטונים;
• חומצה אורתופוספורית;
• מתנול חילופי פרוטונים;
• בְּסִיסִי;
• תחמוצת מוצקה.

בינתיים, תהליך האלקטרוליזה הפיך. עובדה זו מעידה על כך שניתן להשיג מים מחוממים כבר מבלי לשרוף מימן.

נראה שזהו רק עוד רעיון שאם תופסים אותו, תוכלו להשיק סבב חדש של תשוקות הקשורות לייצור חינם של דלק לדוד הביתי שלכם.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

מתנסים בבית עם דגמים תוצרת בית, אתה צריך להתכונן לתוצאות הכי לא צפויות, אבל ניסיון שלילי הוא גם ניסיון:

מחוללי מימן עשה זאת בעצמך לבית הם עדיין פרויקט שקיים ברמה של רעיון אחד. לְמַעֲשֶׂה פרויקטים שהושלמואין מחוללי מימן עשה זאת בעצמך, ואלו שממוקמים באינטרנט הם הדמיון של מחבריהם או אפשרויות תיאורטיות בלבד. אז אנחנו יכולים לסמוך רק על מוצר תעשייתי יקר שמבטיח להופיע בעתיד הקרוב.

דוד מימן הוא מכשיר חימום ביתי המשתמש בגז מימן כדלק. מאז הגז הזה הוא צורה טהורהאינו מתרחש בטבע, דודי מימן מצוידים מכשיר מיוחדלייצר מימן ממים מזוקקים.

דוד מימן לחימום בית פרטי הוא אחד מאותם פתרונות שמושכים היום תשומת לב רבה. באינטרנט ניתן למצוא הצעות רבות המבטיחות יתרונות עצומים לבעלי ציוד כזה, למשל הפחתה קיצונית ב"חשבונות החימום". האם זה באמת כך, ומה שדוד מימן מודרני יכול לעשות ולא יכול לעשות, קרא את הסקירה שלנו.

המיתוס שדוד מימן הוא הדרך החסכונית ביותר לחמם בית

לעתים קרובות אתה יכול לשמוע שדוד מימן הוא הכי הרבה דרך חסכוניתחימום לבית פרטי. בדרך כלל, כדי לבסס את התזה הזו, מתייחסים לחום הבעירה הגבוה של מימן - יותר מפי 3 מזה של גז טבעי. ניתן להסיק מכך מסקנה פשוטה - משתלם יותר לחמם בית במימן מאשר בגז.

לפעמים, כטיעון ליעילות של דוד מימן, מה שנקרא "גז חום" או תערובת של אטומי מימן וחמצן (HHO), שמשחרר יותר יותר חום, ועליהם פועלים "דודים מתקדמים". לאחר מכן, ההצדקות ליעילות פשוט מסתיימות, ומשאירות את ההזדמנות לדמיון של האדם הממוצע לצייר תמונות יפות מתחת שם נפוץ"החימום כמעט בחינם." רק תחשוב - מימן נשרף "חם" יותר ומתקבל ממים חופשיים כמעט, יתרון אמיתי!

הדמיון ניזון גם על ידי חדשות על צריכת דלק המימן ההולכת וגדלה כחלופה למסורתית. הם אומרים, אם מכוניות "פועלות" על מימן, אז דוד מימן הוא דבר ממש כדאי.

אבל במציאות הכל קצת יותר מסובך. אם מימן טהור היה יסוד הנגיש בקלות בטבע, הכל היה כך, או כמעט כך. אבל העובדה היא שמימן טהור אינו מתרחש על פני כדור הארץ - רק בצורה קשורה, למשל, בצורה של מים. לכן, בפועל, מימן צריך קודם כל להשיג מאיפשהו, יתר על כן, באמצעות תגובות כימיות צורכות אנרגיה.

מאיפה מגיע מימן טהור?

הערה לבעלים

"כדי למשוך תשומת לב למוצרים שלהם, חלק מיצרני דודי מימן מתייחסים לסוג של "זרז סודי" או לשימוש ב"גז חום" במכשירים שלהם."

