에너지 자원 가격의 상승은 가계 수준을 포함하여보다 효율적이고 저렴한 연료 유형에 대한 검색을 자극합니다. 대부분의 열광적 인 장인들은 열량 값이 메탄보다 3 배 더 높은 수소에 끌립니다 (38.8kW 대 13.8의 물질로 13.8). 집에서 추출하는 방법은 전기 분해로 물을 나누는 것으로 알려져 있습니다. 실제로, 문제는 훨씬 더 복잡합니다. 우리 기사에는 두 가지 목표가 있습니다.
- 최소 비용으로 수소 발생기를 만드는 방법에 대한 질문을 분석합니다.
- 개인 주택 난방, 자동차 연료 보급 및 용접기 용 수소 발생기를 사용하는 것이 좋습니다.
간단한 이론적 부분
주기율표의 첫 번째 원소 인 수소 (일명 수소)는 화학적 활성이 높은 가장 가벼운 기체 물질입니다. 산화 (즉, 연소) 중에는 엄청난 양의 열을 방출하여 일반 물을 형성합니다. 우리는 요소의 속성을 특성화하여 다음과 같은 형태로 디자인합니다.
- 수소 연소는 환경 친화적 인 과정이며 유해 물질이 방출되지 않습니다.
- 화학적 활동으로 인해 지구에서 유리 가스가 발생하지 않습니다. 그러나 물의 조성에서 그 매장량은 끝이 없습니다.
- 원소는 예를 들어 석탄의 가스화 (열분해) 공정과 같은 화학적 방법에 의해 산업 생산에서 추출됩니다. 종종 부산물.
- 기체 수소를 얻는 또 다른 방법은 촉매-백금 및 기타 고가의 합금이있는 상태에서 물의 전기 분해입니다.
- 수소 + 산소 (산소) 가스의 간단한 혼합물은 가장 작은 스파크에서 폭발하여 즉시 많은 양의 에너지를 방출합니다.
참고로. 먼저 물 분자를 수소와 산소로 분리 한 과학자들은 폭발하는 경향 때문에 혼합물을 폭발성 가스라고 불렀습니다. 그 후, 브라운 (Brown)의 가스 (발명가의 이름으로)라는 이름을 받아 가상의 NGO로 공식화되었습니다.
상기로부터, 다음 결론은 그 자체를 시사한다 : 2 개의 수소 원자는 1 개의 산소 원자와 쉽게 결합하지만, 그것들은 부분적으로 매우 꺼려한다. 화학 산화 반응은 다음 공식에 따라 열 에너지의 직접 방출로 진행됩니다.
하반기2 + O2 → 하반기2O + Q (에너지)
여기에는 비행의 추가 분석에 도움이되는 중요한 점이 있습니다. 수소는 점화에서 자발적으로 반응하여 열이 직접 방출됩니다. 물 분자를 분리하려면 에너지를 소비해야합니다.
하반기2O → 2H2 + O2 -Q
이것은 전기를 공급하여 물을 나누는 과정을 특징으로하는 전해 반응 공식입니다. 이것을 실제로 실천하고 자신의 손으로 수소 발생기를 만드는 방법에 대해 더 고려할 것입니다.
프로토 타입 제작
다루는 내용을 이해하려면 먼저 가장 간단한 수소 발생기를 최저 비용으로 조립하는 것이 좋습니다. 집에서 만든 설치의 디자인이 다이어그램에 나와 있습니다.
원시 전해조는 무엇으로 구성됩니까?
- 반응기-벽이 두꺼운 유리 또는 플라스틱 용기;
- 물과 함께 반응기에 침지되고 전원에 연결된 금속 전극;
- 제 2 탱크는 워터 셔터로서 작용하고;
- HHO 가스 배기관.
중요한 점. 전해 수소 플랜트는 직류에서만 작동합니다. 따라서 AC 어댑터, 차량용 충전기 또는 배터리를 전원으로 사용하십시오. 교류 발전기가 작동하지 않습니다.
전해조의 작동 원리는 다음과 같습니다.
- 물에 침지 된 2 개의 전극에는 바람직하게는 조절 가능한 공급원으로부터 전압이 공급된다.반응을 개선하기 위해, 소량의 알칼리성 또는 산이 용기 (가정용 소금)에 첨가된다.
- 전기 분해 반응의 결과, "-"단자에 연결된 음극의 측면에서 수소가 방출되고 양극 근처에서 산소가 생성됩니다.
- 튜브를 통한 두 가스의 혼합은 수증기를 분리하고 반응기에서 플래시를 방지하는 두 가지 기능을 수행하는 워터 트랩으로 들어갑니다.
