水素は私たちの惑星にとってほぼ完璧な燃料です。唯一の問題は、それが他の物質との組み合わせでのみ地球上で発見されるということです。純粋な形では、地球上の水素はわずか0.00005％です。この点で、水素発生器の設計の問題は非常に関連性があります。水素は、事実上私たちの足元にある無限のエネルギー源であることを忘れないでください。
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水素発生器の装置と動作原理
使い方
水素を生成するための古典的な装置は、しばしば円形の断面を有する小さな直径の管を含む。その下には電解質を備えた特別なセルがあります。アルミニウム粒子自体は下部容器にあります。この場合の電解液はアルカリ性タイプにのみ適しています。給水ポンプの上にタンクを設置し、凝縮液を回収します。一部のモデルは2つのポンプを使用します。温度はセル内で直接制御されます。
発電機は水からガスを取得します。その品質は、完成品の不純物の量に直接影響します。したがって、高濃度の外来イオンを含む水がジェネレーターに入ると、最初に脱イオンフィルターを通過する必要があります。
ガスを取得するプロセスは次のとおりです。
- 留出物は、電解プロセス中に酸素（O）と水素（H）に分解されます。
- O2は供給タンクに入り、副産物として大気に放出されます。
- H2は分離器に供給され、水から分離されてから供給タンクに戻ります。
- 水素は分離膜を再通過し、分離膜から残りの酸素が抽出され、クロマトグラフィー装置に入ります。
電解法
前述のように、水素のような無尽蔵のエネルギー源は世界にほとんどありません。世界の海洋の2/3がこの元素で構成されており、宇宙全体でH2とヘリウムが最大の体積を占めていることを忘れてはなりません。しかし、純粋な水素を得るには、水を粒子に分割する必要があり、これを行うのは非常に簡単ではありません。
長年のトリックを発明した後の科学者 電解法。この方法は、高電圧源に接続された2枚の金属板を水中に近接して配置することに基づいています。次に、電力が供給されます-そして大きな電位が実際に水分子を成分に分解し、その結果、2つの水素原子（HH）と1つの酸素（O）が放出されます。
このガス（HHO）は、1974年に電解槽の作成の特許を取得したオーストラリアの科学者YullBrownにちなんで名付けられました。
スタンリーメイヤー燃料電池
米国の科学者であるスタンリーメイヤーは、強い電位ではなく、特定の周波数の電流を使用するような設備を発明しました。水分子は、変化する電気インパルスに合わせて振動し、共振に入ります。徐々に、それは分子を成分に分離するのに十分な力を獲得します。このような衝撃の場合、電流は標準的な電解ユニットの動作の10分の1になります。
重要！マイヤーは彼の発明のために彼の人生で支払いました。噂によると、彼の発明は芽の石油事業を殺すことができたので、彼は有力者の命令によって殺されました。それにもかかわらず、科学者の業績のいくつかは保存されているので、彼の同時代人はそのような装置を作ることを試みる機会があります。
エネルギー源としてのブラウンのガスの利点
- HHOが得られる水は、私たちの惑星に大量に存在しています。したがって、水素源は実質的に無尽蔵です。
- ブラウンのガスの燃焼により水蒸気が発生します。再凝縮して液体にし、再び原料として使用することができます。
- HHOの燃焼により、有害物質が大気中に放出されることはなく、水以外の副産物も生成されません。ブラウンのガスは世界で最も環境にやさしい燃料であると言えます。
- 水素発生器を使用すると、水蒸気が放出されます。その量は、部屋の中で快適な湿度を長期間維持するのに十分です。
重要！水素はクラッキングによっても得ることができます-石油精製（副産物としてガスを放出します）。この方法は電気分解で得るよりも安価ですが、ガスの輸送が難しい場合があります。さらに、電気分解によって生成されたガスは、クラッキングによって生成されたガスよりもはるかにクリーンです。
水素発生器の範囲
H2は、多くの工業地域で積極的に使用されている最新のエネルギーキャリアです。ここにいくつかあります：
- 塩化水素（HC）1の生成;
- ロケットランチャー用の燃料の生産。
- アンモニアの生成;
- 金属加工とその切断;
- 郊外地域向けの肥料の開発。
- 硝酸の合成;
- メチルアルコールの作成;
- 食品業界;
- 塩酸の生産;
- 「ウォームフロア」システムの作成。
また、HHOは予約制で日常生活にとても役立っています。まず第一に、それは自律暖房システムに使用されます。さらに、ブラウンのガスは、エンジンをだまして燃料を節約するためにガソリンに追加されます。
どちらの場合も独自の特徴があります。したがって、家庭用暖房を整理するときは、HHOの燃焼温度がメタンの燃焼温度よりも1桁高いことを考慮する必要があります。この点で、耐熱ノズル付きの特別な高価なボイラーを購入する必要があります。そうでなければ、所有者と彼の家はかなりの危険にさらされます。
