מימן הוא דלק כמעט מושלם עבור הפלנטה שלנו. הבעיה היחידה היא שהוא נמצא על הפלנטה רק בשילוב עם חומרים אחרים. בצורתו הטהורה, המימן בכדור הארץ הוא רק 0.00005%. בהקשר זה, נושא תכנון מחוללי מימן רלוונטי מאוד. אל תשכח שמימן הוא מקור אינסופי של אנרגיה, כמעט מתחת לרגלינו.
תוֹכֶן
המכשיר ועיקרון הפעולה של מחולל המימן
איך זה עובד
המנגנון הקלאסי לייצור מימן כולל צינור בקוטר קטן, לעתים קרובות עם חתך עגול.מתחתיו תאים מיוחדים עם אלקטרוליט. חלקיקי האלומיניום עצמם ממוקמים בכלי התחתון. האלקטרוליט במקרה זה מתאים רק לסוג אלקליין. מעל משאבת ההזנה מותקן מיכל, שבו נאסף עיבוי. דגמים מסוימים משתמשים ב-2 משאבות. הטמפרטורה נשלטת ישירות בתאים.
הגנרטור מקבל גז מהמים. איכותו משפיעה ישירות על כמות הזיהומים במוצר המוגמר. לכן, אם מים עם ריכוז גבוה של יונים זרים נכנסים לגנרטור, אז תחילה עליהם לעבור דרך מסנן דה-יוניזציה.
כך מתרחש תהליך השגת הגז:
- התזקיק מתפצל לחמצן (O) ומימן (H) במהלך תהליך האלקטרוליזה.
- O2 נכנס למיכל ההזנה ולאחר מכן בורח לאטמוספירה כתוצר לוואי.
- H2 מסופק למפריד, מופרד מהמים, שחוזר לאחר מכן למיכל האספקה.
- מימן מועבר מחדש דרך ממברנה מפרידה, השואבת ממנו את החמצן הנותר, ואז נכנס לציוד הכרומטוגרפי.
שיטת אלקטרוליזה
כפי שהוזכר לעיל, אין כמעט מקורות אנרגיה בלתי נדלים כאלה בעולם כמו מימן. אסור לשכוח ש-2/3 מהאוקיינוס העולמי מורכב מיסוד זה, וביקום כולו, H2, יחד עם הליום, תופס את הנפח הגדול ביותר. אבל כדי לקבל מימן טהור, אתה צריך לפצל מים לחלקיקים, וזה לא מאוד קל לעשות.
מדענים אחרי שנים רבות של טריקים המציאו שיטת אלקטרוליזה. שיטה זו מבוססת על הצבת שתי לוחות מתכת צמודות זו לזו במים, המחוברות למקור מתח גבוה.לאחר מכן מופעל כוח - ופוטנציאל חשמלי גדול למעשה מפרק את מולקולת המים לרכיבים, וכתוצאה מכך משתחררים 2 אטומי מימן (HH) ו-1 חמצן (O).
גז זה (HHO) נקרא על שמו של המדען האוסטרלי יול בראון, אשר בשנת 1974 רשם פטנט על יצירת אלקטרוליזר.
תא דלק סטנלי מאייר
מדען מארה"ב, סטנלי מאייר, המציא מתקן כזה שלא השתמש בפוטנציאל חשמלי חזק, אלא בזרמים בתדר מסוים. מולקולת המים מתנדנדת בזמן עם הדחפים החשמליים המשתנים ונכנסת לתהודה. בהדרגה, הוא צובר כוח, וזה מספיק כדי להפריד את המולקולה לרכיבים. עבור השפעה כזו, הזרמים קטנים פי עשרה מאשר לפעולה של יחידת אלקטרוליזה רגילה.
חָשׁוּב! מאיר שילם בחייו על המצאתו. הוא נהרג, על פי השמועות, בפקודת המגדלים, שכן המצאתו עלולה להרוג את עסקי הנפט שבניצן. אף על פי כן, חלק מהישגיו של המדען נשתמרו, כך שלבני דורו יש הזדמנות לנסות לייצר מכשירים כאלה.
