นักวิทยาศาสตร์จากฮาร์วาร์ดสามารถหาไฮโดรเจนโลหะได้

ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีอยู่มากที่สุดในธรรมชาติเนื่องจากประกอบด้วยประมาณ 90% ของมวลรวมขององค์ประกอบทั้งหมดในจักรวาล ในขณะเดียวกันก็ไม่ได้เกิดขึ้นจริงในรูปแบบที่บริสุทธิ์ บ่อยครั้งที่สามารถพบได้ในองค์ประกอบของสารประกอบทางเคมีต่างๆ ในขณะเดียวกันก็สามารถเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและไม่เป็นอันตรายสำหรับการผลิตพลังงาน ดังนั้นแม้แต่บ้านของคุณเองก็สามารถอุ่นด้วยไฮโดรเจนได้ สิ่งที่น่ายินดีอย่างยิ่งคือความจริงที่ว่าเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถใช้ได้หากคุณเปลี่ยนหม้อต้มก๊าซธรรมดาให้เป็นไฮโดรเจน อย่างไรก็ตามปัญหาหลักยังคงอยู่: จะหาไฮโดรเจนบริสุทธิ์ได้ที่ไหน? ไม่สามารถใช้ได้อย่างอิสระคุณไม่สามารถซื้อได้ ทางออกเดียวคือเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนที่บ้าน โชคดีที่คุณสามารถประกอบเองหรือซื้อสำเร็จรูปก็ได้ ยังคงเป็นเพียงการตัดสินใจเกี่ยวกับประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการได้รับไฮโดรเจน

การได้รับไฮโดรเจนบริสุทธิ์

อิเล็กโทรลิซิสของน้ำ
ไฮโดรเจนสามารถรับได้หลายวิธี นี่เป็นเพียงบางส่วนที่สามารถเข้าถึงได้และพบได้บ่อยที่สุด:

• อิเล็กโทรลิซิสของน้ำ วิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคืออุณหภูมิสูง
• ปฏิกิริยาทางเคมีของน้ำและโลหะผสมอลูมิเนียมแกลเลียม
• การผลิตไฮโดรเจนระหว่างการแปรรูปถ่านหินและไม้ที่อุณหภูมิสูง
• ขยะและการรีไซเคิลขยะในครัวเรือน
• การปลดปล่อยไฮโดรเจนโดยการแปรรูปชีวมวล (ปุ๋ยคอกหญ้าแห้งสาหร่ายและของเสียทางการเกษตรอื่น ๆ )

วิธีการส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการใช้อุณหภูมิสูงและน่าเสียดายที่ใช้ไม่ได้กับครัวเรือนทั่วไป อย่างไรก็ตามมีหลายวิธีในการรับไฮโดรเจนที่บ้าน

ไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลต์

วิธีที่ประหยัดที่สุดและแพร่หลายที่สุดในการผลิตไฮโดรเจนที่บ้านคือการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำ อุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลเซอร์นั้นค่อนข้างหาซื้อได้ง่ายในตลาด ในเวลาเดียวกันในบรรดาผู้ผลิตมีทั้งยักษ์ใหญ่ที่มีชื่อเสียง (เช่นฮอนด้า) และผู้ผลิตรายย่อยจากจีนหรือประเทศ CIS และหากในกรณีของอดีตไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ให้ความสนใจผลิตภัณฑ์หลังมักจะถูกปฏิเสธ ในขณะเดียวกันก็ไม่ควรใส่ใจกับการโฆษณาที่สดใสและมีแนวโน้มของพวกเขามากนัก ผู้ผลิตที่ไร้ยางอายไม่จำเป็นต้องประกาศว่าผลิตภัณฑ์ของเขามีคุณภาพสูงสุดดีและทนทานในตลาด อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกสิ่งที่เขาพูดจะกลายเป็นความจริง ราคาควรจะน่าตกใจเป็นพิเศษเนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถถูกเกินไป ความถูกอาจบ่งบอกถึงวัสดุคุณภาพต่ำที่ใช้ในการทำงานหรือการประหยัดในการประกอบ การติดตั้งมีราคาแพงด้วยเหตุผลหนึ่ง ๆ แต่ก็เนื่องมาจากความปลอดภัยด้วย เนื่องจากไฮโดรเจนสามารถระเบิดได้การรั่วไหลอาจทำให้เกิดปัญหามากมาย ท่อที่มีคุณภาพต่ำถังเก็บน้ำรั่ว - แค่นี้ก็รับประกันการระเบิด คุณภาพของผลงานในบางครั้งอาจ "ง่อย" ได้ดังนั้นวันหนึ่งจึงควรมีใจกว้างและใช้เงินไปกับอุปกรณ์ดีๆ

