Générateur d'hydrogène pour le système de chauffage: nous assemblons l'installation existante de nos propres mains

Il est loin le temps où une maison de campagne ne pouvait être chauffée que d'une seule manière - en brûlant du bois ou du charbon dans le poêle. Les appareils de chauffage modernes utilisent différents types de combustible et maintiennent en même temps automatiquement une température confortable dans nos maisons. Gaz naturel, diesel ou fioul, électricité, solaire et chaleur géothermique - Voici une liste incomplète d'alternatives. Il semblerait - vivre et se réjouir, mais seule l'augmentation constante des prix du carburant et des équipements nous oblige à poursuivre la recherche de méthodes de chauffage bon marché. Et en même temps, une source inépuisable d'énergie - l'hydrogène, se trouve littéralement sous nos pieds. Et aujourd'hui, nous allons parler de la façon d'utiliser l'eau ordinaire comme carburant en assemblant un générateur d'hydrogène de nos propres mains.

Le dispositif et le principe de fonctionnement du générateur d'hydrogène

Le générateur d'hydrogène d'usine est une unité impressionnante

L'utilisation de l'hydrogène comme combustible pour chauffer une maison de campagne est bénéfique non seulement en raison de son pouvoir calorifique élevé, mais également parce qu'aucune substance nocive n'est libérée lors de sa combustion. Comme tout le monde se souvient du cours de chimie de l'école, lorsque deux atomes d'hydrogène sont oxydés (formule chimique H₂ - Hidrogenium) avec un atome d'oxygène, une molécule d'eau se forme. Dans le même temps, trois fois plus de chaleur est dégagée que lors de la combustion du gaz naturel. Nous pouvons dire que l'hydrogène n'est pas égal à d'autres sources d'énergie, car ses réserves sur la Terre sont inépuisables - l'océan mondial des 2/3 se compose de l'élément chimique H₂, et dans tout l'Univers, ce gaz, avec l'hélium, est le principal «matériau de construction». Voici un seul problème - pour obtenir du H pur₂ il est nécessaire de diviser l'eau en ses parties constituantes, et ce n'est pas facile. Depuis de nombreuses années, les scientifiques recherchent un moyen d'extraire l'hydrogène et optent pour l'électrolyse.

Le schéma de l'électrolyseur de laboratoire

Cette méthode de production de gaz volatil consiste à placer deux plaques métalliques connectées à une source haute tension dans l'eau à une courte distance l'une de l'autre. Lorsque l'alimentation est appliquée, le potentiel électrique élevé brise littéralement la molécule d'eau en ses constituants, libérant deux atomes d'hydrogène (HH) et un atome d'oxygène (O).Le gaz dégagé a été nommé d'après le physicien J. Brown. Sa formule est HHO et son pouvoir calorifique est de 121 MJ / kg. Le gaz brun brûle avec une flamme nue et ne forme aucune substance nocive. Le principal avantage de cette substance est qu'une chaudière ordinaire fonctionnant au propane ou au méthane convient à son utilisation. Nous notons seulement que l'hydrogène en combinaison avec l'oxygène forme un mélange explosif, par conséquent, des précautions supplémentaires seront nécessaires.

Configuration de l'usine de gaz brun

Le générateur, conçu pour produire du gaz brun en grande quantité, contient plusieurs cellules, chacune contenant plusieurs paires de plaques d'électrodes. Ils sont installés dans un récipient scellé, qui est équipé d'un tuyau de sortie pour le gaz, de bornes pour connecter l'alimentation et d'un col pour remplir l'eau. De plus, l'installation est équipée d'une soupape de sécurité et d'un volet d'eau. Grâce à eux, la possibilité d'une propagation inverse de la flamme est éliminée. L'hydrogène ne brûle qu'à la sortie du brûleur et ne s'enflamme pas dans toutes les directions. Une augmentation multiple de la surface utile de l'installation permet l'extraction de substances combustibles en quantités suffisantes pour divers usages, y compris le chauffage de locaux résidentiels. Il suffit de le faire en utilisant un électrolyseur traditionnel ne sera pas rentable. En termes simples, si l'électricité dépensée pour la production d'hydrogène est directement utilisée pour chauffer une maison, elle sera beaucoup plus rentable que de chauffer une chaudière à l'hydrogène.

Cellule d'hydrogène Stanley Meyer

Le scientifique américain Stanley Meyer a trouvé le moyen de sortir de cette situation. Son installation n'utilisait pas de potentiel électrique puissant, mais des courants d'une certaine fréquence. L'invention du grand physicien consistait dans le fait qu'une molécule d'eau se balançait au rythme des impulsions électriques changeantes et entrait en résonance, qui atteignait une force suffisante pour la diviser en atomes constitutifs. Pour un tel effet, des courants des dizaines de fois plus faibles étaient nécessaires qu'avec une machine d'électrolyse conventionnelle.

Vidéo: Pile à combustible Stanley Meyer

Pour son invention, qui pourrait libérer l'humanité de l'esclavage des magnats du pétrole, Stanley Meyer a été tué, et le travail de ses nombreuses années de recherche a disparu au milieu de nulle part. Néanmoins, des notes individuelles du scientifique ont été conservées, sur la base desquelles les inventeurs de nombreux pays du monde tentent de construire de telles installations. Et je dois dire, non sans succès.

Avantages du gaz brun comme source d'énergie

• L'eau à partir de laquelle le HHO est obtenu est l'une des substances les plus courantes sur notre planète.
• Lorsque ce type de carburant est brûlé, de la vapeur d'eau se forme, qui peut être condensée en liquide et réutilisée comme matière première.
• Au cours de la combustion de gaz explosifs, aucun sous-produit n'est formé autre que l'eau. On peut dire qu'il n'y a pas de carburant plus respectueux de l'environnement que le gaz brun.
• Pendant le fonctionnement d'un système de chauffage à l'hydrogène, la vapeur d'eau est libérée en quantité suffisante pour maintenir l'humidité de la pièce à un niveau confortable.

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Champ d'application

Aujourd'hui, l'électrolyseur est le même appareil familier que le générateur d'acétylène ou le plasma cutter. Au départ, les générateurs d'hydrogène étaient utilisés par les soudeurs, car transporter une installation ne pesant que quelques kilogrammes était beaucoup plus facile que de déplacer d'énormes bouteilles d'oxygène et d'acétylène. Dans le même temps, la haute intensité énergétique des unités n'était pas critique - tout était déterminé par la commodité et la praticité. Ces dernières années, l'utilisation du gaz brun est allée au-delà des concepts habituels d'hydrogène comme carburant pour les machines de soudage au gaz.À l'avenir, les possibilités de la technologie sont très larges, car l'utilisation de HHO présente de nombreux avantages.

• Réduction de la consommation de carburant dans les véhicules. Les générateurs d'hydrogène automobiles existants permettent l'utilisation de HHO comme additif à l'essence, au diesel ou au gaz traditionnels. En raison d'une combustion plus complète du mélange de carburant, une réduction de 20 à 25% de la consommation d'hydrocarbures peut être obtenue.
• Économie de carburant dans les centrales thermiques utilisant du gaz, du charbon ou du mazout.
• Réduire la toxicité et augmenter l'efficacité des anciennes chaufferies.
• Réduction multiple du coût de chauffage des bâtiments résidentiels en raison du remplacement total ou partiel des combustibles traditionnels par du gaz brun.
• L'utilisation d'installations portables pour produire de l'HHO pour les besoins domestiques - cuisine, obtention d'eau chaude, etc.
• Développement de centrales électriques fondamentalement nouvelles, puissantes et respectueuses de l'environnement.

Un générateur d'hydrogène construit à l'aide de la «technologie des piles à combustible à eau» de S. Meyer (qui était le nom de son traité) peut être acheté - de nombreuses entreprises aux États-Unis, en Chine, en Bulgarie et dans d'autres pays les fabriquent. Nous proposons de fabriquer nous-mêmes un générateur d'hydrogène.

Vidéo: comment bien organiser le chauffage à l'hydrogène

Ce qui est nécessaire pour fabriquer une pile à combustible à la maison

En commençant à fabriquer une pile à combustible à hydrogène, il est nécessaire d'étudier la théorie du processus de formation de gaz explosif. Cela permettra de comprendre ce qui se passe dans le générateur, aidera à la configuration et au fonctionnement de l'équipement. De plus, vous devrez vous approvisionner en matériel nécessaire, dont la plupart seront faciles à trouver dans le réseau de distribution. En ce qui concerne les dessins et les instructions, nous essaierons de divulguer ces problèmes dans leur intégralité.

Conception d'un générateur d'hydrogène: schémas et dessins

Une installation artisanale de production de gaz brun se compose d'un réacteur avec des électrodes installées, d'un générateur PWM pour leur alimentation, d'un volet d'eau et de fils et tuyaux de raccordement. Actuellement, il existe plusieurs circuits d'électrolyseurs qui utilisent des plaques ou des tubes comme électrodes. En outre, sur le Web, vous pouvez trouver l'installation de l'électrolyse dite sèche. Contrairement à la conception traditionnelle, dans un tel appareil, aucune plaque n'est installée dans un récipient contenant de l'eau, mais du liquide est introduit dans l'espace entre les électrodes plates. Le rejet du schéma traditionnel peut réduire considérablement la taille de la pile à combustible.

Dans le travail, vous pouvez utiliser des dessins et des schémas d'électrolyseurs de travail, qui peuvent être adaptés à vos propres conditions.

Le choix des matériaux pour la construction d'un générateur d'hydrogène

Pour la fabrication d'une pile à combustible, pratiquement aucun matériau spécifique n'est requis. Les seules difficultés qui peuvent survenir sont les électrodes. Donc, ce qui doit être préparé avant de commencer le travail.

1. Si votre conception est un générateur de type «humide», vous aurez besoin d'un réservoir d'eau scellé, qui servira également de cuve de réacteur. Vous pouvez prendre n'importe quel récipient approprié, l'exigence principale est une résistance suffisante et une étanchéité aux gaz. Bien sûr, lorsque vous utilisez des plaques métalliques comme électrodes, il est préférable d'utiliser un design rectangulaire, par exemple, un boîtier soigneusement scellé à partir d'une batterie de voiture à l'ancienne (noire). Si, cependant, des tubes sont utilisés pour produire du HHO, un récipient spacieux d'un filtre domestique pour la purification de l'eau convient également.La meilleure option serait de fabriquer un boîtier de générateur en acier inoxydable, par exemple de qualité SSL 304.
   

   Ensemble d'électrode pour un générateur d'hydrogène de type humide

   Lors du choix d'une pile à combustible «sèche», vous avez besoin d'une feuille de plexiglas ou autre plastique transparent jusqu'à 10 mm d'épaisseur et de joints toriques en silicone technique.

2. Tubes ou plaques en acier inoxydable. Bien sûr, vous pouvez prendre le métal "noir" habituel, cependant, pendant le fonctionnement de l'électrolyseur, le simple fer au carbone se corrode rapidement et les électrodes devront souvent être changées. L'utilisation de métal à haute teneur en carbone allié au chrome permettra au générateur de fonctionner pendant longtemps. Artisans impliqués dans la fabrication de piles à combustible, engagés depuis longtemps dans la sélection des matériaux pour les électrodes et installés sur de l'acier inoxydable de qualité 316 L. Par ailleurs, si des tubes de cet alliage sont utilisés dans la conception, leur diamètre doit être sélectionné de sorte que lors de l'installation d'une pièce dans l'autre entre eux, il y avait un espace ne dépassant pas 1 mm. Pour les perfectionnistes, donnez les dimensions exactes:
   - le diamètre du tube extérieur est de 25,317 mm;
   - le diamètre du tube intérieur dépend de l'épaisseur de l'extérieur. Dans tous les cas, il doit prévoir un espace entre ces éléments égal à 0,67 mm.
   

   La performance des pièces du générateur d'hydrogène dépend de la précision avec laquelle ses paramètres sont déterminés

3. Générateur PWM. Un circuit électrique correctement assemblé vous permettra d'ajuster la fréquence du courant dans les limites nécessaires, ce qui est directement lié à l'apparition de phénomènes de résonance. En d'autres termes, pour démarrer l'évolution de l'hydrogène, il sera nécessaire de sélectionner les paramètres de la tension d'alimentation, une attention particulière est donc portée à l'assemblage du générateur PWM. Si vous connaissez le fer à souder et pouvez distinguer le transistor de la diode, la partie électrique peut être réalisée indépendamment. Sinon, vous pouvez contacter un ingénieur en électronique connu ou commander la fabrication d'une alimentation à découpage dans un atelier de réparation d'appareils électroniques.
   

   L'alimentation à découpage, conçue pour se connecter à la pile à combustible, peut être achetée en ligne. De petites entreprises privées dans notre pays et à l'étranger sont engagées dans leur fabrication.

4. Fils électriques à connecter. Il y aura suffisamment de conducteurs avec une section transversale de 2 mètres carrés. mm
5. Bubbler. Ce nom bizarre d'artisans a appelé le volet d'eau le plus courant. Vous pouvez utiliser n'importe quel récipient scellé pour cela. Idéalement, il devrait être équipé d'un couvercle hermétique qui, lorsqu'un gaz s'enflamme à l'intérieur, sera instantanément arraché. De plus, il est recommandé d'installer une coupure entre l'électrolyseur et le bulleur, ce qui empêchera le retour de HHO dans la cellule.
   

   Conception de barboteur

6. Tuyaux et raccords. Pour connecter le générateur HHO, vous avez besoin d'un tube en plastique transparent, d'un raccord d'entrée et de sortie et de pinces.
7. Écrous, boulons et goujons. Ils seront nécessaires pour attacher les parties de la cellule les unes aux autres.
8. Catalyseur de réaction. Pour que le processus de formation de HHO se déroule plus intensément, de l'hydroxyde de potassium KOH est ajouté au réacteur. Cette substance peut être achetée sans problème sur le Web. Pour la première fois, pas plus de 1 kg de poudre sera suffisant.
9. Silicone de voiture ou autre scellant.

Notez que les tubes polis ne sont pas recommandés. Au contraire, les experts recommandent de poncer les pièces pour obtenir un fini mat. À l'avenir, cela augmentera la productivité de l'installation.

Outils qui seront nécessaires dans le processus

Avant de procéder à la construction de la pile à combustible, préparez les outils suivants:

• scie à métaux pour le métal;
• percer avec un ensemble de forets;
• jeu de clés;
• tournevis plats et à fente;
• meuleuse d'angle ("meuleuse") avec un cercle défini pour couper le métal;
• multimètre et débitmètre;
• règle;
• marqueur.

De plus, si vous êtes engagé indépendamment dans la construction d'un générateur PWM, alors pour le configurer, vous aurez besoin d'un oscilloscope et d'un fréquencemètre. Dans le cadre de cet article, nous ne poserons pas ce problème, car la fabrication et la configuration d'une alimentation à découpage sont mieux envisagées par les spécialistes des forums concernés.

Faites attention à l'article, qui répertorie les autres sources d'énergie pouvant être utilisées pour équiper le chauffage domestique:https://aquatech.tomathouse.com/fr/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Instruction: comment fabriquer soi-même un générateur d'hydrogène

Pour la fabrication d'une pile à combustible, nous utilisons le circuit d'électrolyse «sec» le plus avancé utilisant des électrodes sous forme de plaques en acier inoxydable. Les instructions ci-dessous illustrent le processus de création d'un générateur d'hydrogène de "A" à "Z", il est donc préférable de suivre la séquence d'actions.