יתרונות הגז של בראון כמקור אנרגיה
- המים שמהם מתקבל HHO נמצאים על הפלנטה שלנו בכמויות אדירות. בהתאם לכך, מקורות המימן כמעט בלתי נדלים.
- הבעירה של הגז של בראון מייצרת אדי מים. ניתן לעבות אותו מחדש לנוזל ולהשתמש בו שוב כחומר גלם.
- הבעירה של HHO אינה משחררת חומרים מזיקים לאטמוספירה ואינה יוצרת תוצרי לוואי מלבד מים. אנו יכולים לומר שהגז של בראון הוא הדלק הידידותי ביותר לסביבה בעולם.
- בעת שימוש במחולל מימן, משתחררים אדי מים.הכמות שלו מספיקה כדי לשמור על לחות נוחה בחדר לאורך זמן.
חָשׁוּב! ניתן להשיג מימן גם על ידי פיצוח - זיקוק שמן (משחרר גז כתוצר לוואי). שיטה זו זולה יותר מהשגה באלקטרוליזה, אך ייתכנו קשיים בהובלת הגז. בנוסף, הגז המופק באלקטרוליזה הוא הרבה יותר נקי מזה המופק בפיצוח.
היקף מחולל המימן
H2 הוא נושא אנרגיה מודרני שנמצא בשימוש פעיל באזורי תעשייה רבים. הנה רק כמה:
- ייצור מימן כלורי (HC)l;
- ייצור דלק למשגרי רקטות;
- ייצור אמוניה;
- עיבוד מתכת וחיתוך עליה;
- פיתוח דשנים לאזורים פרבריים;
- סינתזה של חומצה חנקתית;
- יצירת מתיל אלכוהול;
- תעשיית המזון;
- ייצור חומצה הידרוכלורית;
- יצירת מערכות "רצפה חמה".
בנוסף, HHO הפך שימושי מאוד בחיי היומיום, עם זאת, עם הסתייגויות. קודם כל, הוא משמש למערכות חימום אוטונומיות. בנוסף, הגז של בראון מתווסף לבנזין בניסיון להערים על המנוע ולחסוך בדלק.
לשני המקרים יש מאפיינים משלהם. אז, בעת ארגון חימום ביתי, אתה צריך לקחת בחשבון שטמפרטורת הבעירה של HHO היא בסדר גודל גבוה מזו של מתאן. בהקשר זה, יש צורך לרכוש דוד יקר מיוחד עם זרבובית עמיד בחום. אחרת, הבעלים וביתו יהיו בסכנה ניכרת.
לגבי השימוש בגנרטור ברכב, לפעמים המערכת יכולה לעבוד - אם היא מתוכננת נכון. אבל זה כמעט בלתי אפשרי למצוא פרמטרים אידיאליים או גורם רווח כוח.בנוסף, לא לגמרי ברור עד כמה יקצרו חיי המנוע, והחלפתו תעלה אגורה יפה.
מה צריך לעשות תא דלק בבית
יצירת יחידת מימן בבית אינה משימה קלה. אתה צריך להתחמש לא רק עם מספר כלים, אלא גם עם הידע הרלוונטי, כמו גם דיאגרמות.
תכנון מחולל מימן: דיאגרמות וציורים
המכשיר מורכב מכור עם אלקטרודות מותקנות, מחולל PWM לאספקת חשמל, אטם מים, חוטים וצינורות המחברים את המבנה. עד כה, ידועות מספר תוכניות של אלקטרוליזרים, שבהם צלחות או צינורות משמשים כאלקטרודות.
מכשירי אלקטרוליזה יבשים הם גם פופולריים. בניגוד לגרסה הקלאסית, ביחידה זו, הצלחות אינן מונחות במיכל עם נוזל, אלא המים עצמם מופנים למרווח בין האלקטרודות השטוחות.
בחירת החומרים לבניית מחולל מימן
כדי ליצור גנרטור בבית, אין צורך בכלים מיוחדים ויוצאי דופן. הנה מה שאתה צריך להכין:
- מסור מתכת לעבודה עם מוצרי מתכת;
- מקדחה ומקדחה עבורו;
- סט מפתחות ברגים;
- מברגים שטוחים ומחוררים;
- מטחנת זווית ("מטחנה") עם עיגול לחיתוך מתכת;
- מודד ומד זרימה;
- סרגל;
- סַמָן.
