غلاية الهيدروجين هي بديل ممتاز للغاز الطبيعي والوقود الصلب

ما هو المحلل الكهربائي وخصائصه وتطبيقه

هذا هو اسم جهاز للعملية الكهروكيميائية التي تحمل نفس الاسم ، والتي تتطلب مصدر طاقة خارجي. من الناحية الهيكلية ، هذا الجهاز عبارة عن حمام مملوء بالكهرباء ، حيث يتم وضع قطبين أو أكثر.

السمة الرئيسية لهذه الأجهزة هي الأداء ، وغالبًا ما يشار إلى هذه المعلمة باسم النموذج ، على سبيل المثال ، في محطات التحليل الكهربائي الثابتة SEU-10 ، SEU-20 ، SEU-40 ، MBE-125 (المحلل الكهربائي للكتلة الغشائية) ، إلخ. . في هذه الحالات ، تشير الأرقام إلى إنتاج الهيدروجين (م 3 / ساعة).

مصنع التحليل الكهربائي الثابت الصناعي ينتج 40 م 3 من الهيدروجين في الساعة (SEU-40)

بالنسبة للخصائص المتبقية ، فهي تعتمد على نوع الجهاز المحدد ونطاق التطبيق ، على سبيل المثال ، عند إجراء التحليل الكهربائي للماء ، تؤثر المعلمات التالية على كفاءة التركيب:

1. يجب أن يكون مستوى الجهد (الحد الأدنى من جهد القطب) من 1.8 إلى 2 فولت ، وقيمة أصغر "لن تبدأ" العملية ، بينما تؤدي القيمة الأكبر إلى استهلاك مفرط للطاقة لتسخين الإلكتروليت. إذا تم استخدام مصدر طاقة كمصدر ، على سبيل المثال ، عند 14 فولت ، فمن المنطقي تقسيم سعة الحمام باستخدام الألواح إلى 7 خلايا ، وفقًا للشكل 2. الشكل 2. موقع الألواح في حمام المُحَلِّل الكهربائي

وبالتالي ، من خلال تطبيق 14 فولت على المخرجات ، سنحصل على 2 فولت على كل خلية ، بينما سيكون للألواح الموجودة على كل جانب إمكانات مختلفة. المحلل الكهربائي الذي يستخدم نظام توصيل لوح مشابه يسمى المحلل الكهربائي الجاف.

1. المسافة بين الألواح (بين الكاثود وفضاء الأنود) ، كلما كانت أصغر ، ستكون المقاومة أقل ، وبالتالي ، سوف يمر المزيد من التيار عبر محلول الإلكتروليت ، مما سيؤدي إلى زيادة إنتاج الغاز.
2. أبعاد الصفيحة (أي مساحة الأقطاب الكهربائية) تتناسب طرديًا مع التيار المتدفق عبر الإلكتروليت ، مما يعني أنها تؤثر أيضًا على الأداء.
3. تركيز المنحل بالكهرباء وتوازنه الحراري.
4. خصائص المادة المستخدمة في صناعة الأقطاب الكهربائية (الذهب مادة مثالية ، ولكنه باهظ الثمن ، لذلك يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في الدوائر محلية الصنع).
5. استخدام محفزات العملية ، إلخ.

كما ذكرنا سابقًا ، يمكن استخدام نباتات من هذا النوع كمولد هيدروجين لإنتاج الكلور أو الألمنيوم أو مواد أخرى. يتم استخدامها أيضًا كأجهزة يتم من خلالها تنقية المياه وتطهيرها (UPEV ، VGE) ، بالإضافة إلى إجراء تحليل مقارن لجودتها (Tesp 001).

أ) تركيب التحليل الكهربائي المباشر للمياه (UPEV) ؛ ب) Tesp 001 محلل جودة المياه

نحن مهتمون في المقام الأول بالأجهزة التي تنتج غاز براون (الهيدروجين والأكسجين) ، حيث أن هذا المزيج لديه كل احتمالات استخدامه كناقل بديل للطاقة أو مضاف للوقود. سننظر فيها بعد قليل ، ولكن الآن دعنا ننتقل إلى تصميم ومبدأ تشغيل أبسط محلل كهربي يقسم الماء إلى هيدروجين وأكسجين.