อิเล็กโทรไลเซอร์ที่ดีมีคุณภาพความกะทัดรัดและใช้งานง่าย สามารถติดตั้งได้ทุกมุมห้องและใช้น้ำประปาธรรมดาเป็นเชื้อเพลิงเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนที่ต้องการ โดยปกติแล้วอิเล็กโทรไลเซอร์ประกอบด้วยรีฟอร์มเมอร์เซลล์เชื้อเพลิงระบบทำให้บริสุทธิ์คอมเพรสเซอร์และถังเก็บก๊าซ ไฟฟ้ามาจากแหล่งจ่ายไฟ รุ่นที่ทันสมัยที่สุดติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เลยอุปกรณ์ดังกล่าวจะจ่ายออกอย่างรวดเร็วเนื่องจากต้นทุนขั้นต่ำในการใช้งานแม้จะคำนึงถึงต้นทุนที่ไม่น้อยที่สุดของตัวเครื่อง

ไฮโดรเจนจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร

บ่อยครั้งบนอินเทอร์เน็ตคุณสามารถค้นหาข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพได้ ประเด็นของการทำงานของพวกเขาคือมูลสัตว์ถูกบรรจุลงในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกประมวลผลที่นั่นและได้รับก๊าซมีเทนที่เอาต์พุต แน่นอนว่าไม่เพียง แต่สามารถใช้ปุ๋ยคอกเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้วัสดุที่ย่อยสลายได้ด้วย อย่างไรก็ตามปุ๋ยคอกที่สะอาดมีประสิทธิผลมากที่สุดและราคาไม่แพง ก๊าซชีวภาพที่ได้จากนั้นจะไหลผ่านท่อไปตามความต้องการของฟาร์มและนำไปใช้ตามปกติก๊าซธรรมชาติ อย่างไรก็ตามวิธีการผลิตไฮโดรเจนนี้มีข้อเสียอยู่สองประการ:

• ไฮโดรเจนดังกล่าวในกระบวนการนี้เป็นเพียงผลพลอยได้เท่านั้น ในการแยกมันจำเป็นต้องมีการประมวลผลเพิ่มเติมของก๊าซที่ได้รับ ตามกฎแล้วไม่มีใครทำเช่นนี้และไฮโดรเจนก็ตายอย่างปลอดภัยในอ้อมแขนของเปลวไฟพร้อมกับมีเทน
• จำเป็นต้องมีการจัดหาวัตถุดิบอย่างต่อเนื่อง นั่นคือต้องใส่ปุ๋ยคอกให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยไม่ต้องหยุดและในปริมาณมาก เห็นได้ชัดว่าเศรษฐกิจภาคเอกชนทั่วไปจะไม่สามารถจัดหาวัตถุดิบได้อย่างต่อเนื่อง และการซื้อข้างทางก็ไม่ได้กำไร สรุป: วิธีการผลิตไฮโดรเจนนี้เหมาะสำหรับฟาร์มขนาดใหญ่ที่พร้อมให้ปริมาณดังกล่าวเท่านั้น อย่างไรก็ตามการติดตั้งดังกล่าวจะไม่ก่อให้เกิดประโยชน์เว้นแต่จะช่วยให้สามารถกำจัดขยะได้อย่างมีประโยชน์ต่อเศรษฐกิจ

นอกจากนี้ส่วนแบ่งของไฮโดรเจนที่เต้าเสียบมีสัดส่วนเพียง 2-12% ของไฮโดรเจน นั่นคือผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน เพื่อให้เศรษฐกิจมีไฮโดรเจนเพียงอย่างเดียวจำเป็นต้องมีวัตถุดิบจำนวนมากอย่างไม่น่าเชื่อและกำลังการผลิตขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงไม่ได้กำไรแม้แต่ฟาร์มขนาดใหญ่ที่เน้นการผลิตไฮโดรเจนโดยเฉพาะ พวกเขาจะต้องเผามันร่วมกับก๊าซมีเทนซึ่งทำในทางปฏิบัติหรือพยายามที่จะใช้ในฟาร์มเช่นกัน อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับการกู้คืนและการจัดเก็บไฮโดรเจนซึ่งหมายถึงค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม ดังนั้นโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพจึงเป็นวิธีที่เสียเปรียบที่สุดในการผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เป็นที่ทราบกันดีจากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนว่าน้ำเมื่อสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าจะสลายตัวเป็น 2 ส่วนคือไฮโดรเจนและออกซิเจน จากปรากฏการณ์นี้เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนที่เรียกว่าถูกสร้างขึ้น อุปกรณ์นี้เป็นหน่วยที่เกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเพื่อรับไฮโดรเจนและออกซิเจนจากน้ำ กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำแสดงในรูปด้านล่าง

กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของน้ำ

ที่เอาท์พุทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะไม่เกิดไฮโดรเจนและออกซิเจนในรูปบริสุทธิ์ แต่เป็นก๊าซที่เรียกว่าบราวน์ซึ่งตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับครั้งแรก เรียกอีกอย่างว่า "ก๊าซออกซีไฮโดรเจน" เนื่องจากระเบิดได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อก๊าซนี้ถูกเผาไหม้คุณจะได้รับพลังงานมากกว่าที่ใช้ไปกับการผลิตเกือบสี่เท่า