לדוגמה, אתה יכול להפיק מימן מגז מתאן, שבו יש עד 4 אטומים של מימן! אבל למה? מתאן עצמו הוא גז דליק, אז למה לבזבז אנרגיה נוספת כדי לייצר מימן טהור? איפה היעילות האנרגטית? לכן, מימן מופק לרוב ממים, שכידוע לכולם, אינם יכולים לשרוף, בשיטת האלקטרוליזה. ממש השקפה כלליתניתן לתאר שיטה זו כפיצול של מולקולות מים למימן וחמצן בהשפעת חשמל.

אלקטרוליזה ידועה זה מכבר ונמצאת בשימוש נרחב לייצור מימן טהור. בפועל, אף דוד מימן תעשייתי, לפחות בינתיים, לא יכול בלעדיו מפעל אלקטרוליזהאו אלקטרוליזר. הכל יהיה בסדר, אבל ההתקנה הזו דורשת חשמל. אז, דוד מימן חייב בהכרח לצרוך אנרגיה. השאלה היא מהן עלויות האנרגיה הללו?

כל הדיבורים על "חום הבעירה" של מימן מרחיקים אותנו קצת מהנושא הזה, ובכל זאת הוא החשוב ביותר. אז, דוד מימן יכול להיות מועיל במקרה היחיד - האנרגיה המופקת ממנו אנרגיה תרמיתצריך להיות גבוה מזה שהושקע על פעולת הדוד.

יעילות אנרגטית של דוד מימן

כדי להבין האם נקבל יותר אנרגיה בתפוקת הדוד מאשר הוצאתה, פשוט תסתכל מקרוב על מולקולת המים - היא מכילה שני אטומי מימן וחמצן אחד, הקשורים זה לזה בחוזקה. כדי לשבור את הקשר הזה, יש צורך "להחיל" די הרבה אנרגיה, וזה מה שהאלקטרוליזר עושה באמצעות חשמל. התוצאה היא תערובת של מימן וחמצן, שיש בהם אנרגיה פוטנציאלית (תרתי משמע, מומסת), ואשר יכולה להשתחרר כתוצאה מתהליך הבעירה ולהעניק חום לבית. כדי להבין כמה אנרגיה תתקבל מבעירה, כדאי להסתכל מקרוב על מה שיוצא כתוצאה מהבעירה. ומה שאנחנו מקבלים זה... אותם מים שהתפצלנו לאטומים.

למעשה, אחרי כל המניפולציות האלה, ב התרחיש הטוב ביותרנקבל בדיוק כמו אנרגיה שהושקעה בחלוקת מולקולת המים המקורית. מאז שיצאנו מהמים, הגענו למים. אבל זה במקרה אידיאלי, שבו אין הפסדים שהם בלתי נמנעים במציאות. הָהֵן. גם במקרה אידיאלי, כמה חשמל אנחנו מוציאים, כמה חום אנחנו מקבלים.

היצרן מציין את נוכחותו של זרז "סודי".

אין גם מאיפה להשיג מולקולות מים נוספות לפיצול - מכיוון שרבות הופרדו תחילה, כך רבות ישולבו בהמשך בעת שריפת תערובת המימן-חמצן. שוב, מינוס הפסדים. בנוסף, אסור לשכוח שדוד מימן פועל על מים מזוקקים שהפקתם גם צורכת אנרגיה. כפי שניתן לראות בעין בלתי מזוינת, היעילות של דוד מימן אינה יכולה להיות גבוהה.

ואז עולה שאלה הגיונית - למה כל הקשיים האלה בפיצול, אם יש מכשירים שממירים ישירות חשמל לחום ונקראים? אם אתה פשוט מחמם מים באמצעות אנרגיה חשמלית, כל האנרגיה הזו, כמעט ללא הפסדים, תלך לחימום המים - זה מתברר יותר רווחי מאשר באמצעות פירוק אלקטרוליטי ו"התאוששות" לאחר מכן של מים על ידי שריפת תערובת של מימן וחמצן עם הפסדים נלווים.

השוואה של דוד מימן עם מכשירי חימום אחרים

כידוע, דוד חשמלי נחשב למכשיר החימום הכי לא יעיל, במילים אחרות, עלות החום שמפיק מכשיר זה תהיה היקרה ביותר.

השוואת חימום באמצעות משאבת חוםעם שיטות אחרות.

