Как сделать водородный генератор

Принцип работы генератора

Как энергоноситель водород действительно не имеет себе равных, а запасы его практически неисчерпаемы. Как мы уже сказали, при сжигании он выделяет огромное количество тепловой энергии, несравнимо большее, нежели любое углеводородное топливо. Вместо вредных соединений, выбрасываемых в атмосферу при использовании природного газа, при горении водорода образуется обычная вода в виде пара. Одна беда: данный химический элемент не встречается в природе в свободном виде, только в соединении с другими веществами.

Одно из таких соединений – обычная вода, представляющая собой полностью окисленный водород. Над ее расщеплением на составные элементы работали многие ученые в течение долгих лет. Нельзя сказать, что безрезультатно, ведь техническое решение по разделению воды все же было найдено. Его суть – в химической реакции электролиза, в результате которой происходит расщепление воды на кислород и водород, полученную смесь назвали гремучим газом или газом Брауна. Ниже показана схема водородного генератора (электролизера), работающего на электричестве:

Электролизеры производятся серийно и предназначены для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной силы и частоты подается на группы металлических пластин, погруженных в воду. В результате протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром. Для его отделения газы пропускаются через сепаратор, после чего подаются на горелку. Дабы избежать обратного удара и взрыва, на подаче устанавливается клапан, пропускающий горючее только в одну сторону.

Для контроля за уровнем воды и своевременной подпитки конструкцией предусмотрен специальный датчик, по сигналу которого производится ее впрыск в рабочее пространство электролизера. За превышением давления внутри сосуда следит аварийный выключатель и сбросной клапан. Обслуживание водородного генератора заключается в периодическом добавлении воды, и на этом все.

Ученые расщепили воду на водород и кислород, используя обычную батарейку

Ученые из Стэнфордского университета разработали необычное устройство, которое использует обычную 1,5-вольтовую батарейку, для расщепления воды на водород и кислород при комнатной температуре. Их разработка может являться дешевым и удобным способом для производства горючего для водородных автомобилей .

Расщепитель воды производится из относительно дешевых металлов, никеля и железа, через которые пропускается ток от обычной батарейки типа ААА, сообщает ресурс Gizmag.

«Нам впервые удалось расщепить воду при низком напряжении, используя недорогие металлы

Это очень важно, ведь ранее для подобных целей использовались дорогие металлы, такие как платина или иридий», говорит ведущий исследователь Hongjie Dai

Технология имеет огромный потенциал в качестве источника питания для водородных двигателей, которые уже давно пророчат на смену бензиновым. В отличие от бензиновых двигателей, которые производят много вредных выбросов в атмосферу, в качестве побочного продукта у водородных агрегатов является вода.

Ранее водородные двигатели критиковали за их высокую стоимость, отсутствие развитой инфраструктуры и низкую энергоэффективность. Однако, по мнению исследователей из Стэнфордского университета, их изобретение может значительно исправить большинство этих недостатков.

«На протяжении многих лет ученые пытались сделать недорогие электрокатализаторы с высокой эффективностью и длительным сроком службы. Когда мы обнаружили, что никель является столь же эффективным, как и платина, это стало для нас неожиданностью», объясняет Hongjie Dai.

Катализатор из никеля и оксида никеля требует для расщепления воды значительно меньшее напряжение, по сравнению с чистым никелем или чистым оксидом никеля. Однако, как сообщают создатели, данная технология еще довольно «сырая» и не совсем готова для коммерческого использования.

В будущем ученые планируют разработать катализатор, работающий от солнечной энергии вместо батарейки. Ведь исследователи полагают, что их изобретение может существенно повлиять на производство водородных автомобилей. Кстати, напомним, что компания Toyota, планирует в следующем году представить автомобиль с двигателем, работающем на водороде .

Что необходимо для изготовления топливной ячейки дома

Создание водородного агрегата дома – задача не из легких. Нужно вооружиться не только рядом инструментов, но и соответствующими знаниями, а также схемами.