โรงงานผลิตไฮโดรเจนดังกล่าวแสดงในรูปด้านล่าง

โรงงานอุตสาหกรรมสำหรับผลิตไฮโดรเจน

ในฐานะผู้ให้บริการพลังงานไฮโดรเจนไม่มีค่าเท่ากันจริง ๆ และปริมาณสำรองของมันก็แทบจะไม่สิ้นสุด ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่าเมื่อถูกเผามันจะปล่อยพลังงานความร้อนจำนวนมากซึ่งมากกว่าเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนใด ๆ อย่างหาที่เปรียบมิได้ แทนที่จะเป็นสารประกอบที่เป็นอันตรายที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อใช้ก๊าซธรรมชาติเมื่อไฮโดรเจนเกิดการเผาไหม้น้ำธรรมดาจะเกิดขึ้นในรูปของไอน้ำ ปัญหาหนึ่ง: องค์ประกอบทางเคมีนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปแบบอิสระเพียง แต่ใช้ร่วมกับสารอื่น ๆ

อิเล็กโทรไลเซอร์ผลิตเป็นชุดและได้รับการออกแบบมาสำหรับงานเชื่อมเปลวไฟ (งานเชื่อม)กระแสของความแรงและความถี่ที่แน่นอนจะถูกนำไปใช้กับกลุ่มของแผ่นโลหะที่แช่อยู่ในน้ำ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาอิเล็กโทรลิซิสที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องออกซิเจนและไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาผสมกับไอน้ำ ในการแยกก๊าซนั้นก๊าซจะถูกส่งผ่านเครื่องแยกแล้วป้อนเข้าสู่เตา เพื่อหลีกเลี่ยงการถีบกลับและการระเบิดวาล์วจะถูกติดตั้งบนแหล่งจ่ายเพื่อให้น้ำมันเชื้อเพลิงไหลผ่านไปในทิศทางเดียวเท่านั้น

ในการควบคุมระดับน้ำและการเติมในเวลาที่เหมาะสมโครงสร้างจะมีเซ็นเซอร์พิเศษที่ส่งสัญญาณซึ่งจะถูกฉีดเข้าไปในพื้นที่ทำงานของอิเล็กโทรไลเซอร์ ความดันส่วนเกินภายในเรือจะถูกตรวจสอบโดยสวิตช์ฉุกเฉินและวาล์วระบาย การบำรุงรักษาเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนประกอบด้วยการเติมน้ำเป็นระยะ ๆ เท่านี้เอง

ทำอิเล็กโทรไลเซอร์ด้วยมือของคุณเอง

อิเล็กโทรไลเซอร์ DIY
ราคาอุปกรณ์ต่างประเทศที่มีราคาแพงมักจะทำให้เจ้าของฟาร์มขนาดเล็กตกใจ เมื่อเผาในอิเล็กโทรไลเซอร์ราคาไม่แพงที่มีคุณภาพไม่สูงนักหรือแม้แต่ตัดสินใจที่จะไม่เสี่ยงเลยช่างฝีมือจึงคิดที่จะสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนที่บ้านด้วยตัวเอง โดยทั่วไปงานนั้นเป็นไปได้โดยขึ้นอยู่กับความรู้และทักษะบางอย่าง

ในการสร้างอิเล็กโทรไลเซอร์ของคุณเองคุณจะต้องซื้อส่วนประกอบทั้งหมดของการติดตั้งซึ่งระบุไว้ข้างต้น ยิ่งไปกว่านั้นกระบวนการไม่ได้สิ้นสุดในขั้นตอนของการสกัดน้ำมันเชื้อเพลิง ท้ายที่สุดก็ยังจำเป็นต้องแยกไฮโดรเจนออกจากออกซิเจนและไอน้ำเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสคงที่การสะสมในปริมาตรและปริมาณที่ต้องการ ด้วยเหตุนี้การคำนวณขั้นสุดท้ายจะแสดงให้เห็นว่าการประกอบตัวเองจะไม่เสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ซื้อมามากนัก แต่จะต้องใช้ความพยายามและเวลาอย่างไม่น่าเชื่อ และไม่มีใครรู้ว่าผลลัพธ์ที่ได้จะตรงตามความคาดหวังและรับมือกับงานในมือได้หรือไม่

คุณสมบัติของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ถูกปล่อยออกมาในปฏิกิริยาทางเคมีที่หลากหลาย แต่วิธีการผลิตนี้ค่อนข้างซับซ้อนและมักมีราคาแพงเกินไป

ข้อยกเว้นคือกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ก๊าซก่อตัวเป็นผลพลอยได้ แต่การผลิตดังกล่าวมีปริมาณน้อยมาก

การดึงไฮโดรเจนออกจากน้ำทำได้ง่ายกว่ามากโดยส่งกระแสไฟฟ้าผ่านกระบวนการนี้เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิส ขั้นแรกโมเลกุลของ H2O จะสลายตัวเป็นไฮโดรเจนอะตอม H และหมู่ไฮดรอกโซ OH จากนั้นจึงเกิดการแยกออกซิเจนและไฮโดรเจนในขั้นสุดท้าย

ครั้งแรกที่มีประจุลบพุ่งไปที่ขั้วบวกส่วนที่สองไปที่ขั้วลบ องค์ประกอบสะสมในรูปของฟองอากาศซึ่งเมื่อถึงขนาดที่กำหนดแล้วให้แยกออกจากอิเล็กโทรดและลอย นอกจากนี้ออกซิเจนและไฮโดรเจนโดยไม่มีการแยกตัวใด ๆ (ส่วนผสมนี้เรียกว่า "ก๊าซของบราวน์") เข้าสู่หัวเผาซึ่งในกระบวนการเผาไหม้จะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำอีกครั้ง เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนมักจะติดตั้งท่อระบายอากาศเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งมอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปโดยไม่ยาก

เห็นได้ชัดว่าผลผลิตของการติดตั้งจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของพื้นที่สัมผัสระหว่างน้ำและอิเล็กโทรด ด้วยเหตุนี้หลังจึงทำในรูปแบบของเพลต พวกเขาประกอบในโครงสร้างที่ชวนให้นึกถึงหม้อน้ำทำความร้อนครีบเหล็ก

เพื่อเพิ่มผลผลิตปัจจุบันมีการใช้อิเล็กโทรดทรงกระบอกเช่นเดียวกับที่มีรูปร่างซับซ้อนมากขึ้น

อัตราการวิวัฒนาการของไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับวัสดุของขั้วไฟฟ้าด้วย

แทนที่จะใช้ทองแดงหรือสแตนเลสเครื่องกำเนิดไฟฟ้า "ขั้นสูง" สมัยใหม่ใช้โลหะผสมพิเศษที่มีราคาค่อนข้างแพง

อีกเงื่อนไขหนึ่งคือน้ำต้องผ่านกระแส โปรดสังเกตว่าในรูปแบบกลั่นเป็นอิเล็กทริก ไอออนทำให้ของเหลวนี้เป็นตัวนำไฟฟ้าซึ่งสารที่ละลายอยู่ในนั้นโดยส่วนใหญ่เกลือจะสลายตัว ยิ่งสารละลายมีความชันมากเท่าไหร่ก็ยิ่งส่งผ่านกระแสได้ดีเท่านั้น

ต้นทุนไฮโดรเจน

ต้นทุนไฮโดรเจน
เทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนมีผลต่อต้นทุน ดังนั้นต้นทุนของไฮโดรเจนต่อ 1 กิโลกรัมที่เพิ่มขึ้นคือ:

• 130 รูเบิล - โดยวิธีอิเล็กโทรไลซิสอุณหภูมิสูงที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
• 200 รูเบิล - โดยวิธีการแปลงไฮโดรคาร์บอน
• 320 รูเบิล - โดยวิธีปฏิกิริยาทางเคมี (จากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์);
• 350 รูเบิล - โดยการสกัดจากชีวมวล
• 420 รูเบิล - โดยอิเล็กโทรลิซิส
• 700 รูเบิล - โดยวิธีการกู้คืนรีเอเจนต์

ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าวิธีการผลิตไฮโดรเจนที่ถูกที่สุดคือวิธีแรกโดยการอิเล็กโทรลิซิสที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์โดยมีส่วนร่วมของอุณหภูมิสูง ความจริงก็คืออุณหภูมิสูงที่ NPPs เป็นผลข้างเคียงของการผลิตไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับใบเสร็จรับเงิน อย่างไรก็ตามจนถึงขณะนี้ยังไม่มีวิธีใดในการผลิตไฮโดรเจนเนื่องจากพลังงานเชื้อเพลิงสามารถเรียกคืนได้ทั้งหมด ท้ายที่สุดแม้ว่าคุณจะซื้อการติดตั้งที่ไม่แพงที่สุดและในเวลาเดียวกันก็มีประสิทธิภาพแม้ว่าคุณจะไม่คำนึงถึงต้นทุนที่สูง แต่ก็ยังต้องใช้ไฟฟ้าในการสร้างไฮโดรเจน ไฟฟ้าที่ใช้จะถูกสร้างขึ้นในสถานีท้องถิ่นและส่งผ่านสายไฟ ในกรณีนี้การสูญเสียพลังงานเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

วิธีรับไฮโดรเจนที่บ้าน?

สะพานไดโอดเหมาะสำหรับสิ่งนี้ ภาพที่อยู่ในภาพถ่ายไม่มีพลังเพียงพอและถูกไฟไหม้อย่างรวดเร็ว ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือสะพานไดโอด MB156 ของจีนในกล่องอะลูมิเนียม

ไดโอดบริดจ์ร้อนมาก จะต้องมีการระบายความร้อนที่ใช้งานอยู่ ตัวทำความเย็นสำหรับโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์นั้นสมบูรณ์แบบ สามารถใช้กล่องรวมสัญญาณที่มีขนาดเหมาะสมกับกล่องหุ้ม ขายในสินค้าไฟฟ้า

ต้องวางกระดาษแข็งหลายชั้นไว้ใต้สะพานไดโอด รูที่จำเป็นทำอยู่ที่ฝาปิดของกล่องแยก นี่คือลักษณะของชุดประกอบ อิเล็กโทรไลเซอร์ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟหลักพัดลมใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานสากล สารละลายเบกกิ้งโซดาใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ ต้องจำไว้ว่ายิ่งความเข้มข้นของสารละลายสูงเท่าใดอัตราการเกิดปฏิกิริยาก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น แต่ในขณะเดียวกันเครื่องทำความร้อนก็สูงขึ้นเช่นกัน ยิ่งไปกว่านั้นปฏิกิริยาการสลายตัวของโซเดียมที่ขั้วลบจะทำให้เกิดความร้อน ปฏิกิริยานี้เป็นแบบคายความร้อน ผลก็จะเกิดไฮโดรเจนและโซเดียมไฮดรอกไซด์

อุปกรณ์ในภาพด้านบนร้อนมาก จะต้องปิดเป็นระยะและรอจนกว่าจะเย็นลง ปัญหาความร้อนได้รับการแก้ไขบางส่วนโดยการทำให้อิเล็กโทรไลต์เย็นลง สำหรับสิ่งนี้ฉันใช้ปั๊มน้ำพุแบบตั้งโต๊ะ ท่อยาวไหลจากขวดหนึ่งไปยังอีกขวดหนึ่งผ่านปั๊มและถังน้ำเย็น

สถานที่ที่ท่อเชื่อมต่อกับลูกบอลมีการติดตั้งก๊อกอย่างดี ขายตามร้านขายสัตว์เลี้ยงในส่วนของตู้ปลา

มีประโยชน์ไหม

มีกำไรหรือไม่?
มีความเข้าใจผิดว่าการให้ความร้อนในบ้านด้วยเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีค่าใช้จ่ายเพียงเพนนี ในความเป็นจริงความคิดนี้กำลังแพร่กระจายโดยผู้ผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์และโรงงานผลิตไฮโดรเจนอื่น ๆ กล่าวได้ว่าผู้ที่ได้รับประโยชน์จากความคิดเห็นดังกล่าว พวกเขาบอกว่าคุณต้องเสียเงินซื้อเครื่องจักรที่ยอดเยี่ยมนี้เพียงครั้งเดียวและใช้ชีวิตต่อไปอย่างมีความสุขและไร้กังวล อย่างไรก็ตามมันเป็นเช่นนั้นจริงเหรอ?

เราต้องคิดเพียงนาทีเพื่อทำความเข้าใจว่าในความเป็นจริงสิ่งต่างๆไม่ได้มีสีดอกกุหลาบ ประการแรกการติดตั้งเองมีราคาแพงมาก แม้ว่าคุณจะประกอบเครื่องด้วยตัวเอง แต่ต้นทุนของส่วนประกอบก็ไม่ถูกนัก นั่นคือค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงมากและโอกาสในการชดใช้ยังไม่ชัดเจน ประการที่สองสำหรับการทำงานของอิเล็กโทรไลเซอร์จำเป็นต้องใช้น้ำประปาซึ่งไม่ฟรี และประการที่สามจำเป็นต้องพิจารณาต้นทุนไฟฟ้าในกรณีที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ทำงานบนแผงโซลาร์เซลล์

ดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์ในการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับความต้องการในครัวเรือนบางทีหลังจากผ่านไปหนึ่งหรือสองทศวรรษเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้ามากขึ้นการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะให้ผลกำไรมากกว่าแหล่งทางเลือกที่มีอยู่ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามจนถึงขณะนี้วิธีนี้มีราคาแพงกว่าเกือบ 4 เท่า และนี่ไม่ได้คำนึงถึงอัตราค่าไฟฟ้าและค่าน้ำสูงสุด แม้ว่าเราจะใช้ค่าเฉลี่ยและค่าต่ำสุดสำหรับรัสเซียและประเทศ CIS แต่ค่าใช้จ่ายของเชื้อเพลิงที่เกิดขึ้นนั้นสูงมากอย่างไม่สมเหตุสมผล ดังนั้นการใช้วิธีนี้ในการทำความร้อนบ้านของคุณจะดึงดูดผู้พิทักษ์ธรรมชาติเท่านั้นเนื่องจากพืชไฮโดรเจนเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างแน่นอน

ด้านลบของความร้อนในอาคารประเภทไฮโดรเจน

[รหัสโฆษณาติดหนึบ = 13532]

ในการอภิปรายเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับระบบทำความร้อนผู้คลางแคลงให้ข้อโต้แย้งที่มีน้ำหนักมาก:

1. ต้นทุนสูง: แม้ในโรงงานอิเล็กโทรลิซิสที่มีประสิทธิภาพสูงสุดที่สร้างขึ้นจนถึงปัจจุบันการผลิตไฮโดรเจนต้องใช้พลังงานมากกว่าการเผาไหม้ในภายหลังถึง 2 เท่า
2. อันตรายจากการระเบิด: ผู้คนเชื่อมั่นในความสามารถของไฮโดรเจนที่จะระเบิดได้อย่างง่ายดายในระหว่างการชนของเรือเหาะฮินเดนเบิร์กซึ่งกระบอกสูบเต็มไปด้วยก๊าซนี้
3. ความซับซ้อนของกระบวนการเตรียมการ: การได้รับไฮโดรเจนจากน้ำเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการต่อสู้ สำหรับการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพในเครื่องกำเนิดความร้อนจะต้องจ่ายด้วยแรงดันคงที่ซึ่งต้องใช้คอมเพรสเซอร์และอ่างเก็บน้ำเพิ่มเติมพร้อมตัวลด นอกจากนี้จำเป็นต้องกำจัดไอน้ำโดยต้องใช้เครื่องลดความชื้น

มันค่อนข้างง่ายที่จะสร้างโรงงานเพื่อสกัดไฮโดรเจนจากน้ำด้วยตัวคุณเอง ตามลักษณะของมันจะไม่ด้อยไปกว่าของที่ซื้อมามากนัก แต่จะเสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่ามาก ลองพิจารณาขั้นตอนของการสร้างตามลำดับ

โครงการ (ภาพวาด)

ในการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคุณจะต้องมีภาชนะที่ปิดสนิทซึ่งจะเต็มไปด้วยน้ำก่อนที่การผลิตไฮโดรเจนจะเริ่มขึ้น

อิเล็กโทรดที่อยู่ด้านในจะมีลักษณะเหมือนชุดเพลท (จำเป็นต้องมี 16 ชิ้น) โดยมีช่องว่าง 1 มม.

เพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งนี้ต้องวางตัวเว้นวรรคไนลอนระหว่างเพลต (อนุญาตให้ใช้อิเล็กทริกอื่น ๆ )

ระยะทาง 1 มม. เหมาะสมที่สุด: หากคุณเพิ่มขึ้นคุณจะต้องเพิ่มความแรงในปัจจุบัน เมื่อช่องว่างลดลงฟองก๊าซจะหนีออกมาได้ยาก เพลตจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกและแคโทดของแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์สลับกัน ในกรณีนี้จะต้องใส่เพลาซึ่งทำจากวัสดุอิเล็กทริก

เมื่อติดอิเล็กโทรดเข้ากับตัวยึดจะต้องติดที่ด้านล่างของฝาครอบตัวเครื่อง

ในการเลือกส่วนผสมของแก๊สหลอดจากหลอดหยดธรรมดาจะถูกตัดลงในฝาครอบตัวเครื่อง นอกจากนี้จะต้องเจาะรูอีกสองรูเพื่อให้สายไฟผ่านไป หลังจากประกอบเครื่องแล้วรูทั้งหมดในฝาปิดจะต้องปิดผนึกด้วยซิลิโคนหรือกาว

ส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือซีลน้ำ ในการทำคุณจะต้องมีภาชนะขนาดเล็ก (ขวดธรรมดาจะทำ) ซึ่งคุณจะต้องเทน้ำก่อนใช้อุปกรณ์ ในฝาปิดที่ปิดสนิทคุณต้องเจาะสองรู: ในหนึ่งเราส่งท่อจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ต้องลดลงไปที่ด้านล่างสุด) และในท่อที่สอง - อีกท่อหนึ่งซึ่งส่วนผสมของก๊าซจะไหลไปยังหัวเผา . ต้องปิดช่องเปิดในฝาปิดซีลน้ำด้วย ควรเทน้ำลงในขวดโดย¾ของปริมาตร

การเลือกอิเล็กโทรด

วัสดุที่จะทำอิเล็กโทรดจะต้องมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำและเฉื่อยทางเคมีเมื่อเทียบกับออกซิเจนและสารที่มีอยู่ในสารละลาย

หากไม่เป็นไปตามข้อกำหนดที่สองปฏิกิริยาทางเคมีจะเกิดขึ้นโดยการมีส่วนร่วมของอิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับขั้วแคโทดซึ่งเป็นผลมาจากการที่สารละลายอิ่มตัวด้วยสารแปลกปลอม

นั่นคือเหตุผลที่ทองแดงซึ่งเป็นหนึ่งในตัวนำที่ดีที่สุดไม่สามารถใช้ในสารละลายที่เป็นน้ำได้ ขอแนะนำให้ใช้สแตนเลสแทน ความหนาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผ่นอิเล็กโทรดที่ทำจากวัสดุนี้คือ 2 มม.

อ่านเพิ่มเติม: ขั้นตอนในการทำปืนความร้อนไฟฟ้าด้วยมือของคุณเอง

คอนเทนเนอร์

เมื่อพิจารณาถึงความเสี่ยงของการระเบิดตัวเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรทำจากวัสดุที่ทนทานและเป็นพลาสติกที่ทนต่ออุณหภูมิสูง เหล็กตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ดีที่สุด จำเป็นเท่านั้นที่จะต้องแยกการสัมผัสของสายไฟหรือขั้วไฟฟ้ากับเคสซึ่งจะส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร

การเพิ่มส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศด้วยไฮโดรเจนช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง ตามที่ผู้ขับขี่รถยนต์บางคนสามารถประหยัดน้ำมันได้ถึง 30%

อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในหัวข้อก่อนหน้านี้ถือเป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนในรถยนต์ ความแตกต่างอยู่ที่การไม่มีซีลไฮดรอลิก (ไฮโดรเจนที่ได้จะถูกส่งไปยังท่อร่วมไอดีทันที) และการมีชุดควบคุม หลังจะควบคุมกระแสไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดขึ้นอยู่กับความเร็วของเครื่องยนต์

การผลิตหน่วยดังกล่าวด้วยตนเองทำได้เฉพาะสำหรับผู้ที่มีความชำนาญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้ตัวเลือกที่ซื้อมา ยิ่งไปกว่านั้นหน่วยสำเร็จรูปจะทำงานทั้งหมดในการควบคุมประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากผู้ใช้

องค์ประกอบของระบบสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์

สิ่งที่จำเป็นต้องมีคือเลือกค่าความแรงของกระแสไฟฟ้า (ที่เหมาะสมที่สุด) ด้วยตนเองสำหรับโหมด "ไม่ได้ใช้งาน" และ "โหลดสูงสุด" เป็นครั้งแรกจากนั้นชุดควบคุมเองจะเปลี่ยนประสิทธิภาพของการติดตั้งภายใน ขีด จำกัด ที่ระบุ

การเชื่อมต่อทั้งหมดต้องปิดผนึกอย่างระมัดระวัง: การรั่วของไฮโดรเจนอาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้

ที่ดีที่สุดคือตรวจสอบความหนาแน่นของโครงสร้างด้วยโฟมสบู่: การรั่วไหลถ้ามีจะแสดงให้เห็นว่ามีฟองอากาศปรากฏขึ้นเรื่อย ๆ

ร่างกายของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนรถยนต์สามารถทำจากตัวกรองก๊อกซึ่งค่อนข้างทนทาน ปริมาตรของมันมีขนาดเล็กและเพื่อให้การติดตั้งไม่จำเป็นต้องเติมบ่อยเกินไปจึงสามารถติดตั้งถังเพิ่มเติมสำหรับเก็บสต็อคของสารละลายได้ เชื่อมต่อกับภาชนะที่ใช้งานได้ด้วยท่อสองท่อ

อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเองตามแผนผังแสดงถึงภาชนะที่มีน้ำซึ่งมีการวางอิเล็กโทรดเพื่อเปลี่ยนน้ำให้เป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน

ในการสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยมือของคุณเองคุณจะต้อง:

1. แผ่นสแตนเลสหนา 0.5-0.7 มม. สแตนเลสยี่ห้อ 12X18H10T เหมาะ
2. แผ่น Plexiglas
3. ท่อยางสำหรับจ่ายน้ำและปล่อยก๊าซ
4. แผ่นยางกันน้ำมันหนา 3 mm.
5. แหล่งกำเนิดแรงดัน - LATR พร้อมสะพานไดโอดเพื่อรับกระแสตรง ควรให้กระแส 5-8 แอมป์

ขั้นแรกให้ตัดแผ่นสเตนเลสเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 200x200 มม. ต้องตัดมุมบนจานเพื่อที่จะขันโครงสร้างทั้งหมดด้วยสลักเกลียว ในแต่ละแผ่นเราเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. ที่ระยะ 3 ซม. จากด้านล่างของจานเพื่อการไหลเวียนของน้ำ นอกจากนี้ยังมีการบัดกรีลวดเข้ากับแต่ละแผ่นเพื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ

ก่อนการประกอบแหวนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 200 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 190 มม. ทำจากยาง คุณต้องเตรียมแผ่นลูกแก้วสองแผ่นที่มีความหนา 2 ซม. และขนาด 200 × 200 มม. ในขณะที่ก่อนอื่นคุณต้องเจาะรูทั้งสี่ด้านเพื่อขันสลักเกลียว M8

เครื่องกำเนิดไฮโดรเจน DIY

เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซกลับเข้าไปในเครื่องกำเนิดก๊าซจำเป็นต้องทำการปิดผนึกน้ำระหว่างทางจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังหัวเผาหรือดีกว่าวาล์วสองตัว

การออกแบบบานเกล็ดเป็นภาชนะที่มีน้ำซึ่งท่อจะลดลงไปในน้ำจากด้านข้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและท่อที่ไปยังเตาจะอยู่เหนือระดับน้ำ แผนผังของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนพร้อมประตูแสดงในรูปด้านล่าง

วงจรกำเนิดไฮโดรเจนพร้อมประตูระบายน้ำ

ในอิเล็กโทรไลเซอร์ - ภาชนะที่ปิดสนิทด้วยน้ำและอิเล็กโทรดที่ลดลงเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าก๊าซจะเริ่มมีวิวัฒนาการ ผ่านท่อ 1 ไปยังประตู 1 การออกแบบของซีลน้ำถูกจัดเรียงในลักษณะดังที่เห็นได้จากรูปที่ก๊าซสามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางจากอิเล็กโทรไลเซอร์ไปยังหัวเผาเท่านั้นไม่ใช่ในทางกลับกัน

สิ่งนี้ถูกขัดขวางโดยความหนาแน่นของน้ำที่แตกต่างกันซึ่งจะต้องเอาชนะในระหว่างทางกลับ ต่อไปตามท่อ 2 ก๊าซจะเคลื่อนไปที่ประตู 2 ซึ่งมีไว้เพื่อความน่าเชื่อถือของระบบที่มากขึ้น: ถ้าทันใดนั้นด้วยเหตุผลบางประการประตูแรกไม่ทำงาน จากนั้นก๊าซจะถูกป้อนเข้าสู่เตาผ่านท่อ 3 ซีลน้ำเป็นส่วนที่สำคัญมากของอุปกรณ์เนื่องจากป้องกันไม่ให้ก๊าซไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม

หากก๊าซกลับเข้าไปในอิเล็กโทรไลเซอร์อุปกรณ์อาจระเบิดได้ ดังนั้นไม่ควรใช้งานอุปกรณ์โดยไม่มีซีลน้ำไม่ว่าในกรณีใด ๆ !

ปัจจุบันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมเป็นแอปพลิเคชั่นเดียวสำหรับการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า ไม่สามารถใช้เพื่อให้ความร้อนในบ้านได้และนี่คือเหตุผล ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในระหว่างงานเปลวไฟไม่สำคัญสิ่งสำคัญคือช่างเชื่อมไม่จำเป็นต้องแบกถังหนักและซอด้วยสายยาง การทำความร้อนในบ้านเป็นอีกเรื่องหนึ่งที่ทุกบาททุกสตางค์มีค่า และที่นี่ไฮโดรเจนสูญเสียเชื้อเพลิงทุกประเภทที่มีอยู่ในปัจจุบัน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเชื่อมแบบอนุกรมมีค่าใช้จ่ายจำนวนมากเนื่องจากใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสซึ่งรวมถึงทองคำขาว คุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยมือของคุณเองได้ แต่ประสิทธิภาพของมันจะต่ำกว่าของโรงงานด้วยซ้ำ คุณจะประสบความสำเร็จในการได้รับก๊าซที่ติดไฟได้อย่างแน่นอน แต่ก็ไม่น่าจะเพียงพอที่จะให้ความร้อนอย่างน้อยหนึ่งห้องขนาดใหญ่นับประสาทั้งบ้าน และถ้าเพียงพอคุณจะต้องจ่ายค่าไฟฟ้าที่น่าทึ่ง

ระวัง

ระวัง
หลังจากติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้วไม่ควรลืมข้อควรระวังด้านความปลอดภัย ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่นไวไฟและระเบิดได้ดังนั้นการรั่วไหลจึงเป็นอันตรายอย่างยิ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้จำเป็นต้องตรวจสอบส่วนประกอบทั้งหมดของอิเล็กโทรไลเซอร์อย่างรอบคอบเพื่อหารอยรั่ว: ท่อปั๊มอ่างเก็บน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่ประกอบขึ้นเอง พวกมันอันตรายที่สุด นอกจากนี้ยังไม่ทราบว่าในที่สุดพวกเขาจะจัดหาเชื้อเพลิงคุณภาพสูงได้อย่างไร แน่นอนความเป็นไปได้ในการแต่งงานอาจสูงสำหรับรุ่นที่ซื้อโดยเฉพาะผู้ผลิตที่ไม่รู้จักหรือไม่ได้รับการตรวจสอบ ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าเสมอที่จะให้ความสำคัญกับผู้ผลิตอุปกรณ์นี้ที่มีราคาแพงกว่า แต่มีความน่าเชื่อถือมากกว่าด้วย ดูเหมือนโฆษณา แต่ความจริงยังคงอยู่: คุณต้องจ่ายเพิ่มเพื่อคุณภาพ แม้ว่ากฎจะไม่ได้ผลเสมอไปว่าราคาแพงกว่าจะดีกว่า เหมาะอย่างยิ่งหากผู้ซื้อทำการตัดสินใจต้องอาศัยความรู้ในด้านนี้ และที่สำคัญที่สุดคือไว้วางใจ แต่ตรวจสอบ ท้ายที่สุดแม้แต่แบรนด์ที่มีชื่อเสียงที่สุดก็สามารถสร้างการแต่งงานได้

การแสวงหาผลประโยชน์

หลังจากการประกอบคุณสามารถเริ่มทดสอบอุปกรณ์ได้ ในการทำเช่นนี้ให้ติดตั้งหัวเผาจากเข็มทางการแพทย์ที่ปลายท่อและเทน้ำลง เติม KOH หรือ NaOH ลงในน้ำ น้ำควรกลั่นหรือละลายเป็นทางเลือกสุดท้าย สารละลายอัลคาไลน์ที่มีความเข้มข้น 10% เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ในการทำงาน

อ่านเพิ่มเติม: งูสวัดสำหรับปูนปลาสเตอร์

หลังจากนั้น LATR พร้อมสะพานไดโอดจะเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดตามโครงร่าง มีการติดตั้งแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ในวงจรเพื่อตรวจสอบการทำงาน พวกเขาเริ่มต้นด้วยแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำจากนั้นเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยสังเกตการวิวัฒนาการของก๊าซ

แนะนำให้ออกไปทำงานเบื้องต้นนอกบ้านจะดีกว่าเนื่องจากการติดตั้งอาจเกิดการระเบิดได้ควรดำเนินการทั้งหมดด้วยความระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง

ในระหว่างการทดสอบให้สังเกตการทำงานของอุปกรณ์ หากมีเปลวไฟขนาดเล็กแสดงว่าอาจมีก๊าซในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่ำหรืออาจมีก๊าซรั่วที่ใดที่หนึ่ง หากสารละลายขุ่นมัวสกปรกต้องเปลี่ยนใหม่ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ไม่ร้อนเกินไปและน้ำไม่เดือด