סוג חימום	יעילות אנרגטית, %
דוד חשמלי
דוד מימן

כפי שכבר גילינו, חימום באמצעות דוד מימן נחות ביעילותו אפילו מדוד חשמלי. נכון, העולם לא עומד מלכת. בהחלט ייתכן שיבוא היום שבו השימוש טכנולוגיות מודרניותיפחית את העלות של מאות תהליכים ביתיים, וחימום באמצעות דוד מימן או אנלוגים שלו יהפוך לרווחי באמת.

סיכויים לשימוש בדודי מימן

למה זה בכלל שווה לדבר דודי מימן, מה לגבי שיטה מבטיחה לחימום בית פרטי? הכל קשור למגמה העולמית לקראת המעבר לטכנולוגיות "ירוקות" והביקוש הגובר לטכנולוגיות כאלה. דוד המימן הוא ללא ספק "מספר אחד" ברשימת הפתרונות הידידותיים ביותר לסביבה בתחום.

ראשית, במהלך פעולתו הוא אינו נוצר פחמן דו חמצני- "הנגע העיקרי" של ציוד הפועל על דלקים פחמימניים: גז, דלק נוזלי ומוצק.

שנית, בגלל תוצר הבעירה בדוד מימן הוא מים נקיים הוא אינו מצריך אוורור או התקנים להסרת מוצרי בעירה לצורך פעולתו. אשר, בתורו, עשוי לדרוש אנרגיה נוספת כדי להבטיח את פעולתם. והם פשוט צריכים יותר מקום בתוך הבית. כלומר, על ידי התקנת דוד מימן, אתה יכול לחסוך בשטח של חדר הדוודים.

הערה לבעלים

"היום, אנשים עשירים מאוד או אופטימיים נלהבים לוקחים את הסיכון בהתקנת דוד מימן כדי לחמם את ביתם".

שלישית, אדי מים המשתחררים כתוצאה מבעירה של מימן מרטיבים את שטח הבית.

אבל הדבר החשוב ביותר הוא שדוד מימן משתלב היטב עם מחוללי חשמל המופעלים על ידי מקורות אנרגיה מתחדשים (RES) ובעלי אופי פעולה תקופתי מובהק. לדוגמה, עם גנרטורים ומכשירים רוח המופעלים על ידי ביו-גז. במקרה זה - בתנאי שיא - מחוללי RES יכולים לייצר מימן באמצעות אלקטרוליזה, שישמש בהמשך כדלק לדוד. חיבור גנרטורים אלו ישירות לרשת ידרוש שימוש במכשירים יקרים נוספים.

אחד הסרטונים המתאר את "היתרונות" של דוד מימן

עם התפתחות הטכנולוגיה, ניתן "להמיר" אנרגיה זולה ממקורות אנרגיה מתחדשים למימן, כפי שכבר קורה במתקנים תעשייתיים. אבל לעת עתה, אנשים עשירים מאוד או אופטימיים נלהבים לוקחים את הסיכון בהתקנת דוד מימן לחימום ביתם.

מימן הוא למעשה נוף מושלםדלק, אבל הבעיה היא שהוא נמצא על הפלנטה שלנו רק בצורה של תרכובות עם אחרים יסודות כימיים. חלקו של החומר ה"טהור" באטמוספירה הוא לא יותר מ-0.00005%. בהינתן המציאות הללו, זה הופך להיות נושא אקטואליעל מחולל המימן. בואו ניקח בחשבון את עקרון הפעולה של מכשיר כזה, תכונות העיצוב שלו, היקף היישום והאפשרות לייצור עצמי.

תיאור ועיקרון הפעולה של מחולל מימן

ישנן מספר שיטות להפקת מימן מחומרים אחרים, אנו מפרטים את הנפוצים ביותר:

1. אלקטרוליזה, טכניקה זו היא הפשוטה ביותר וניתן ליישם אותה בבית. בְּאֶמצָעוּת תמיסה מימיתהמכיל מלח, מועבר זרם חשמלי ישר, בהשפעתו מתרחשת תגובה שניתן לתאר במשוואה הבאה: 2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 . במקרה זה, הדוגמה ניתנת לתמיסה של מלח מטבח רגיל, שלא האפשרות הטובה ביותר, שכן הכלור המשוחרר הוא חומר רעיל. שימו לב שהמימן המתקבל בשיטה זו הוא הטהור ביותר (כ-99.9%).
2. על ידי העברת אדי מים על קוק פחם מחומם לטמפרטורה של 1000 מעלות צלזיוס, בתנאים כאלה מתרחשת התגובה הבאה: H 2 O + C ⇔ CO + H 2.
3. הפקת מתאן על ידי המרת קיטור ( תנאי הכרחילתגובה - טמפרטורה 1000°C): CH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2. האפשרות השנייה היא חמצון של מתאן: 2CH 4 + O 2 ⇔ 2CO + 4H 2.
4. במהלך תהליך הפיצוח (זיקוק נפט), מימן משתחרר כמו מוּצָר לְוָאִי. שימו לב כי בארצנו עדיין נהוג לשרוף חומר זה בחלק מבתי זיקוק נפט עקב היעדר ציוד הכרחיאו ביקוש מספיק.