מחולל מימן עשה זאת בעצמך: הוראות
התהליך מתחיל ביצירת תא ייצור מימן. מבחינת מידות, זה צריך להיות מעט פחות מהפרמטרים הפנימיים של אורך ורוחב בית הגנרטור. בגובה זה 2/3 מגובה הבניין הראשי. התא עשוי טקסטוליט או פרספקס (עובי דופן 5-7 מ"מ).לשם כך חותכים לגודל 5 צלחות, שמהן מודבק מלבן, וחלקו התחתון אינו סגור בשום דבר.
באמצעות מטחנה, לוחות אלקטרודה נחתכים מתוך יריעת נירוסטה. בגודלם, הם צריכים להיות קטנים ב-10-20 מ"מ מהקירות הצדדיים.
חָשׁוּב! כדי לקבל מספיק HHO, יש לשייף פלדת אל-חלד משני הצדדים.
בכל פלטה נדרש לקדוח 2 חורים: אספקת מים למרווח בין האלקטרודות והוצאת הגז של בראון.
אביזרי אספקת מים ושאיבת גז מוכנסים לקירות הקשיחים. המפרקים שבהם הם היו מחוברים מטופלים בקפידה עם איטום. חתיכים מותקנים באחד מחלקי הגוף השקופים, ולאחר מכן מניחים את האלקטרודות.
חָשׁוּב! המישור של אלקטרודות הלוח חייב להיות שטוח, אחרת האלמנטים עלולים לגרום לקצר חשמלי.
הלוחות מנותקים מדפנות הכור באמצעות טבעות O, שיכולות להיות עשויות מסיליקון, פרוניט או חומר אחר. לאחר הנחת הצלחת האחרונה, מותקנת טבעת איטום, ולאחר מכן נסגר הגנרטור עם קיר קשיח שני. המבנה המתקבל מהודק עם דסקיות ואגוזים.
הגנרטור מחובר למיכל מים ומבעבע באמצעות צינורות פוליאתילן. רפידות המגע של האלקטרודות מחוברות זו לזו, ולאחר מכן מתחברים אליהן חשמל. התא מופעל על ידי מחולל PWM.
מימן בבית: האם יש תועלת כלשהי
אנו מציינים מיד: זה לא משתלם להשתמש מחולל מימן לחימום בית.אתה תבזבז יותר חשמל בשחרור H2 טהור מאשר תקבל אנרגיה משריפתו. אז, עבור 1 קילוואט של חום, 2 קילוואט של חשמל הוא בילה, כלומר, אין שום תועלת. קל יותר להתקנה בבית כל אחד מהם דודי חשמל.
כדי להחליף 1 ליטר בנזין לרכב, יידרש 4766 ליטר מימן טהור או 7150 ליטר גז מתפוצץ, 1/3 מהם חמצן. עד כה, אפילו המוחות הטובים בעולם לא פיתחו יחידה שמסוגלת לספק ביצועים כאלה.
תחזוקה של מחוללי מימן
יש לתחזק את הציוד בקפידה. מומחים ממליצים לדבוק בטיפים הבאים:
- אל תשפר או תשנה את הגנרטור בעצמך, גם אם יש לך שרטוט הנדסי מקצועי;
- מומלץ להתקין חיישני טמפרטורה מיוחדים בתוך מחליף החום על הציוד, שיאפשרו לשלוט בתהליך של התחממות יתר של המים;
- ניתן להתקין במבער שסתומי סגירה ולחברם לחיישן הטמפרטורה. זה יאפשר למכשיר להתקרר כראוי.
גנרטור מתוצרת עצמית מאפשר לך לקבל מימן, אבל הוא משמש בעיקר לניסויים וריתוך גז. כדי לחמם מבנה ניכר, היעילות של המכשיר פשוט לא מספיקה. ויחד עם זאת, אין לשכוח את היעילות הנמוכה של המכשיר, כמו גם את הטרחה והעלות של הרכבתו.
מאמרים דומים:
