Cómo hacer un generador de hidrógeno para tu hogar con tus propias manos: consejos prácticos para la fabricación e instalación.

Estamos acostumbrados a considerar el gas natural como el tipo de combustible más asequible.Pero resulta que tiene una alternativa digna: el hidrógeno obtenido de la división del agua. Recibimos el material de partida para la producción de este combustible de forma totalmente gratuita. Y si usted mismo fabrica un generador de hidrógeno, los ahorros serán simplemente asombrosos. ¿Bien?

Estamos dispuestos a compartir con usted información valiosa sobre las opciones y reglas para montar una instalación técnica destinada a la producción de hidrógeno. Estudiar el artículo que se le presenta garantizará la fabricación de un dispositivo sin problemas.

Para aquellos que deseen construir un generador de combustible económico pero muy productivo con sus propias manos, ofrecemos instrucciones detalladas. Brindamos recomendaciones para su uso adecuado. Se utilizaron aplicaciones de fotografías y videos como complementos informativos que explican claramente el principio de funcionamiento.

Métodos para producir hidrógeno.

En las clases de química de la escuela secundaria, una vez se dieron explicaciones sobre cómo obtener hidrógeno del agua corriente del grifo. Existe tal concepto en el campo químico: la electrólisis. Es gracias a la electrólisis que es posible producir hidrógeno.

La instalación de hidrógeno más sencilla es un recipiente lleno de agua. Se colocan dos electrodos de placa debajo de la capa de agua. Se les suministra corriente eléctrica. Dado que el agua es un excelente conductor de corriente eléctrica, se establece un contacto de baja resistencia entre las placas.

La corriente que pasa a través de la baja resistencia al agua promueve la formación de una reacción química que da como resultado la formación de hidrógeno.

Esquema de una instalación experimental de hidrógeno, que antiguamente se estudiaba en la clase de química del instituto. Resulta que esas lecciones no fueron superfluas para la práctica de las necesidades cotidianas modernas.

Parecería que todo es sencillo y queda muy poco por hacer: recoger el hidrógeno resultante para utilizarlo como fuente de energía. Pero la química nunca está completa sin detalles sutiles.

Lo mismo ocurre aquí: si el hidrógeno se combina con el oxígeno, a una determinada concentración se forma una mezcla explosiva. Este punto es uno de los fenómenos críticos que limita la capacidad de construir estaciones domésticas suficientemente potentes.

Diseño de generador de hidrógeno.

Para construir generadores de hidrógeno con sus propias manos, generalmente toman como base el esquema de instalación clásico de Brown. Este electrolizador de media potencia consta de un grupo de celdas, cada una de las cuales contiene un grupo de electrodos de placas. La potencia de la instalación está determinada por la superficie total de los electrodos de placa.

Las células se colocan dentro de un recipiente bien aislado del ambiente externo. El cuerpo del tanque tiene tuberías para conectar la tubería de agua, salida de hidrógeno y un panel de contactos para conectar la electricidad.

Aparato de generación de hidrógeno diseñado según el esquema de Brown. Según todos los cálculos, esta instalación debería proporcionar calor y luz al hogar. Otra pregunta es qué dimensiones y potencia permitirán hacer esto (+)

El circuito del generador Brown, entre otras cosas, prevé la presencia de un sello de agua y una válvula de retención.Gracias a estos elementos, la instalación queda protegida del reflujo de hidrógeno. Según este esquema, en teoría es posible montar una instalación de hidrógeno, por ejemplo, para organizar la calefacción de una casa de campo.

Calefacción de hidrógeno en la casa.

Montar un generador de hidrógeno para calentar eficientemente una casa es una idea que puede que no sea fantástica, pero claramente es extremadamente poco rentable. Para obtener el volumen de hidrógeno necesario para una sala de calderas doméstica, no solo necesitará una potente instalación de electrólisis, sino también una cantidad significativa de energía eléctrica.

Compensar el desperdicio de electricidad con hidrógeno producido en casa parece ser un proceso irracional.

Generador de hidrógeno realmente funcional para uso doméstico. Lo único que nos molesta es que esta es solo una opción experimental que solo puede mostrar cómo surge una llama de una chispa.

Sin embargo, los intentos de resolver el problema de cómo hacer un generador de hidrógeno para el hogar con sus propias manos no cesan. Con el principio de funcionamiento y diseño de uno de los modelos probados en la práctica. caldera de hidrógeno le familiarizará con el artículo, que le recomendamos leer.

Y aquí hay un ejemplo de una de las opciones de tortura:

1. Se prepara un recipiente sellado y confiable.
2. Se fabrican electrodos tubulares o de placa.
3. Se ensambla un circuito de control para el voltaje y la corriente de funcionamiento.
4. Se están fabricando módulos adicionales para la estación de trabajo.
5. Se seleccionan accesorios (mangueras, cables, sujetadores).

Naturalmente, necesitará un conjunto de herramientas, incluido equipo especial como un osciloscopio y un frecuencímetro. Una vez equipado con todo lo necesario, podrá proceder directamente a la fabricación de un sistema de calefacción de hidrógeno para su hogar.

Implementación de proyectos de bricolaje

Inicialmente, necesitarás fabricar una celda de generación de hidrógeno. La pila de combustible tiene unas dimensiones totales ligeramente menores que las dimensiones internas de longitud y anchura de la carcasa del generador. En altura, el tamaño del bloque con electrodos es 2/3 de la altura del cuerpo principal.

La celda puede estar hecha de PCB o de plexiglás (espesor de pared de 5 a 7 mm). Para ello, se cortan cinco placas de textolita a medida. Se pega un rectángulo (con cola epoxi), cuya parte inferior permanece abierta.

Aproximadamente estas placas de vidrio orgánico forman el cuerpo de la pila de combustible de un generador de hidrógeno. Es cierto que aquí se muestra una versión de ingeniería ligeramente diferente: para montaje y fijación con tornillos.

En la parte superior del rectángulo, se perfora la cantidad requerida de pequeños orificios para los vástagos de las placas de los electrodos, un pequeño orificio para el sensor de nivel y un orificio con un diámetro de 10 a 15 mm para la liberación de hidrógeno.

Dentro del rectángulo se colocan placas de electrodos, cuyos vástagos de contacto salen a través de los orificios de la placa superior fuera de la celda. El sensor de nivel de agua se instala al 80% de llenado de la celda. Todas las transiciones en la placa de textolita (excepto la salida de hidrógeno) están rellenas con pegamento epoxi.

Una característica de diseño de los módulos del generador que se muestran en la foto es su diseño cilíndrico. Los electrodos de esta fuente de energía en miniatura también están diseñados de forma diferente.

El orificio de salida de hidrógeno debe estar equipado con un racor; fíjelo mecánicamente con una junta o péguelo. La celda de generación de hidrógeno ensamblada se coloca dentro del cuerpo principal del dispositivo y se sella cuidadosamente a lo largo del perímetro superior (nuevamente, se puede usar resina epoxi).

Éste fue el caso elegido para el generador de hidrógeno para el próximo proyecto experimental. La idea simple es atractiva, pero es poco probable que esta opción sea adecuada para una estación potente diseñada para calentar las instalaciones de una casa privada.

Pero antes de colocar la celda dentro, es necesario preparar la carcasa del generador:

• realizar un suministro de agua en la zona inferior;
• hacer la tapa superior con sujetadores;
• elija un material de sellado confiable;
• colocar el bloque de terminales eléctricos sobre la tapa;
• Coloque un recolector de hidrógeno en la tapa.

El resultado debería ser un generador de hidrógeno parcialmente listo después de:

1. La pila de combustible se carga en la carcasa.
2. Los electrodos están conectados al bloque de terminales de la cubierta.
3. El conector de salida de hidrógeno está conectado al colector de hidrógeno.
4. La tapa se instala en el cuerpo mediante una junta y se fija.

Solo queda conectar el agua y los módulos adicionales.

Suplementos para generadores de hidrógeno

Un dispositivo casero para producir hidrógeno debe complementarse con módulos auxiliares. Por ejemplo, un módulo de suministro de agua que se combina funcionalmente con un sensor de nivel instalado dentro del generador.

En su forma más simple, dicho módulo está representado por una bomba de agua y un controlador de control. La bomba es controlada por el controlador basándose en una señal del sensor, dependiendo del nivel de agua dentro de la pila de combustible.

Elementos estructurales adicionales que deben incluirse en el diseño de cualquier estación de hidrógeno e incluso experimental. Un generador de hidrógeno no puede funcionar sin dispositivos de automatización, control y protección.

Como tal, también es deseable tener un dispositivo que regule la frecuencia de la corriente eléctrica y el nivel de voltaje suministrado a los terminales de los electrodos de trabajo de la pila de combustible.Como mínimo, el módulo eléctrico debe estar equipado con un estabilizador de voltaje y protección contra sobrecorriente.

Un colector de hidrógeno, en su forma más simple, parece un tubo que contiene una válvula, un manómetro, la válvula de retención. El hidrógeno se extrae del colector a través de una válvula de retención y, de hecho, puede suministrarse al consumidor.

El colector de hidrógeno y el manómetro son partes integrales de la planta de hidrógeno y proporcionan distribución de gas y control de presión.

Pero en la práctica todo es algo más complicado. El hidrógeno es un gas explosivo con una alta temperatura de combustión. Por lo tanto, simplemente bombear hidrógeno al sistema de la caldera de calefacción como combustible no funcionará.

Criterios de calidad de la instalación.

Es extremadamente difícil montar una instalación de alta calidad, eficiente y productiva en casa. Por ejemplo, incluso si tenemos en cuenta criterios como el metal del que están hechas las placas o los tubos de los electrodos, ya existe el riesgo de encontrar problemas.

La durabilidad de los electrodos depende del tipo de metal y de sus propiedades. Por supuesto, puede utilizar el mismo acero inoxidable, pero la vida útil de dichos elementos será corta.

Una especie de parodia de placas de electrodos para un generador de hidrógeno. Las placas se toman de un condensador variable convencional, que están hechos de aluminio. Estos electrodos serán suficientes para exactamente media hora de funcionamiento, incluso como parte de un pequeño sistema experimental.

Las dimensiones de instalación también juegan un papel importante. Se requieren cálculos con alta precisión en relación con la potencia requerida, la calidad del agua y otros parámetros.

Por lo tanto, si la distancia entre los electrodos de trabajo está fuera del valor calculado, es posible que el generador de hidrógeno no funcione en absoluto. En el peor de los casos, la potencia para la cual se realizó el cálculo será varias veces menor.

Incluso la sección transversal del cable que conecta los electrodos a la fuente de energía es importante en el diseño de un generador de hidrógeno. Es cierto que esto se refiere al funcionamiento seguro del dispositivo. Sin embargo, este detalle de diseño también debe tenerse en cuenta en las instalaciones domésticas.

Volviendo al funcionamiento seguro del sistema, tampoco se debe olvidar la introducción en el diseño del llamado sello de agua, que evita el movimiento inverso del gas.

A pesar de la impresionante cantidad de avances en generadores de hidrógeno caseros, todavía no existe una opción realmente eficaz. Todos los modelos son inferiores al equipo de fábrica.

generador industrial

A nivel de producción industrial, poco a poco se están dominando y desarrollando tecnologías para la fabricación de generadores de hidrógeno para uso doméstico. Como regla general, se producen centrales eléctricas para uso doméstico cuya potencia no supera 1 kW.

Un dispositivo de este tipo está diseñado para producir combustible de hidrógeno en funcionamiento continuo durante no más de 8 horas. Su objetivo principal es suministro de energía para sistemas de calefacción.

También se desarrollan y fabrican instalaciones para operación dentro de condominios. Se trata de estructuras más potentes (5-7 kW), cuya finalidad no es solo la energía de los sistemas de calefacción, sino también la generación de electricidad. Esta opción combinada está ganando rápidamente popularidad en los países occidentales y Japón.

Los generadores combinados de hidrógeno se caracterizan por ser sistemas de alta eficiencia y bajas emisiones de dióxido de carbono.

Un ejemplo de estación real fabricada industrialmente con una potencia de hasta 5 kW. En el futuro están previstas instalaciones similares para equipar casas rurales y condominios.

La industria rusa también ha comenzado a dedicarse a este prometedor tipo de producción de combustible. En particular, Norilsk Nickel domina las tecnologías para la producción de instalaciones de hidrógeno, incluidas las domésticas.

Está previsto utilizar diversos tipos de pilas de combustible durante el desarrollo y la producción:

• membrana de intercambio de protones;
• ácido ortofosfórico;
• metanol de intercambio de protones;
• alcalino;
• óxido sólido.

Mientras tanto, el proceso de electrólisis es reversible. Este hecho sugiere que es posible obtener agua ya calentada sin quemar hidrógeno.

Parece que se trata de una idea más que, si la agarras, podrás lanzar una nueva ronda de pasiones relacionadas con la producción gratuita de combustible para la caldera de tu hogar.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Al experimentar en casa con modelos caseros, debe prepararse para los resultados más inesperados, pero la experiencia negativa también es experiencia:

Los generadores de hidrógeno caseros con sus propias manos siguen siendo un proyecto que existe al nivel de una idea. No existen proyectos de generadores de hidrógeno de bricolaje prácticamente implementados, y los que se publican en línea son imaginación de sus autores u opciones puramente teóricas.

Así que sólo podemos confiar en un producto industrial caro que promete aparecer en un futuro próximo.

¿Conoce el modelo original de generador de hidrógeno que no se describe en el artículo? ¿Quizás quiera compartir información valiosa que será útil para los artesanos del hogar? Escriba comentarios en el bloque a continuación, publique fotos sobre el tema y exprese su opinión.