מבין האפשרויות המפורטות, האחרונה היא הזולה ביותר, והראשונה היא הנגישה ביותר היא זו שמהווה את הבסיס לרוב מחוללי המימן, כולל אלה הביתיים. עקרון הפעולה שלהם הוא שבתהליך העברת זרם דרך תמיסה, האלקטרודה החיובית מושכת יונים שליליים, והאלקטרודה בעלת המטען ההפוך מושכת חיוביים, וכתוצאה מכך פיצול החומר.

תכונות עיצוב ועיצוב של מחולל המימן

אמנם אין כמעט בעיות עם ייצור מימן כעת, אך הובלתו ואחסנו עדיין נותרו משימה דחופה. המולקולות של החומר הזה כל כך קטנות עד שהן יכולות אפילו לחדור למתכת, מה שמהווה סיכון בטיחותי מסוים. אחסון נספג עדיין אינו רווחי במיוחד. לכן, רוב האפשרות הטובה ביותר– יצירת מימן מיד לפני השימוש בו במחזור הייצור.

לשם כך מיוצרים מפעלים תעשייתיים לייצור מימן. ככלל, אלה הם אלקטרוליזרים מסוג ממברנה. העיצוב הפשוט של מכשיר כזה ועקרון הפעולה ניתנים להלן.

ייעודים:

• A – צינור להסרת כלור (Cl 2).
• B – סילוק מימן (H 2).
• C היא האנודה שעליה מתרחשת התגובה הבאה: 2CL – →CL 2 + 2e – .
• D היא הקתודה, ניתן לתאר את התגובה עליה באמצעות המשוואה הבאה: 2H 2 O + 2e – →H 2 + OH – .
• E - תמיסה של מים ונתרן כלורי (H 2 O & NaCl).
• F - קרום;
• G – תמיסת נתרן כלוריד רוויה והיווצרות סודה קאוסטית(NaOH).
• H – הסרת מי מלח וסודה קאוסטית מדוללת.
• I – קלט של מי מלח רווי.
• J – כיסוי.

התכנון של גנרטורים ביתיים הוא הרבה יותר פשוט, שכן רובם אינם מייצרים מימן טהור, אלא מייצרים את הגז של בראון. זה השם שניתן לתערובת של חמצן ומימן. אפשרות זו היא המעשית ביותר היא אינה דורשת הפרדת מימן וחמצן ניתן לפשט באופן משמעותי, ולכן זול יותר. בנוסף, הגז שנוצר נשרף תוך כדי הפקתו. אחסון וצבירתו בבית אינם רק בעייתיים, אלא גם לא בטוחים.

ייעודים:

• a - צינור לאוורור הגז של בראון;
• ב - סעפת כניסת אספקת מים;
• ג - דיור אטום;
• ד - בלוק של לוחות אלקטרודות (אנודות וקתודות), עם מבודדים מותקנים ביניהם;
• ה - מים;
• f - חיישן מפלס מים (מחובר ליחידת הבקרה);
• g - מסנן הפרדת מים;
• h - אספקת חשמל מסופקת לאלקטרודות;
• i - חיישן לחץ (שולח אות ליחידת הבקרה כאשר מגיעה לרמת הסף);
• j - שסתום בטיחות;
• k – יציאת גז משסתום הבטיחות.

תכונה אופיינית של מכשירים כאלה היא השימוש בלוקים אלקטרודות, שכן הפרדה של מימן וחמצן אינה נדרשת. זה מאפשר לגנראטורים להיות די קומפקטיים.