Le schéma du type pile à combustible "à sec"

1. Fabrication du boîtier de pile à combustible. Comme les parois latérales du cadre sont des plaques de panneaux durs ou de plexiglas, découpées à la taille du futur générateur. Il faut comprendre que la taille de l'appareil affecte directement ses performances, cependant, le coût d'obtention de HHO sera plus élevé. Pour la fabrication d'une pile à combustible, les dimensions optimales de l'appareil sont de 150x150 mm à 250x250 mm.
2. Dans chacune des plaques, un trou est percé sous le raccord d'entrée (sortie) pour l'eau. De plus, vous devrez percer la paroi latérale pour la sortie de gaz et quatre trous dans les coins pour connecter les éléments du réacteur les uns aux autres.
   

   Fabrication de parois latérales

3. À l'aide d'une meuleuse d'angle, les plaques d'électrode sont découpées dans une feuille d'acier inoxydable 316L. Leurs dimensions doivent être inférieures aux dimensions des parois latérales de 10 à 20 mm. De plus, en faisant chaque détail, il est nécessaire de laisser une petite zone de contact dans l'un des coins. Cela sera nécessaire pour connecter les électrodes négatives et positives en groupes avant de les connecter à la tension d'alimentation.
4. Afin d'obtenir une quantité suffisante de HHO, l'acier inoxydable doit être traité avec du papier de verre fin des deux côtés.
5. Deux trous sont percés dans chacune des plaques: une perceuse d'un diamètre de 6 à 7 mm - pour fournir de l'eau dans l'espace entre les électrodes et une épaisseur de 8 à 10 mm - pour évacuer le gaz brun. Les points de forage sont calculés en tenant compte des emplacements d'installation des tuyaux d'entrée et de sortie respectifs.
   

   Voici un ensemble de pièces que vous devez préparer avant d'assembler la pile à combustible

6. Commencez l'assemblage du générateur. Pour ce faire, des raccords d'alimentation en eau et d'extraction de gaz sont installés dans les parois en panneaux durs. Les endroits de leurs connexions sont soigneusement scellés avec du mastic pour automobile ou de plomberie.
7. Après cela, des goujons sont installés dans l'une des parties du boîtier transparent, après quoi des électrodes sont posées.
   

   La pose des électrodes commence par une bague d'étanchéité

   Attention: le plan des électrodes de la plaque doit être plat, sinon les éléments avec des charges différentes se toucheront, provoquant un court-circuit!

8. Les plaques en acier inoxydable sont séparées des surfaces latérales du réacteur à l'aide de joints toriques, qui peuvent être en silicone, en paronite ou en un autre matériau. Il est seulement important que son épaisseur ne dépasse pas 1 mm. Les mêmes pièces sont utilisées comme entretoises entre les plaques. Pendant la pose, assurez-vous que les plots de contact des électrodes négative et positive sont regroupés sur les différents côtés du générateur.
   

   Lors de l'assemblage des plaques, il est important d'orienter correctement la sortie

9. Après avoir posé la dernière plaque, une bague d'étanchéité est installée, après quoi le générateur est fermé avec une deuxième paroi en panneau dur, et la structure elle-même est fixée avec des rondelles et des écrous. Lors de ce travail, veillez à contrôler l'uniformité du serrage et l'absence de distorsions entre les plaques.
   

   Lors du serrage final, le parallélisme des parois latérales doit être contrôlé. Cela évitera les distorsions.

10. À l'aide de tuyaux en polyéthylène, le générateur est connecté à un réservoir d'eau et un barboteur.
11. Les plots de contact des électrodes sont interconnectés de quelque manière que ce soit, après quoi les fils d'alimentation leur sont connectés.
    

    En collectant plusieurs piles à combustible et en les allumant en parallèle, vous pouvez obtenir suffisamment de gaz brun

12. La tension de la pile à combustible est fournie par le générateur PWM, après quoi l'appareil est réglé et réglé pour la sortie maximale de gaz HHO.