نقاط استخدام مختارة

بادئ ذي بدء ، أود أن أشير إلى أن الطريقة التقليدية لحرق الغاز الطبيعي أو البروبان ليست مناسبة في حالتنا ، لأن درجة حرارة احتراق HHO تتجاوز درجة حرارة الهيدروكربونات بأكثر من ثلاث مرات. كما تفهم ، فإن الفولاذ الهيكلي لن يتحمل درجة الحرارة هذه لفترة طويلة. أوصى ستانلي ماير بنفسه باستخدام موقد بتصميم غير عادي ، نعرضه أدناه.

مخطط موقد الهيدروجين صممه S.Meyer

تكمن الحيلة الكاملة لهذا الجهاز في حقيقة أن HHO (المشار إليه بالرقم 72 في الرسم التخطيطي) يمر إلى غرفة الاحتراق من خلال الصمام 35.يرتفع خليط الهيدروجين المحترق عبر القناة 63 وينفذ في نفس الوقت عملية الطرد ، يجر على طول الهواء الخارجي من خلال فتحات قابلة للتعديل 13 و 70. يتم الاحتفاظ بكمية معينة من نواتج الاحتراق (بخار الماء) تحت الغطاء 40 ، الذي يدخل عمود الاحتراق من خلال القناة 45 ويختلط مع الغاز المحترق. هذا يسمح لك بتقليل درجة حرارة الاحتراق عدة مرات.

النقطة الثانية التي أود أن ألفت انتباهكم إليها هي السائل الذي ينبغي سكبه في التثبيت. من الأفضل استخدام المياه المحضرة التي لا تحتوي على أملاح المعادن الثقيلة.

الخيار المثالي هو نواتج التقطير ، والتي يمكن شراؤها من أي متجر سيارات أو صيدلية. من أجل التشغيل الناجح للمحلل الكهربائي ، يضاف هيدروكسيد البوتاسيوم KOH إلى الماء ، بمعدل حوالي ملعقة واحدة من المسحوق لكل دلو من الماء.

والشيء الثالث الذي نركز عليه بشكل خاص هو السلامة. تذكر أن خليط الهيدروجين والأكسجين لا يسمى بالصدفة متفجر. HHO هو مركب كيميائي خطير ، إذا تم التعامل معه بإهمال ، يمكن أن يتسبب في انفجار. اتبع قواعد السلامة وكن حذرًا بشكل خاص عند تجربة الهيدروجين. فقط في هذه الحالة فإن "الطوب" الذي يتكون منه كوننا سوف يجلب الدفء والراحة لمنزلك.

نأمل أن تصبح المقالة مصدر إلهام لك ، وبعد أن تشمر عن سواعدك ، تبدأ في تصنيع خلية وقود الهيدروجين. بالطبع ، جميع حساباتنا ليست الحقيقة المطلقة ، ومع ذلك ، يمكن استخدامها لإنشاء نموذج عمل لمولد الهيدروجين. إذا كنت تريد التبديل تمامًا إلى هذا النوع من التدفئة ، فسيتعين دراسة المشكلة بمزيد من التفصيل. ربما يكون التثبيت الخاص بك هو حجر الزاوية ، وبفضل ذلك ستنتهي إعادة توزيع أسواق الطاقة ، وستدخل الحرارة الرخيصة والصديقة للبيئة إلى كل منزل.

بناء موقد الهيدروجين

لنبدأ في إنشاء موقد ماء. تقليديا ، سنبدأ بإعداد الأدوات والمواد اللازمة.

ما هو المطلوب في العمل

1. صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ.
2. فحص الصمام.
3. اثنين من البراغي 6x150 ، المكسرات والغسالات لهم.
4. مرشح التدفق (من الغسالة).
5. أنبوب شفاف. يعد مستوى الماء مثاليًا لهذا الغرض - في متاجر مواد البناء ، يباع بسعر 350 روبل لكل 10 أمتار.
6. وعاء بلاستيك محكم الغلق لحفظ الطعام بسعة 1.5 لتر. التكلفة التقريبية 150 روبل.
7. تركيبات متعرجة بقطر 8 مم (هذه رائعة للخرطوم).
8. البلغارية لنشر المعادن.