車内での発電機の使用に関しては、システムが正しく設計されていれば、システムが機能する場合があります。しかし、理想的なパラメータやパワーゲイン係数を見つけることはほとんど不可能です。さらに、エンジンの寿命がどれだけ短くなるかは完全には明らかではなく、その交換にはかなりの費用がかかります。
家庭で燃料電池を作るために必要なもの
自宅で水素ユニットを作成するのは簡単な作業ではありません。いくつかのツールだけでなく、関連する知識や図も用意する必要があります。
水素発生器の設計：図と図面
この装置は、電極が取り付けられたリアクター、電源用のPWMジェネレーター、ウォーターシール、構造物を接続するワイヤーとホースで構成されています。今日まで、プレートまたはチューブが電極として使用される電解槽のいくつかのスキームが知られている。
乾式電解装置も人気があります。古典的なバージョンとは異なり、このユニットでは、プレートは液体の入った容器に入れられませんが、水自体は平らな電極間のギャップに向けられます。
水素発生器の建設のための材料の選択
自宅で発電機を作るために、特別で珍しい道具は必要ありません。準備する必要があるものは次のとおりです。
- 金属製品を扱うための弓のこ。
- ドリルとそのためのドリル。
- レンチのセット;
- マイナスドライバーとマイナスドライバー。
- 金属を切断するための円を備えたアングルグラインダー（「グラインダー」）。
- マルチメータと流量計;
- ルーラー;
- マーカー。
DIY水素発生器：説明書
このプロセスは、水素製造セルの作成から始まります。寸法に関しては、発電機ハウジングの長さと幅の内部パラメータよりもわずかに小さい必要があります。高さは本館の2/3です。セルはテキスタイルまたはプレキシガラス（壁の厚さ5〜7mm）でできています。これを行うために、5つのプレートがサイズにカットされ、そこから長方形が接着され、その下部は何も閉じられません。
グラインダーを使用して、電極板をステンレス鋼板から切り出します。サイズは、側壁より10〜20mm小さくする必要があります。
重要！十分なHHOを得るには、ステンレス鋼の両面を研磨する必要があります。
各プレートには、電極間のスペースに水を供給するためとブラウンのガスを除去するために、2つの穴を開ける必要があります。
給水およびガス抽出用の継手は、ハードボードの壁に挿入されます。それらが取り付けられた接合部は、シーラントで慎重に処理されます。透明なボディパーツの1つにスタッドを取り付け、電極を配置します。
重要！プレート電極の平面は平らでなければなりません。そうでないと、要素が短絡を引き起こす可能性があります。
プレートは、シリコン、パロナイト、または他の材料で作ることができるOリングを使用して反応器の側面から取り外されます。最後のプレートを敷いた後、シーリングリングを取り付け、その後、発電機を2番目のハードボード壁で閉じます。得られた構造は、ワッシャーとナットで固定されています。
発電機は、ポリエチレンホースを使用して水タンクとバブラーに接続されています。電極の接触パッドは相互接続され、その後電源が電極に接続されます。セルはPWMジェネレーターによって通電されます。
家庭での水素：何かメリットはありますか
私たちはすぐに注意します：家を暖房するために水素発生器を使用することは不採算です。あなたはそれを燃やすことからエネルギーを得るよりも純粋なH2を放出するためにより多くの電気を使うでしょう。したがって、1 kWの熱に対して、2 kWの電力が消費されます。つまり、メリットはありません。自宅でのインストールが簡単 電気ボイラー.
1リットルのガソリンを自動車に交換するには、4766リットルの純水素または7150リットルの爆発ガス（その1/3は酸素）が必要になります。これまでのところ、世界の最高の頭脳でさえ、そのようなパフォーマンスを提供できるユニットを開発していません。
水素発生器のメンテナンス
機器は慎重に保守する必要があります。専門家は、次のヒントに従うことをお勧めします。
- 専門の設計図を持っている場合でも、ジェネレータを自分で改善または変更しないでください。
- 機器の熱交換器内に特別な温度センサーを設置することをお勧めします。これにより、水の過熱のプロセスを制御できるようになります。
- シャットオフバルブをバーナーに取り付けて、温度センサーに接続することができます。これにより、アプライアンスを適切に冷却できます。
自作の発電機で水素を得ることができますが、主に実験やガス溶接に使用されます。かなりの構造物を加熱するには、デバイスの効率だけでは不十分です。同時に、デバイスの効率が低いこと、およびデバイスを組み立てる手間とコストを忘れてはなりません。
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