Pour obtenir du gaz brun en quantité suffisante pour le chauffage ou la cuisson, installez plusieurs générateurs d'hydrogène fonctionnant en parallèle.

Vidéo: assemblage de l'appareil

Vidéo: La construction du type "sec"

Moments d'utilisation individuels

Tout d'abord, je voudrais noter que la méthode traditionnelle de combustion du gaz naturel ou du propane dans notre cas ne convient pas, car la température de combustion du HHO dépasse de plus de trois fois celle des hydrocarbures. Comme vous le comprenez vous-même, l'acier de construction ne résistera pas longtemps à cette température. Stanley Meyer lui-même a recommandé d'utiliser un brûleur de conception inhabituelle, dont nous donnons le schéma ci-dessous.

Schéma d'un brûleur à hydrogène conçu par S. Meyer

L'astuce de ce dispositif est que le HHO (indiqué par 72 sur le diagramme) passe dans la chambre de combustion par la vanne 35. Le mélange d'hydrogène brûlant monte par le canal 63 et effectue en même temps le processus d'éjection, entraînant l'air extérieur à travers les trous réglables 13 et 70. Sous le cap 40, une certaine quantité de produits de combustion (vapeur d'eau) est retenue, qui pénètre dans la colonne de combustion par le canal 45 et se mélange avec le gaz brûlant. Cela vous permet de réduire la température de combustion de plusieurs fois.

Le deuxième point sur lequel je voudrais attirer votre attention est le liquide qui doit être versé dans l'installation. Il est préférable d'utiliser de l'eau préparée qui ne contient pas de sels de métaux lourds. L'option idéale est le distillat, qui peut être acheté dans n'importe quel magasin de voiture ou pharmacie. Pour le bon fonctionnement de l'électrolyseur, de l'hydroxyde de potassium KOH est ajouté à l'eau, à raison d'environ une cuillère à soupe de poudre par seau d'eau.

Pendant le fonctionnement de l'installation, il est important de ne pas surchauffer le générateur. Lorsque la température s'élève à 65 degrés Celsius ou plus, les électrodes de l'appareil seront contaminées par des sous-produits de la réaction, à cause de quoi la productivité de l'électrolyseur diminuera. Si cela se produit toujours, la cellule à hydrogène devra être démontée et la plaque retirée à l'aide de papier de verre.

Et le troisième, sur lequel nous mettons un accent particulier, est la sécurité. N'oubliez pas qu'un mélange d'hydrogène et d'oxygène n'est pas accidentellement appelé explosif. L'HHO est un composé chimique dangereux qui, s'il n'est pas manipulé correctement, peut provoquer une explosion. Respectez les règles de sécurité et soyez particulièrement prudent lorsque vous expérimentez avec l'hydrogène. Ce n'est que dans ce cas que la "brique" dont se compose notre Univers apportera chaleur et confort à votre intérieur.

Les règles de sécurité doivent être respectées non seulement lors de l'installation d'un générateur d'hydrogène. Lors de l'assemblage et du fonctionnement du bioréacteur, il faut également être extrêmement prudent, car le biogaz est explosif. En savoir plus sur ce type d'installation dans l'article suivant:https://aquatech.tomathouse.com/fr/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html.

Nous espérons que l'article est devenu une source d'inspiration pour vous, et que vous, retroussant vos manches, commencez à fabriquer une pile à combustible à hydrogène. Bien sûr, tous nos calculs ne sont pas la vérité ultime, cependant, ils peuvent être utilisés pour créer un modèle fonctionnel d'un générateur d'hydrogène. Si vous souhaitez passer complètement à ce type de chauffage, la question devra être étudiée plus en détail.Peut-être que votre installation deviendra la pierre angulaire grâce à laquelle la redistribution des marchés de l'énergie prendra fin, et une chaleur bon marché et respectueuse de l'environnement pénètrera dans chaque maison.