Проектирование водородного генератора: схемы и чертежи

Устройство состоит из реактора с установленными электродами, ШИМ-генератора для питания, водяного затвора, проводов и шлангов, соединяющих конструкцию. На сегодняшний день известны несколько схем электролизеров, где в качестве электродов применяются пластины или трубки.

Также популярностью пользуются аппараты сухого электролиза. В отличие от классического варианта, в этом агрегате не пластины помещаются в ёмкость с жидкостью, а сама вода направляется в щель между плоскими электродами.

Watch this video on YouTube

Выбор материалов для строительства генератора водорода

Для изготовления генератора дома не нужны никакие особенные и необычные инструменты. Вот что потребуется подготовить:

• ножовку для работы с металлическими изделиями;
• дрель и сверла к ней;
• комплект гаечных ключей;
• плоская и шлицевая отвертки;
• угловая шлифмашина («болгарка») с кругом для резки металла;
• мультиметр и расходомер;
• линейка;
• маркер.

Watch this video on YouTube

В качестве заключения. Альтернатива

Альтернативой, пускай и весьма спорной, является газ Брауна – химическое соединение, которое состоит из одного атома кислорода и двух водорода. Горение такого газа сопровождается образованием тепловой энергии (притом в четыре раза мощнее, чем в описанной выше конструкции).

Для отопления дома газом Брауна тоже используются электролизеры, ведь этот способ получения тепла также основан на электролизе. Создаются специальные котлы, в которых под действием переменного тока молекулы химических элементов разъединяются, образуя заветный газ Брауна.

Видео – Обогащенный газ Брауна

Вполне возможно, что инновационные энергоносители, резерв которых практически безграничен, вскоре вытеснят невозобновляемые природные ресурсы, освободив нас от необходимости в перманентной добычи ископаемых. Такой ход событий позитивно скажется не только на окружающей среде, но и на экологии планеты в целом.

Банк идей cегодня идей в Базе — 751

Расщепить воду на водород и кислород

Водород как источник энергии привлекает своей экологической безопасностью. Ведь при его сжигании образуются только водяной пар. На Земле, запасы водорода в связанном состоянии в виде воды неисчерпаемы. Добыть водород из воды можно при помощи хорошо известного химического эффекта, называемого электролиз. Электрический ток разлагает воду на водород и кислород. Однако чтобы получать водород таким способом в промышленных масштабах, необходимо затратить огромное количество электроэнергии. А как можно в промышленных масштабах расщеплять воду на водород и кислород без использования электрического тока?

. Вспомним о хорошо известном биологическом эффекте биосинтеза, когда растения, без ничего , используя бесплатные ресурсы (солнечный свет, воду и углекислый газ) выделяют в окружающую среду кислород. Причём, этот кислород получается в результате расщепления воды. Может, можно подыскать подходящий биологический эффект, позволяющий расщеплять воду на водород и кислород, используя в качестве источника энергии солнечный свет?

Оказывается, что для расщепления молекул воды на водород и кислород можно использовать фотоэлектрохимический эффект. Фотоэлектрохимическая ячейка включает в себя погруженный в воду электрод, созданный на основе наночастиц природного материала гематита (разновидность оксида железа), покрытых сетью из зелёного белкового пигмента фикоцианина, содержащегося в сине-зелёных водораслях (рис.1).

Рис.1. Фрагмент фотоэлектрохимического электрода под электронным микроскопом. Красный фон — наночастицы гематита, зелёные нити — фикоцианин.

При облучении погруженного в воду поверхности этого электрода солнечным светом, электрод вырабатывает электрический ток, а электрический ток разлагает молекулы воды на водород и кислород. Полученный белковый комплекс на поверхности пластины оказался довольно стойким и не разрушался при контакте с оксидом железа в щелочной среде, на ярком свете.

Эта разработка представляет несомненный интерес в качестве возможного способа производства водородного топлива. Осталось выяснить, как наладить массовое производство этих электродов и как они будут работать в реальных условиях эксплуатации.

Из чего мы состоим

Питание, болезни и образ, который мы ведем влияют на продолжительность жизни. Люди ищут панацею в дорогих лекарствах и клиниках, но забывают о главном. Мы на 70% состоим из воды и ее качество и количество в организме принципиально влияет на наше здоровье и самочувствие.

Человек зарождается в воде, но с возрастом содержание жидкости снижается

В человеке весом 65 кг. содержится до 40 литров воды. Причина многих заболеваний — ее хронический недостаток. Вода обеспечивает процессы жизнедеятельности в нашем организме и тратит на это около 2 литров в день:

• увлажняет вдыхаемый кислород;
• регулирует температуру тела. Когда нам слишком жарко-остужает, за счет выделения и испарения пота;
• обеспечивает обмен веществ и способствует усвоению полезных витаминов и минералов;
• выводит токсины из организма;
• обеспечивает водно-солевой процесс.

Вот почему в течение дня нужно помогать организму и восполнять недостаток воды. Если уровень воды в организме снижается на:

2% — ухудшается самочувствие, появляется тошнота, сонливость;

6-10% — головная боль, одышка, нарушение мышления, потеря концентрации внимания;

11-20% — вызывает ухудшение слуха и зрения, может быть спазм мышц;

25% — наступает смерть.

Сухая кожа, морщины говорят об отсутствии воды в клетках — нарушается водный баланс внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Клетки стареют, окисляются и в конце концов умирают. Это тоже самое, что лишить растение полива — оно постепенно засохнет и погибнет.

Каким образом можно воду расщепить на водород и кислород?

kudec Гуру (4476) 6 лет назад

А в чем проблема, в малых количествах можно и два любых электрода (проводок, пластинка) вставить в воду и дать постоянное напряжение порядка 10-20 вольт.

Marat Просветленный (25772) 6 лет назад

Это просто.

1) Нетрудно показать, что равновесие 2H2O = 2H2 + O2 сместится в прямом направлении при температуре порядка +2000С. Недостатком термического способа является большая энергоёмкость и наличие других равновесий (с участием, например пероксида водорода).

2) Химический способ. Вода может быть как окислителем, так и восстановителем. Из воды можно выделить кислород, окислив её свободным фтором: F2 + H2O = O2 + HF. С другой строны, активный щелочной металл запросто вытеснит из воды водород: Na + H2O = H2 + NaOH (данные реакции идут при нормальных условиях).

3) Облучение паров воды лазером с использованием фемтохимических методов. Существует множество различных путей реакции с участием взаимодействующих молекул H2O. Задавая последовательность лазерных импульсов в определённой последовательности и в определённом частотном диапазоне, можно заставить систему дать в конечном итоге именно H2 и O2. Здесь положение усугубляется спиновым запретом процессов элементарного акта, но и его можно снять.

4) Электролиз жидкой воды: пропускание тока через ячейку, заполненную водой (водным раствором). Тогда на аноде будет выделяться кислород, а на катоде — водород. Легко показать, что минимальное напряжение, необходимое для этого, составляет порядка 2.2 вольт (в реальности, разумеется, больше — из-за омических потерь в водном растворе). Этот способ разложения воды на простые вещества является, пожалуй, наиболее доступным.

Замедляет старение кожи

Ранние морщины — это показатель обезвоживания в организме, а старение — первый признак того, насколько клетка наполнена водой. Из-за нехватки живой воды в организме:

• кожа становится тусклой и менее упругой;
• выглядит усталой и сухой;
• медленнее образовывается коллаген и эластин;
• снижается количество гиалуроновой кислоты.

Сначала появляются еле заметные лучики, а после, уже глубоко залегающие «гусиные лапки» вокруг глаз. Живая вода замедляет образование именно этого типа морщин.

Очаровательный мужчина Аль Пачино

но увы, морщины и возраст никого не щадят

Постоянное обновление жидкости в теле, наполненность клеток и межклеточного пространства помогает дольше оставаться молодым.

Памятка

1. Живая и полезная вода — щелочная, с отрицательным ОВП;
2. Щелочная среда в организме предотвращает появление и развитие раковых клеток;
3. Вода с отрицательным ОВП помогает защитить организм от свободных радикалов;
4. Пейте воду за час до и после еды, но не вовремя;
5. Достаточное количество воды для организма разгоняет метаболизм и обмен веществ;
6. Вода оттягивает появление первых морщин.