יישומים של מחולל מימן

בשל הבעיות הקשורות להובלה ואחסון של מימן, מכשירים כאלה מבוקשים בתעשיות שבהן נוכחות גז זה נדרשת על ידי המחזור הטכנולוגי. בואו נרשום את הכיוונים העיקריים:

1. ייצור הקשור לסינתזה של מימן כלורי.
2. ייצור דלק למנועי רקטות.
3. יצירת דשנים.
4. ייצור מימן ניטריד (אמוניה).
5. סינתזה של חומצה חנקתית.
6. IN תעשיית המזון(להשגת שומנים מוצקים משמנים צמחיים).
7. עיבוד מתכות (ריתוך וחיתוך).
8. שחזור מתכות.
9. סינתזה של מתיל אלכוהול
10. ייצור חומצה הידרוכלורית.

למרות העובדה שייצור מימן במהלך זיקוק נפט זול יותר מהפקתו באמצעות אלקטרוליזה, כאמור לעיל, מתעוררים קשיים בהובלת גז. המצב הסביבתי לא תמיד מאפשר הקמת מתקני ייצור כימיקלים מסוכנים ישירות ליד בתי זיקוק לנפט. בנוסף, מימן המיוצר על ידי אלקטרוליזה הוא הרבה יותר נקי מזה המיוצר על ידי פיצוח שמן. בהקשר זה, מחוללי מימן תעשייתיים הם תמיד מבוקשים מאוד.

שימוש ביתי

ישנם שימושים למימן גם בחיי היומיום. קודם כל, מדובר במערכות חימום אוטונומיות. אבל הנה כמה מוזרויות. מפעלי ייצור מימן טהור הם הרבה יותר יקרים ממחוללי גז בראון, ניתן אפילו להרכיב אותם בעצמך. אבל בעת ארגון חימום ביתי, יש צורך לקחת בחשבון שטמפרטורת הבעירה של גז בראון גבוהה בהרבה מזו של מתאן, ולכן תזדקק לדוד מיוחד, שהוא מעט יקר יותר מאשר רגיל.

באינטרנט ניתן למצוא מאמרים רבים בהם כתוב שלפיצוץ גז ניתן להשתמש דוודים קונבנציונליים, זה בלתי אפשרי לחלוטין. במקרה הטוב, הם ייכשלו במהירות, ובמקרה הרע, הם עלולים לגרום לתוצאות עצובות או אפילו טרגיות. עיצובים מיוחדים עם זרבובית עמידה יותר בחום זמינים לתערובת של בראון.

יש לציין כי הרווחיות של מערכות חימום המבוססות על מחוללי מימן מוטלת בספק רב בשל יעילות נמוכה. במערכות כאלה יש הפסדים כפולים, ראשית, במהלך תהליך ייצור הגז, ושנית, בעת חימום מים בדוד. זול יותר לחמם מים מיד בדוד חשמלי לחימום.

יישום שנוי במחלוקת לא פחות עבור שימוש ביתי, שבו הבנזין מועשר בגז של בראון מערכת דלקמנוע לרכב על מנת לחסוך כסף.

ייעודים:

• a - מחולל NHO (ייעוד מקובל לגז של בראון);
• ב - יציאת גז לתא הייבוש;
• ג - תא להסרת אדי מים;
• ד - החזרת הקונדנסט לגנרטור;
• ה - אספקת גז יבש למסנן האוויר של מערכת הדלק;
• f - מנוע מכונית;
• g – חיבור למצבר ולגנרטור חשמלי.

יש לציין שבמקרים מסוימים מערכת כזו אפילו עובדת (אם היא מורכבת נכון). אבל לא תמצא פרמטרים מדויקים, מקדם רווח כוח או אחוזי חיסכון. הנתונים הללו מטושטשים מאוד ומהימנותם מוטלת בספק. שוב, השאלה לא ברורה עד כמה יקטן חיי המנוע.

אבל הביקוש יוצר היצע, אתה יכול למצוא באינטרנט ציורים מפורטיםמכשירים כאלה והוראות לחיבורם. יש גם דגמים מוכניםנוצר בארץ השמש העולה.

הכנת מחולל מימן פשוט במו ידיך צעד אחר צעד

נספר לכם כיצד תוכלו ליצור גנרטור תוצרת בית לייצור תערובת של מימן וחמצן (HNO). הכוח שלו לא מספיק כדי לחמם בית, אלא בשביל מבער גזלחיתוך מתכת, כמות הגז המופקת תספיק.

אוֹרֶז. 8. דיאגרמת מבער גז

ייעודים:

• a - פיית מבער;
• b - צינורות;
• ג - אטמי מים;
• ד - מים;
• e - אלקטרודות;
• ו - דיור אטום.

קודם כל, אנחנו עושים אלקטרוליזר בשביל זה אנחנו צריכים מיכל אטום ואלקטרודות. בתור האחרון, אנו משתמשים בלוחות פלדה (הגודל שלהם נבחר באופן שרירותי, בהתאם לביצועים הרצויים), המחוברים לבסיס דיאלקטרי. אנו מחברים את כל הלוחות של כל אלקטרודה זה לזה.

כאשר האלקטרודות מוכנות, יש לאבטח אותן במיכל כך שנקודות החיבור של חוטי החשמל יהיו מעל מפלס המים הצפוי. החוטים מהאלקטרודות עוברים לספק כוח 12 וולט או מצבר לרכב.

אנו עושים חור במכסה של המיכל עבור צינור יציאת הגז. ניתן להשתמש באטמי מים קונבנציונליים צנצנות זכוכיתקיבולת 1 ליטר. אנו ממלאים אותם 2/3 במים ומחברים אותם אל האלקטרוליזר והמבער, כפי שמוצג באיור 8.

עדיף לקחת מבער מוכן, שכן לא כל חומר יכול לעמוד בטמפרטורת הבעירה של גז בראון. אנו מחברים אותו לפלט של שסתום המים האחרון.

אנו ממלאים את האלקטרוליזר במים שאליהם הוסיפו מלח מטבח רגיל.

הפעל מתח על האלקטרודות ובדוק את פעולת המכשיר.

ממציאים מכל הסוגים, מבעלי מלאכה לבית ועד איחודים אקדמיים, מנסים ליצור משהו חדש. העדיפות היא חיסכון באנרגיה וחיסכון, דוודים חדשים וסוגי דלק חדשים וזולים ביותר.

הרעיון ליצור דלק לבית ממים, או עם תערובת של מים כדי להוזיל, אינו חדש. היא עדיין תופסת עמדה מובילה בקרב ממציאי בתים.

האם אפשר ממש לחמם את הבית במים?, מה היו התוצאות?, - עוד...

מה הרעיון

ידוע כי מים מורכבים ממימן וחמצן, H2O. מימן (H2) עצמו נשרף, ומשחרר אנרגיה פי 3 יותר מגז טבעי רגיל. חמצן (O2) הוא חומר מחמצן במהלך בעירה, מאוד חומר פעיל, מגיב עם אותו מימן, פחמן (C) ויוצר מים וגזי פחמן דו חמצני CO2 או פחמן דו חמצני CO עם שחרור גדול של חום.

אם אתה איכשהו מפצל מים למרכיבים שלהם, אתה יכול להשיג את תאי הדלק הדרושים ביותר.

נשאלת השאלה: מה יקרה, למשל, אם אדי מים יסופקו לפלזמה, מעורבבים עם עצים בוערים או פחם...

ניסויים עם יומנים נצחיים

בול עץ נצחי הוא מיכל מתכת קטן עם חורים קטנים כדי לאפשר לאדי מים לברוח. מיכל זה ממלא מים, הצוואר מוברג ומניחים בתחתית התנור. המיכל מתחמם לטמפרטורה גבוהה, אדי מים יוצאים ממנו, עולים ישירות על הגחלים הבוערות.

כתוצאה מכך, לדברי הנסיינים, פיח שחור נעלם בעשן. הָהֵן. כביכול חלקיקי הפחמן שבדרך כלל ייגרמו אל הצינור מגיבים כעת כולם עם חמצן.
הלהבה נעשית רוויה בלשונות ארוכות וכו'.

אבל זה נכון שלא בוצעו מדידות של החום בפועל שהתקבל, אי אפשר למדוד אותו בבית, אבל כל הסימנים לתפוקת אנרגיה גבוהה קיימים...

הוספת מים לדלק רגיל

באנלוגיה, ניסוי נוסף של אנשים המכנים את עצמם "ממציאים ביתיים".

מה קורה אם מוסיפים מים לסולר? מסתבר שהתערובת בוערת! יש גם פחות פיח, מתרחשת מעט חספוס של בעירה, ונשמע צליל פצפוץ.