الآن دعنا نتعرف على نوع الفولاذ المقاوم للصدأ الذي تحتاج إلى استخدامه. من الناحية المثالية ، يجب أخذ الفولاذ 03X16H1 لهذا الغرض. لكن شراء لوح كامل من "الفولاذ المقاوم للصدأ" يكون أحيانًا مكلفًا للغاية ، لأن المنتج الذي يبلغ سمكه 2 مم يكلف أكثر من 5500 روبل ، وإلى جانب ذلك ، يجب إحضاره بطريقة ما. لذلك ، إذا كانت قطعة صغيرة من هذا الصلب ملقاة في مكان ما (0.5 × 0.5 متر كافية) ، فيمكنك التعامل معها.

غلاف بطارية النيكل والهيدروجين

سوف نستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ ، لأن الفولاذ العادي ، كما تعلم ، يبدأ في الصدأ في الماء. علاوة على ذلك ، في تصميمنا ، نعتزم استخدام القلويات بدلاً من الماء ، أي أن البيئة أكثر من عدوانية ، ولن يدوم الفولاذ العادي طويلاً تحت تأثير التيار الكهربائي.

تعليمات التصنيع

المرحلة الأولى. أولًا ، خذ لوحًا من الفولاذ وضعه على سطح مستوٍ. من ورقة الأبعاد المذكورة أعلاه (0.5x0.5 م) ، يجب الحصول على 16 مستطيلاً لموقد الهيدروجين المستقبلي ، وقمنا بقصها بمطحنة.

المرحلة الثانية. نحفر ثقوبًا للمسمار على الجانب الخلفي للوحات. إذا خططنا لصنع محلل كهربي "جاف" ، فإننا نحفر ثقوبًا من الأسفل ، لكن في هذه الحالة ليس هذا ضروريًا. الحقيقة هي أن التصميم "الجاف" أكثر تعقيدًا ، ولن يتم استخدام المنطقة المفيدة للألواح الموجودة فيه بنسبة 100٪.سنصنع محللًا كهربيًا "رطبًا" - سيتم غمر الألواح تمامًا في المنحل بالكهرباء ، وستشارك منطقتهم بالكامل في التفاعل.

المرحلة الثالثة. يعتمد مبدأ تشغيل الموقد الموصوف على ما يلي: إن التيار الكهربائي ، الذي يمر عبر الصفائح المغمورة في الإلكتروليت ، سوف يتسبب في تحلل الماء (يجب أن يكون جزءًا من الإلكتروليت) إلى أكسجين (O) وهيدروجين ( ح). لذلك ، يجب أن يكون لدينا لوحان في نفس الوقت - الكاثود والأنود.

مع زيادة مساحة هذه الصفائح ، يزداد حجم الغاز ، لذلك في هذه الحالة نستخدم ثماني قطع لكل كاثود وأنود ، على التوالي.

يتكون كل جزيء ماء من ذرتين هيدروجين وذرة واحدة

المرحلة الرابعة. بعد ذلك ، يتعين علينا تثبيت الألواح في حاوية بلاستيكية بحيث تتناوب: زائد ، ناقص ، زائد ، ناقص ، إلخ. لعزل الألواح ، نستخدم قطعًا من أنبوب شفاف (اشتريناه حتى 10 أمتار ، لذلك يوجد عرض).

نقطع حلقات صغيرة من الأنبوب ونقطعها ونحصل على شرائح بسماكة 1 مم. هذه هي المسافة المثالية لتوليد الهيدروجين في الهيكل بكفاءة.

المرحلة الخامسة. نربط الألواح ببعضها البعض باستخدام الغسالات. نقوم بذلك على النحو التالي: نضع الغسالة على الترباس ، ثم لوحة ، وبعدها ثلاث حلقات ، لوحة أخرى ، مرة أخرى ثلاث حلقات ، إلخ. نعلق ثماني قطع على الكاثود ، ثماني قطع على الأنود.

بعد ذلك ، شد الصواميل وعزل الألواح بشرائط مقطوعة مسبقًا.

المرحلة السادسة. ننظر بالضبط إلى مكان وجود البراغي في الحاوية ، ونحفر ثقوبًا في ذلك المكان. إذا لم يتم وضع البراغي فجأة في الحاوية ، فإننا نقطعها إلى الطول المطلوب. ثم نقوم بإدخال البراغي في الثقوب ، ونضع الغسالات عليها ونثبتها بالصواميل - من أجل إحكام أفضل.

بعد ذلك ، نقوم بعمل ثقب في غطاء التركيب ، ونقوم بربط الوصلة نفسها (يفضل تلطيخ الوصلة باستخدام مانع التسرب السيليكوني). ننفخ في التركيب للتحقق من إحكام الغطاء. إذا كان الهواء لا يزال يخرج من تحته ، فإننا نغطي هذا الاتصال أيضًا بمادة مانعة للتسرب.

المرحلة السابعة. في نهاية التجميع ، نقوم باختبار المولد النهائي. للقيام بذلك ، قم بتوصيل أي مصدر به ، واملأ الحاوية بالماء وأغلق الغطاء. بعد ذلك ، نضع خرطومًا على التركيب ، وننزله في وعاء من الماء (لرؤية فقاعات الهواء). إذا لم يكن المصدر قويًا بدرجة كافية ، فلن يكونوا في الخزان ، لكنهم سيظهرون بالتأكيد في المحلل الكهربائي.

بعد ذلك ، نحتاج إلى زيادة شدة خرج الغاز عن طريق زيادة الجهد في المنحل بالكهرباء. وتجدر الإشارة هنا إلى أن الماء في صورته النقية ليس موصلًا - فالتيار يمر عبره بسبب الشوائب والأملاح الموجودة فيه. سنخفف القليل من القلويات في الماء (على سبيل المثال ، هيدروكسيد الصوديوم رائع - يباع في المتاجر كعامل تنظيف مول).

بعض النصائح الجيدة

بعد ذلك ، دعنا نتحدث عن المكونات الأخرى لموقد الهيدروجين - مرشح الغسالة والصمام. كلاهما للحماية. لن يسمح الصمام للهيدروجين المشتعل بالاختراق مرة أخرى في الهيكل ويفجر الغاز المتراكم تحت غطاء المحلل الكهربائي (حتى لو كان هناك القليل منه). إذا لم نركب الصمام ، فسوف تتلف الحاوية وسوف يتسرب القلوي.

سيكون المرشح مطلوبًا لتصنيع مانع تسرب المياه ، والذي سيلعب دور الحاجز الذي يمنع الانفجار. يطلق الحرفيون ، الذين هم على دراية بتصميم موقد الهيدروجين محلي الصنع ، هذا المصراع "المصراع". في الواقع ، إنه بشكل أساسي يخلق فقاعات هواء في الماء فقط. بالنسبة للموقد نفسه ، نستخدم نفس الخرطوم الشفاف. كل شيء ، موقد الهيدروجين جاهز!

يبقى فقط توصيله بمدخل نظام "الأرضية الدافئة" ، وختم الاتصال وبدء التشغيل المباشر.

كيف يعمل تسخين الهيدروجين

تم تطوير طريقة التسخين هذه بواسطة إحدى الشركات الإيطالية.تعمل غلاية الهيدروجين دون توليد أي نفايات ضارة ، ولهذا تعتبر الطريقة الأكثر صداقة للبيئة والصمت لتدفئة المنزل. ابتكار التطور هو أن العلماء تمكنوا من تحقيق احتراق الهيدروجين عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا (حوالي 300 درجة مئوية) ، مما جعل من الممكن تصنيع مثل هذه الغلايات الحرارية من المواد التقليدية.

خلايا وقود الهيدروجين للمنزل

أثناء التشغيل ، يصدر المرجل بخارًا غير ضار فقط ، والشيء الوحيد الذي يتطلب تكلفة هو الكهرباء. وإذا جمعت هذا مع الألواح الشمسية (النظام الشمسي) ، فيمكن خفض هذه التكاليف تمامًا إلى الصفر.

كيف يحدث كل شيء؟ يتفاعل الأكسجين مع الهيدروجين ، وكما نتذكر من دروس الكيمياء في المدرسة الإعدادية ، فإنه يشكل جزيئات الماء. يتم تحفيز التفاعل بواسطة المحفزات ، ونتيجة لذلك ، يتم إطلاق الطاقة الحرارية ، مما يؤدي إلى تسخين الماء إلى حوالي 40 درجة مئوية - درجة الحرارة المثالية "للأرضية الدافئة".

يتيح لك ضبط قوة المرجل تحقيق مؤشر درجة حرارة معين ضروري لتدفئة غرفة بمنطقة معينة. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن هذه الغلايات تعتبر معيارية ، لأنها تتكون من عدة قنوات مستقلة. يوجد في كل قناة محفز مذكور أعلاه ، ونتيجة لذلك ، يدخل المبرد المبادل الحراري ، والذي وصل بالفعل إلى المؤشر المطلوب 40 درجة مئوية.

ختم المياه والصمامات

انتبه إلى الشكل رقم 1 - هناك حاويتان (حددتهما A و B) ، حسنًا ، إبرة من حقنة يمكن التخلص منها (C) ، كل هذا متصل بأنابيب من القطارات. من الضروري سكب الماء في الحاوية الأولى (أ) ، هذا قفل مائي

من الضروري ألا يصل الانفجار إلى المحلل الكهربائي (إذا انفجر ، فسيكون مثل قنبلة تفتيت)

من الضروري سكب الماء في الحاوية الأولى (أ) ، هذا قفل مائي. من الضروري ألا يصل الانفجار إلى المحلل الكهربائي (إذا انفجر ، فسيكون مثل قنبلة تفتيت).

شكل رقم 5 - قفل الماء

يرجى ملاحظة أن هناك موصلين في غطاء مانع التسرب المائي (لقد قمت بتكييف كل هذا من قطارة طبية) ، كلاهما ملتصق بإحكام بالغطاء باستخدام غراء الإيبوكسي. أنبوب واحد طويل ، من خلاله يجب أن يتدفق الهيدروجين من المولد تحت الماء ، قرقرة ، ومن خلال الثقب الثاني يمر عبر الأنبوب إلى المصهر (ب)

الشكل # 6 - الصمامات

في وعاء به فتيل ، يمكنك صب الماء (لمزيد من الموثوقية) والكحول (يزيد بخار الكحول من درجة حرارة اللهب المحترق).

المصهر نفسه مصنوع على النحو التالي: تحتاج إلى عمل ثقب بقطر 15 مم في الغطاء ، وفتحات للبراغي.

شكل رقم 7 - كيف تبدو الثقوب في الغطاء

ستحتاج أيضًا إلى غسالتين سميكتين (إذا لزم الأمر ، تحتاج إلى توسيع القطر الداخلي للغسالة باستخدام ملف دائري) ، وحاشيتان للماء ورقائق شوكولاتة أو بالون عادي.

شكل رقم 8 - رسم تخطيطي للصمام الواقي

يتم تجميعها بكل بساطة ، تحتاج إلى حفر أربعة ثقوب متحدة المحور في غسالات الحديد للغطاء والحشيات. تحتاج أولاً إلى لحام البراغي في الغسالة العلوية ، ويمكن القيام بذلك بسهولة باستخدام مكواة لحام قوية وتدفق نشط.

شكل رقم 9 - غسالة بمساميرشكل رقم 10 - براغي ملحومة في الغسالة

بعد أن تقوم بلحام البراغي ، تحتاج إلى وضع حشية مطاطية على الغسالة ومباشرةً الصمام. لقد استخدمت شريطًا مطاطيًا رقيقًا من بالون متفجر (أكثر ملاءمة من وضع رقائق رقيقة) ، على الرغم من أن الرقاقة تعمل جيدًا أيضًا ، على الأقل عندما اختبرت شعلة الهيدروجين الخاصة بي من أجل الانفجار ، فقد كانت عبارة عن رقائق معدنية في الصمام.

شكل رقم 11 - وضعنا الحشية والمطاط الواقي

ثم نضع الحشية الثانية ويمكنك إدخال الحماية في الفتحات الموجودة في الغطاء.

شكل رقم 12 - صمام منتهيشكل رقم 13 - عناصر الأمن

هناك حاجة إلى الغسالة والصواميل الثانية لإصلاح الحماية بإحكام وثبات عن طريق شد الصواميل (انظر الشكل رقم 6).

افهم بشكل صحيح ولاحظ أنه لا يمكن إهمال قواعد السلامة ، خاصة عند التعامل مع الغازات المتفجرة. ومثل هذا الجهاز البسيط يمكن أن يخلصك من المفاجآت غير السارة. تعمل الحماية وفقًا لمبدأ "حيث تكون رقيقة - تنكسر هناك" ، مع حدوث انفجار يؤدي إلى إخراج طبقة واقية (رقائق أو شريط مطاطي) ، والقوة المتفجرة لا تدخل في المحلل الكهربائي ، بالإضافة إلى ذلك ، هذا أيضًا منعت بواسطة ختم المياه. خذ كلامي من أجل ذلك ، إذا انفجر المحلل الكهربائي ، فلن يبدو ذلك كافيًا لك :) !!!

الشكل رقم 14 - الانفجار

يجب أن يكون مفهوما أن حالة الطوارئ أمر لا مفر منه بالضرورة. الحقيقة هي أن اللهب يحترق عند خروج الفوهة (وهي إبرة جيدة إلى حد ما من حقنة يمكن التخلص منها) فقط لأن ضغط الغاز ينشأ (الضغط متفق عليه).

شكل رقم 15 - فوهة من حقنة على قاعدة

على سبيل المثال ، أنت تعمل مع الموقد الخاص بك والآن تم قطع الضوء ، صدقني! لن يكون لديك وقت للارتداد عن الموقد ، وسيعود اللهب على الفور من خلال الأنبوب وسيصدر انفجار الصمام الواقي (هناك حاجة لتفجيره وليس المحلل الكهربي) - وهذا أمر طبيعي تمامًا عندما يكون الموقد محلي الصنع - كن يقظًا وحذرًا ، وابتعد عن موقد الهيدروجين وارتداء معدات الحماية الشخصية!

أنا شخصياً لست متحمسًا جدًا لموقد الهيدروجين ، وحاولت صنعه فقط لأنني كنت أمتلك بالفعل محللًا كهربائيًا جاهزًا. أولاً ، إنه خطير جدًا ، وثانيًا ، ليس فعالًا جدًا (أنا أتحدث عن موقد الهيدروجين الخاص بي وليس عن الشعلات بشكل عام) لم يكن من الممكن إذابة ما أردت به. وبالتالي ، إذا توصلت إلى فكرة صنع هذا النوع من المواقد ، فاسأل نفسك سؤالًا منطقيًا تمامًا "هل يستحق ذلك" ، نظرًا لأن تجميع المحلل الكهربي من الصفر هو عمل مزعج للغاية ، وتحتاج أيضًا إلى مصدر طاقة قوي يكفي لمطابقة ضغط الهيدروجين وقطر فوهة المخرج. لذلك ، "إذا كان الأمر كذلك فقط" ، فأنا لا أوصيك بفعل ذلك ، ولكن فقط إذا كنت في حاجة إليه حقًا.

شكرا لكم لزيارة موقع bip-mip.com

أنواع المحلل الكهربائي

دعنا نلقي نظرة سريعة على ميزات التصميم للأنواع الرئيسية لأجهزة تقسيم المياه.

جاف

تم عرض تصميم جهاز من هذا النوع في الشكل 2 ، وتتمثل ميزته في أنه من خلال معالجة عدد الخلايا ، يمكن تشغيل الجهاز من مصدر بجهد يتجاوز بشكل كبير الحد الأدنى من جهد القطب.

تدفق

يمكن العثور على ترتيب مبسط للأجهزة من هذا النوع في الشكل 5. كما ترى ، يشتمل التصميم على حمام به أقطاب كهربائية "A" مملوءة بالكامل بمحلول وخزان "D".

الشكل 5. بناء خلية تدفق

مبدأ تشغيل الجهاز كالتالي:

• عند مدخل العملية الكهروكيميائية ، يتم ضغط الغاز مع الإلكتروليت في الحاوية "D" عبر الأنبوب "B" ؛
• يوجد في الخزان "D" فصل من محلول الإلكتروليت للغاز ، والذي يتم تفريغه من خلال صمام مخرج "C" ؛
• يعود المنحل بالكهرباء إلى حمام التحلل المائي عبر الأنبوب "E".

غشاء

السمة الرئيسية للأجهزة من هذا النوع هي استخدام إلكتروليت صلب (غشاء) يعتمد على البوليمر. يمكن العثور على تصميم الأجهزة من هذا النوع في الشكل 6.

الشكل 6. المحلل الكهربائي من النوع الغشائي

السمة الرئيسية لهذه الأجهزة هي الغرض المزدوج للغشاء ؛ فهو لا ينقل البروتونات والأيونات فحسب ، بل يفصل أيضًا كلاً من الأقطاب الكهربائية ونواتج العملية الكهروكيميائية على المستوى المادي.

الحجاب الحاجز

في الحالات التي لا يُسمح فيها بانتشار منتجات التحليل الكهربائي بين غرف الإلكترود ، يتم استخدام غشاء مسامي (والذي أعطى الاسم لمثل هذه الأجهزة). يمكن أن تكون المادة المصنوعة من السيراميك أو الأسبستوس أو الزجاج. في بعض الحالات ، يمكن استخدام ألياف البوليمر أو الصوف الزجاجي لإنشاء مثل هذا الحجاب الحاجز.يوضح الشكل 7 أبسط نسخة من جهاز غشاء للعمليات الكهروكيميائية.