Качество воды, которую мы пьем — очень важно. А как еще можно улучшить здоровье? Мы подготовили 15 простых советов про ЗОЖ

Следовать им не сложно. Получите подборку советов абсолютно бесплатно!

Об этой статье

Соавтор(ы):

Эколог

Соавтор(ы): . Бесс Руфф — аспирантка Университета штата Флорида, работает над получением степени PhD по географии. Получила степень магистра экологии и менеджмента в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре в 2016 году. Проводила исследования для проектов по морскому пространственному планированию в Карибском море и обеспечивала научную поддержку в качестве дипломированного участника Группы устойчивого рыболовства. Количество просмотров этой статьи: 57 588.

Категории: Химия

English:Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis

Español:crear oxígeno e hidrógeno a partir de agua usando electrólisis

Deutsch:Durch Elektrolyse aus Wasser Sauerstoff und Wasserstoff erhalten

Italiano:Produrre Idrogeno e Ossigeno dall’Acqua con l’Elettrolisi

Português:Criar Oxigênio e Hidrogênio a Partir da Água por Meio da Eletrólise

中文:用电解法制备氧气和氢气

Français:fabriquer de l’oxygène et de l’hydrogène à partir de molécules d’eau par électrolyse

Nederlands:Waterstof en zuurstof maken door elektrolyse

Печать

Выводы и полезное видео по теме

Экспериментируя дома с самодельными моделями, нужно приготовиться к самым неожиданным результатам, но негативный опыт – это тоже опыт:

Водородные генераторы для дома, изготовленные своими руками, – это пока что проект, существующий на уровне одной идеи. Практически реализованных проектов водородных генераторов своими руками нет, а те, что позиционируются в сети – воображения их авторов или же чисто теоретические варианты.

Так что остаётся рассчитывать только на промышленный дорогостоящий продукт, который обещает появиться уже в ближайшем будущем.

Электролизер, именно так называется прибор, именуемый также водородным генератором. Он представляет собой устройство, работа которого основана на использовании физико-химического процесса разложения воды под действием электрического тока на водород и кислород. Это процесс называется электролизом, он давно известен и изучается в средней школе.

Электролизер – один из самых распространенных водородных генераторов.

Описание и принцип работы

В общем случае водородный генератор представляет собой набор металлических пластин, погруженных в дистиллированную воду. Конструкция заключена в герметичный корпус с клеммами для подключения источника электропитания и штуцером для вывода газа.

Теоретически работу водородного генератора можно представить следующим образом: между разнополярными пластинами (анод, катод), погруженными в дистиллированную воду, проходит электрический ток. При этом вода расщепляется на кислород и водород. Чем больше площадь пластин, тем больший ток проходит по воде и тем большее количество газов выделяется. Пластины подключаются поочередно (+-+- и т. д).

Область применения

В связи с тем, что сам процесс электролиза связан с использованием большого количества электроэнергии, промышленное применение электролизеров существенно ограничено. Экономически выгоднее использовать для получения водорода химические способы.

В настоящее время водородные генераторы применяют для:

• газосварки и газорезки водородом в условиях ювелирных мастерских;
• снижения токсичности двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и повышения их КПД (коэффициент полезного действия);
• повышения КПД и снижению токсичности жидкотопливных котлов.

Устройство

Немногочисленные промышленные электролизеры, которые используют для получения водорода и кислорода, изготавливают в виде стационарных установок. Электроды в них включаются биполярно, причем их количество зависит от способа включения в сеть (трансформаторное или бестрансформаторное).

Конструкции малогабаритных водородных генераторов, которые выпускаются как отечественными, так и зарубежными компаниями и используются для повышения КПД ДВС и других целей, отличаются большим разнообразием. Кроме того существует огромное количество конструкций, изготовленных своими руками. В сети Интернет о них можно найти достаточно много информации.

Учитывая, что конструкция электролизера отличается простотой и его нетрудно изготовить собственноручно, рассмотрим конструкции нескольких подобных устройств:

1. Простейший электролизер.
2. Водородный генератор для автомобиля.