- 두 번째 탱크에서 NNO의 폭발성 가스가 버너로 공급되어 연소되어 물을 형성합니다.
자신의 손으로 다이어그램에 표시된 발전기 디자인을 만들려면 넓은 목과 뚜껑이있는 유리 병 2 개, 의료용 스포이드 및 나사 24 개가 필요합니다. 전체 자료 세트가 사진에 표시됩니다.
특수 공구 중 플라스틱 덮개를 밀봉하려면 접착제 총이 필요합니다. 제조 절차는 간단합니다.
- 셀프 태핑 나사로 평평한 나무 막대기를 꼬아 서 끝을 다른 방향으로 놓습니다. 나사 머리를 함께 납땜하고 전선을 연결하십시오-미래의 전극을 얻으십시오.
- 뚜껑에 구멍을 뚫고 스포이드와 전선의 절단 케이스를 삽입 한 다음 아교 총으로 양쪽을 밀봉하십시오.
- 병에 전극을 놓고 캡을 조입니다.
- 두 번째 캡에서 2 개의 구멍을 뚫고 점 적기 튜브를 삽입하고 일반 물로 채워진 병에 나사로 고정하십시오.
수소 발생기를 시작하려면 소금물을 반응기에 붓고 전원을 켜십시오. 반응의 시작은 두 용기 모두에 기포의 모양으로 표시됩니다. 전압을 최적의 값으로 조정하고 점 적기 니들이 나오는 갈색 가스로 불을 설정하십시오.
메이어 수소 전지에 대하여
위의 구조를 만들고 테스트 한 경우 바늘 끝에서 불꽃을 태워 설치 성능이 매우 낮음을 알 수 있습니다. 더 폭발적인 가스를 얻으려면 발명가를 기리기 위해 Stanley Meyer 셀이라는 더 심각한 장치를 만들어야합니다.
전지의 작동 원리는 또한 전기 분해에 기초하며, 양극과 음극 만이 서로 삽입 된 튜브 형태로 만들어진다. 전압은 두 개의 공진 코일을 통해 펄스 발생기에서 공급되므로 전류 소비를 줄이고 수소 발생기의 생산성을 높일 수 있습니다. 장치의 전자 회로는 그림에 나와 있습니다.
노트. 체계의 작동에 대한 자세한 내용은 http://www.meanders.ru/meiers8.shtml 리소스에 설명되어 있습니다.
메이어 셀을 만들려면 다음이 필요합니다.
- 플라스틱 또는 플렉시 유리로 만들어진 원통형 케이스; 장인은 종종 뚜껑과 노즐이있는 정수 필터를 사용합니다.
- 직경 15 및 20 mm, 길이 97 mm의 스테인레스 스틸 튜브;
- 전선, 절연체.
내식성 튜브는 유전체의 바닥에 부착되어 있으며 발전기에 연결된 전선은 납땜되어 있습니다. 셀은 사진과 같이 플라스틱 또는 플렉시 유리 케이스에 배치 된 9 개 또는 11 개의 튜브로 구성됩니다.
요소는 전자 장치, 메이어 셀 및 워터 락 (기술 이름은 버블 러)을 포함하여 인터넷에 알려진 모든 체계에 따라 연결됩니다. 안전상의 이유로 시스템에는 임계 압력 및 수위 센서가 장착되어 있습니다. 가정 장인의 리뷰에 따르면, 이러한 수소 설치는 12V의 전압에서 1 암페어의 전류를 소비하며 정확한 수는 없지만 충분한 성능을 가지고 있습니다.
플레이트 리액터
가스 버너의 작동을 보장 할 수있는 고성능 수소 발생기는 15 x 10cm 크기의 스테인레스 판으로 만들어지며 그 수는 30 ~ 70 개입니다. 스터드를 조이기위한 구멍이 뚫려 있고, 전선을 연결하기위한 터미널이 코너에서 잘립니다.
판금 학년 316 외에도 다음을 구매해야합니다.
- 알칼리에 4 mm 두께의 고무 저항;
- 플렉시 유리 또는 텍스타일로 만들어진 엔드 플레이트;
- 타이로드 M10-14;
- 가스 용접 장치 용 체크 밸브;
- 하이드로 록 하의 물 필터;
- 주름진 스테인레스 스틸로 파이프를 연결;
- 분말 형태의 수산화 칼륨.
