איך להכין מחולל מימן לבית שלך במו ידיך: עצות מעשיות לייצור והתקנה

אנו רגילים להתייחס לגז טבעי כסוג הדלק המשתלם ביותר.אבל מסתבר שיש לו אלטרנטיבה ראויה - מימן המתקבל בפיצול מים. אנו מקבלים את חומר המוצא לייצור הדלק הזה לגמרי בחינם. ואם אתה עושה מחולל מימן בעצמך, החיסכון יהיה פשוט מדהים. ימין?

אנו מוכנים לשתף אתכם במידע רב ערך על האפשרויות והכללים להרכבת התקנה טכנית המיועדת לייצור מימן. לימוד המאמר המוצג לתשומת לבך יבטיח ייצור של מכשיר ללא בעיות.

עבור אלה המעוניינים לבנות מחולל דלק זול אך פרודוקטיבי מאוד במו ידיהם, אנו מציעים הוראות מפורטות. אנו מספקים המלצות לשימוש נכון. יישומי צילום וסרטונים שימשו כתוספות אינפורמטיביות המסבירות בבירור את עקרון הפעולה.

שיטות לייצור מימן

בשיעורי כימיה בתיכון ניתנו פעם הסברים כיצד להשיג מימן ממי ברז רגילים. יש מושג כזה בתחום הכימי – אלקטרוליזה. בזכות האלקטרוליזה אפשר לייצר מימן.

מתקן המימן הפשוט ביותר הוא מיכל מלא במים. שתי אלקטרודות צלחת מונחות מתחת לשכבת המים. זרם חשמלי מסופק להם. מכיוון שהמים הם מוליך מצוין של זרם חשמלי, נוצר מגע עם התנגדות נמוכה בין הלוחות.

הזרם העובר דרך ההתנגדות הנמוכה למים מקדם היווצרות של תגובה כימית, שמביאה להיווצרות 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 ונשאר מעט מאוד לעשות - 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 מחוללי מימן במו ידיכם, הם בדרך כלל לוקחים את ערכת ההתקנה הקלאסית של בראון כבסיס. אלקטרוליזר זה בעל הספק בינוני מורכב מקבוצת תאים, שכל אחד מהם מכיל קבוצה של אלקטרודות לוחיות. כוח המתקן נקבע על ידי שטח הפנים הכולל של אלקטרודות הלוח.

התאים ממוקמים בתוך מיכל מבודד היטב מהסביבה החיצונית. 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 למשק הבית חום 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, ניתן תיאורטית להרכיב מתקן מימן, למשל, לארגן חימום של בית כפרי.

חימום מימן בבית

הרכבת גנרטור מימן לחימום יעיל של הבית הוא רעיון שאולי לא פנטסטי, אבל ברור שהוא מאוד לא רווחי. על מנת להשיג את נפח המימן הנדרש לחדר דוודים ביתי, תזדקק לא רק להתקנת אלקטרוליזה חזקה, אלא גם לכמות משמעותית של 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. עם עקרון הפעולה והעיצוב של אחד הדגמים שנבדקו בפועל דוד מימן יכיר את המאמר, אותו אנו ממליצים לקרוא.

והנה דוגמה לאחת מאפשרויות העינויים:

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

מטבע הדברים, תזדקק לערכת כלים הכוללת ציוד מיוחד כמו אוסילוסקופ ומונה תדרים. לאחר שהצטיידת בכל מה שאתה צריך, אתה יכול להמשיך ישירות לייצור של מערכת חימום מימן לבית שלך.

יישום פרויקט עשה זאת בעצמך

בתחילה, יהיה עליך ליצור תא יצירת מימן. לתא הדלק מידות כוללות קטנות מעט מהממדים הפנימיים של אורך 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. מלבן מודבק יחד (בדבק אפוקסי) שחלקו התחתון נשאר פתוח.

צלחות כאלה של זכוכית אורגנית יוצרות את גוף תא הדלק של מחולל מימן. נכון, מוצגת כאן גרסה קצת שונה של הנדסה - להרכבה והידוק עם ברגים

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.

תכונה עיצובית של המודולים של הגנרטור המוצגים בתמונה היא צורתם הגלילית. גם האלקטרודות של מקור אנרגיה מיניאטורי זה מתוכננות אחרת.

חור יציאת המימן חייב להיות מצויד באביזר - אבטח אותו באופן מכני 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. הרעיון הפשוט הוא אטרקטיבי, אבל סביר להניח שאופציה זו לא תתאים לתחנה חזקה שנועדה לחמם את המקום של בית פרטי

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

• לעשות אספקת מים באזור התחתון;
• לעשות את הכיסוי העליון עם 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.

בצורתו הפשוטה ביותר, מודול כזה מיוצג על ידי משאבת מים ובקר בקרה. המשאבה נשלטת על ידי הבקר על בסיס אות חיישן, בהתאם למפלס המים בתוך תא הדלק.

אלמנטים מבניים נוספים שחייבים 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 המסופקת לטרמינלים 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 חד כיווני. מימן נלקח מהקולט דרך שסתום סימון וניתן למעשה לספק אותו לצרכן.

סעפת המימן ומד הלחץ הם חלקים בלתי נפרדים ממפעל המימן, המספקים 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 מקבלים משתנה קונבנציונליים, העשויים מאלומיניום. אלקטרודות כאלה יספיקו בדיוק לחצי שעת פעולה אפילו כחלק ממערכת ניסיונית קטנה

גם מידות ההתקנה משחקות תפקיד משמעותי. נדרשים חישובים בעלי דיוק גבוה ביחס 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 לפעולה בטוחה של המכשיר. 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 מספר מרשים למדי של פיתוחים של מחוללי מימן תוצרת בית, אין עדיין אפשרות יעילה באמת. כל הדגמים נחותים מציוד המפעל

גנרטור תעשייתי

ברמת הייצור התעשייתי, טכנולוגיות לייצור מחוללי מימן לשימוש ביתי משתלטות ומפותחות בהדרגה. ככלל, מיוצרות תחנות אנרגיה לשימוש ביתי, שהספקן אינו עולה על 1 קילוואט.

מכשיר כזה נועד לייצר דלק מימן בפעולה רציפה לא יותר מ-8 שעות. המטרה העיקרית שלהם היא אספקת אנרגיה למערכות 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. אפשרות שילוב זו צוברת פופולריות במהירות במדינות המערב וביפן.

מחוללי מימן משולבים מאופיינים כמערכות בעלות יעילות גבוהה ופליטת 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 ביתיים.

מתוכנן להשתמש במגוון סוגי תאי דלק במהלך 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

כאשר 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. אין פרויקטים של מחולל מימן בשיטת עשה זאת בעצמך, ואלה שממוקמים באינטרנט הם הדמיון של מחבריהם או אפשרויות תיאורטיות בלבד.

אז אנחנו יכולים לסמוך רק על מוצר תעשייתי יקר שמבטיח להופיע בעתיד הקרוב.

מכירים את הדגם המקורי של מחולל מימן שלא מתואר במאמר? אולי אתה רוצה לשתף מידע רב ערך שיהיה שימושי עבור בעלי מלאכה לבית? אנא כתבו תגובות בבלוק למטה, פרסמו תמונות בנושא, הביעו את דעתכם.