הוסיפו מעט סולר לבקבוק מים, ערבבו היטב, הניחו לו לשבת כחמש דקות, ואז טבלו פיסת נייר בחלק העליון של התערובת, הציתו אותו, והוא נשרף.

עוד ניסוי. אנחנו מערבבים סולר עם מים בכמה פרופורציות, שופכים אותו למנוע הדיזל של הטרקטור, מתחילים את היחידה, הטרקטור עובד. הָהֵן. רועם, עומד במקום...

ואפשר להמציא עוד הרבה ניסויים דומים בהוספת מים לכל דלק (חומר דליק) - בנזין, גז, נפט, סולר. ואם נעשה בזהירות, זה צפוי להישרף...

סרטונים דומים מ"ממציאים" ניתן למצוא בקלות באינטרנט. ואנחנו יכולים להסיק שאפשר להשתמש במים לחימום בית, למשל...

מה אפשר להטיל ספק

בניסויים כאלה, העיקר לא מוסכם - כמות החום המתקבלת, האנרגיה המשתחררת והעבודה שנעשתה.

זה חל גם יומן נצח, ושריפת סולר עם מים. לא ידוע אם "הטרקטור על המים" יוכל לנוע, שלא לדבר על לעבוד חודשים ושנים.

הרי כולם יודעים שהמים משמשים לכיבוי, לא להדלקה... מכיוון שלמים יש יכולת חום גבוהה, הם מקררים את החפץ הבוער, עוטפים אותו, מונעים מחמצן מהאוויר גישה לפחמן (בדרך כלל) בדלק. לכן, אין בעיה לכבות שריפה עם מים מבקבוק.

למה אתה לא יכול לטבוע במים?

ידוע להלן. כדי לפרק מים לחמצן ומימן, אתה צריך להוציא יותר אנרגיה ממה שתשתחרר במהלך התגובה ההפוכה שלהם. היחס הוא בערך כך:

• לפיצול מים - 100% אנרגיה;
• כאשר הרכיבים נשרפים, ישתחררו רק 75% מהאנרגיה.

זו הסיבה ששום דבר לא רוכב על המים, לא עף, לא מסתובב...

מכונית פועלת הלאה מים נקיים, נוצר מזמן. פיצול המים מושג באמצעות אלקטרוליזה - H2 משתחרר באלקטרודה אחת, ו-O2 בשניה. לאחר מכן הם נשרפים במנוע בעירה פנימית. אבל מכונית כזו התבררה כפחות חסכונית מכל הקיימות...

הונאה טהורה

כל הניסויים בהוספת מים לדלק רגיל (כדי "לשרוף מים") הם הונאה גרידא. לא מתווספת אנרגיה. להיפך, התועלת יורדת, שכן רוֹבאנרגיה מושקעת על אידוי מים.

כאשר מתחממים על ידי בעירה רגילה, מים אינם נכנסים לתגובות כלשהן, הם פשוט מתאדים. ובשביל תהליך זה יש צורך לקחת את חלק הארי מהחום, שניתן להשתמש בו בצורה שימושית.

לדוגמה, בעת שריפת עצים יבשים בלחות של לא יותר מ-20%, ישתחררו כ-3.9 קילוואט לק"ג דלק.
בשריפת עצים רטובים 50% לחות - רק עד 2.2 קילוואט לק"ג.

מה באמת קורה

אנחנו תמיד טובעים במים

אדי מים נמצאים תמיד באוויר. במגורים, לחות האוויר הממוצעת היא 50%, במזג אוויר גשום מחוץ הלחות היא 90%. אז מים כבר נמצאים במהלך הבעירה של כל דלק שהוא נמצא בו כמויות גדולותישירות על פני השטח החמים של חומר המגיב עם חמצן מהאוויר, בין אם נרצה ובין אם לא. מסתבר שאין צורך לבצע ניסויים כאלה, מים בכל מקרה תמיד נמצאים בלהבה...

פרטים פורסם: 04.11.2015 07:48

חימום כיריים באוקראינה, כמו שאומרים, חווה לידה מחדש. הסיבות לתופעה ברורות ללא כל הסבר. בגלל זה חדשן חרקובאולג פטריק הציע להשתמש בטכנולוגיות של תחנת כוח תרמית של פחם מפורק כדי להגביר את היעילות של תנורים ביתיים, ולשם כך אין צורך בכישוריו של מכונאי מנוסה.

כיצד ניתן להגביר את היעילות של תנור פחם (בעירה) או דוד דלק מוצק ללא שימוש במשאבי אנרגיה נוספים.

עקרון הפעולה של הטכנולוגיה הוא די פשוט: מים מהמאגר (מחולל קיטור) הופכים לקיטור עם טמפרטורה גבוהה(400 - 500 C) ומוזן ישירות לתוך הלהבה, פועל כמעין זרז בעירה המגביר את התפוקה של מתקן החימום.

כדי ליצור מערכת רציונליזציה, תצטרך: מחולל קיטור, שעשוי מאמצעים מאולתרים (מיכל או מחבת יתאים, רצוי מ נירוסטה, ניתן להשתמש אפילו בישן עדיין בהיר ירח). פטמה מ צמיג רכב. תצטרך גם כחצי מטר של צינור חמצן וכמטר וחצי של צינור, רצוי עשוי נירוסטה דקת דופן עם קוטר פנימי 8 מ"מ, מהם עשוי המחמם-על.

לפי מחמם-העל, אדים במצב מחומם נכנסים לרשת דרך חור בתנור. מחלק אדים מותקן בקצה הצינור לנטרול רעש: הצינור נחתך למעט פחות מחצי בעזרת מטחנה, במרווחים של כ-10 מ"מ, מבצעים 7 - 10 חתכים, ואז החורים נעטפים ברשת. עם חלון נירוסטה 20-30 מיקרון בשתיים או שלוש שכבות, והוא מחובר לצינור עם חוט בקוטר 1-1.5 מ"מ.

יש להגביה את צינור הגומי מעל הכיריים 20-30 ס"מ (הוא אינו מורם בתמונה המוצגת). למרות קירור מסוים של צינור החמצן מתרחש עקב אדי מים, זה חייב להיעשות מטעמי בטיחות אש.

על מנת, בתורו, להאיץ את ייצור הקיטור על ידי מחולל הקיטור, בעת הדלקת עצי הסקה, יש צורך לשפוך לא יותר מ-200 מ"ל מים לתוך המיכל, זה ירתח תוך 5-8 דקות והמכשיר יהיה להתחיל לעבוד ב עוצמה מלאה. לאחר מכן ניתן למלא את מחולל הקיטור לחלוטין במים עבודה ארוכהתנורים.

העלייה בפריון היא כ-50% לעומת מכשירים קונבנציונליים. בדיקות המכשיר הראו שתפוקת הכבשן למצב הפעלה הופחתה בחצי, כלומר משעתיים לארבע שעות. המשמעות היא שתצטרכו חצי מכמות עצים כדי להדליק את התנור. השלמות של שריפת הדלק השתפרה, העשן היוצא מהארובה כמעט בלתי נראה, וכמות האפר ירדה באופן משמעותי. בשל העלייה במחירי משאבי האנרגיה, בפרט גז טבעי, מודרניזציה כזו תהפוך לרלוונטית עבור בעלי בתים רבים.

כמובן שהפתרון המוצע דורש שיפורים משמעותיים: יש צורך לבצע אוטומציה של תהליך אספקת המים, לייעל את התכנון עצמו וכו'. עם זאת, האפשרות של "שאיבה" זולה ומהירה של התנור באמצעים בסיסיים שניתן למצוא בכל בית תסייע לאנשים רבים לחסוך הרבה, ועשויה גם להפוך לדחף לפיתוח טכנולוגיות חדשות ולהולדת רעיונות חדשים. .

לאומן מחרקוב יש גם מתקן ניסיוני עם חלון לשריפת פחם או עצים באווירת קיטור, או כפי שהוא מכנה זאת "כיריים מימן".

הַפנָיָה. קיטור מחומם-על נמצא בשימוש נרחב לשיפור יעילות הטורבינות בתחנות כוח תרמיות, והוא נמצא בשימוש בכל סוגי הקטרים ​​מאז תחילת המאה הקודמת. בנוסף, פותחו פרויקטים כורים גרעיניים, שבו יש להשתמש בחלק מערוצי התהליך לחימום קיטור לפני אספקתו לטורבינות. ידוע ששימוש במחמם-על יכול להגביר משמעותית את היעילות של מתקן קיטור ולהפחית את הבלאי של מרכיביו.