플레이트는 그림과 같이 가운데 부분이 잘라진 고무 개스킷으로 서로 절연 된 단일 장치로 조립해야합니다. 스터드로 결과 반응기를 단단히 당기고 전해질 노즐에 연결하십시오. 후자는 뚜껑과 차단 밸브가 장착 된 별도의 용기에서 나옵니다.
노트. 우리는 흐름 (건식) 타입 전해기를 만드는 방법을 알려줍니다. 침지 판이있는 반응기를 만드는 것이 더 쉽습니다. 고무 개스킷을 넣을 필요가 없으며 조립 된 장치는 전해질이있는 밀폐 된 용기에 내려 놓습니다.
수소 생성 발전기의 후속 조립은 동일한 방식으로 수행되지만 차이점이 있습니다.
- 장치의 케이스에는 전해질 준비를위한 탱크가 부착되어 있습니다. 후자는 물에서 7-15 % 수산화 칼륨 용액이다.
- 물 대신에, 소위 탈산제 (아세톤 또는 무기 용매)가 "버블 러"에 부어진다.
- 버너 앞에 체크 밸브를 배치해야합니다. 그렇지 않으면 수소 버너가 부드럽게 꺼지면 역 블로가 호스와 "버블 러"를 파손시킵니다.
집에서 수소를 얻는 것이 수익성이 있습니까?
이 질문에 대한 답은 산소-수소 혼합물의 범위에 달려 있습니다. 다양한 온라인 리소스에서 게시 한 모든 그림과 다이어그램은 다음과 같은 목적으로 HHO 가스를 생산하도록 설계되었습니다.
- 자동차의 연료로 수소를 사용하십시오.
- 가열 보일러 및 스토브에서 무연 수소를 연소시킨다.
- 가스 용접을 신청하십시오.
수소 연료의 모든 장점을 뛰어 넘는 주된 문제 : 순수한 물질을 방출하기위한 전기 비용은 연소에서받은 에너지의 양을 초과합니다. 유토피아 이론의 지지자가 주장하는 것이 무엇이든, 전해 기의 최대 효율은 50 %에 이른다. 이것은 1kW의 열이 2kW의 전기를 소비했음을 의미합니다. 이점은 0이며 심지어 음수입니다.
우리가 첫 번째 부분에서 썼음을 상기하십시오. 수소는 매우 활동적인 요소이며 자체적으로 산소와 반응하여 많은 열을 발생시킵니다. 안정적인 물 분자를 분리하려고하면 에너지를 원자로 직접 가져올 수 없습니다. 분리는 전기에 의해 수행되며, 그 절반은 전극, 물, 변압기 권선 등을 가열하여 소실됩니다.
중요한 배경 정보. 수소 연소의 비열은 메탄보다 비싸지 만 질량은 3 배입니다. 부피를 기준으로 비교하면 1m³의 수소를 연소 할 때 메탄의 11kW에 비해 3.6kW의 열 에너지 만 방출됩니다. 결국, 수소는 가장 가벼운 화학 원소입니다.
이제 수제 수소 발생기에서 전기 분해하여 얻은 폭발성 가스를 위의 요구에 대한 연료로 고려하십시오.
- 최종 설치 가격, 낮은 생산성 및 효율성으로 인해 개인 주택 난방을 위해 수소를 연소시키는 것은 매우 수익성이 없습니다. 전해조로 미터를 "감는"것보다 전기 보일러 (TEN, 유도 또는 전극)를 배치하는 것이 더 쉽습니다.
- 자동차 1 리터의 가솔린을 대체하기 위해서는 4,766 리터의 순수한 수소 또는 7,150 리터의 폭발 가스가 필요하며 그 중 1/3은 산소입니다. 인터넷에서 가장 성가신 발명자는 아직 비슷한 성능을 제공 할 수있는 전해조를 만들지 못했습니다.
- 수소를 연소시키는 가스 용접 장치는 아세틸렌, 프로판 및 산소가있는 실린더보다 더 작고 가볍습니다. 또한 최대 3000 ° C의 화염 온도를 사용하면 금속으로 작업 할 수 있으며 여기에서 연료를 얻는 비용은 특별한 역할을하지 않습니다.
참고로. 보일러에서 수소를 태우려면 수소 버너가 강철을 녹일 수 있으므로 구조를 철저히 다시 설계해야합니다.
결론
집에서 만든 수소 발생기에서 얻은 NGO 가스 조성의 수소는 실험과 가스 용접의 두 가지 목적에 유용합니다.전기 분해기의 낮은 효율과 소비 된 전기와 함께 조립하는 비용을 버려도 건물을 가열하기에 생산성이 충분하지 않습니다. 이것은 승용차의 가솔린 엔진에도 적용됩니다.