تصميم خلية الحجاب الحاجز

تفسير:

1. منفذ للأكسجين.
2. دورق على شكل حرف U.
3. انتاج الهيدروجين.
4. الأنود.
5. كاثود.
6. الحجاب الحاجز.

قلوي

لا يمكن إجراء عملية كهروكيميائية في الماء المقطر ؛ حيث يتم استخدام محلول قلوي مركز كمحفز (استخدام الملح غير مرغوب فيه ، حيث يتم إطلاق الكلور في هذه الحالة). بناءً على ذلك ، يمكن تسمية معظم الأجهزة الكهروكيميائية لتقسيم المياه بالقلوية.

في المنتديات المواضيعية ، يُنصح باستخدام هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) ، والذي ، على عكس صودا الخبز (NaHCO3) ، لا يتسبب في تآكل القطب. لاحظ أن هذا الأخير له ميزتان مهمتان:

1. يمكنك استخدام أقطاب حديدية.
2. لا تنبعث مواد ضارة.

لكن هناك عيبًا واحدًا مهمًا ينفي جميع مزايا صودا الخبز كعامل مساعد. تركيزه في الماء لا يزيد عن 80 جرام لكل لتر. هذا يقلل من مقاومة الصقيع للكهارل والتوصيل الحالي. إذا كان لا يزال من الممكن تحمل الأول في الموسم الدافئ ، فإن الأخير يتطلب زيادة في مساحة ألواح القطب ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة حجم الهيكل.

ما هو مطلوب لصنع خلية وقود في المنزل

عند البدء في تصنيع خلية وقود الهيدروجين ، من الضروري دراسة نظرية عملية تكوين غاز التفجير. سيعطي هذا فهمًا لما يحدث في المولد ، وسيساعد في إعداد وتشغيل المعدات. بالإضافة إلى ذلك ، سيتعين عليك تخزين المواد الضرورية ، والتي لن يصعب العثور على معظمها في شبكة التوزيع. بالنسبة للرسومات والتعليمات ، سنحاول تغطية هذه القضايا بالكامل.

تصميم مولد الهيدروجين: الرسوم البيانية والرسومات

يتكون التركيب الذاتي لإنتاج غاز براون من مفاعل به أقطاب كهربائية مثبتة ، ومولد PWM لتشغيلها ، وختم ماء وأسلاك توصيل وخراطيم. يوجد حاليًا العديد من مخططات المحلل الكهربائي باستخدام الألواح أو الأنابيب كأقطاب كهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا العثور على تركيب ما يسمى بالتحليل الكهربائي الجاف على الويب. على عكس التصميم التقليدي ، في مثل هذا الجهاز ، لا يتم تثبيت الألواح في وعاء به ماء ، ولكن يتم تغذية السائل في الفجوة بين الأقطاب الكهربائية المسطحة. يتيح رفض المخطط التقليدي تقليل حجم خلية الوقود بشكل كبير.

في العمل ، يمكنك استخدام الرسومات والمخططات الخاصة بالمحللات الكهربائية العاملة ، والتي يمكن تكييفها وفقًا لظروفك الخاصة.

اختيار المواد لبناء مولد الهيدروجين

لا توجد مواد محددة مطلوبة تقريبًا لتصنيع خلية وقود. الشيء الوحيد الذي يمكن أن يكون صعبًا هو الأقطاب الكهربائية. لذا ، ما عليك أن تعده قبل بدء العمل.

1. إذا كان التصميم الذي تختاره هو مولد من النوع "الرطب" ، فستحتاج إلى خزان ماء مغلق ، والذي سيكون أيضًا بمثابة وعاء ضغط المفاعل. يمكنك أن تأخذ أي حاوية مناسبة ، والشرط الرئيسي هو القوة الكافية وضيق الغاز. بالطبع ، عند استخدام الألواح المعدنية كأقطاب كهربائية ، من الأفضل استخدام هيكل مستطيل ، على سبيل المثال ، علبة محكمة الإغلاق من بطارية سيارة قديمة الطراز (سوداء). إذا تم استخدام الأنابيب للحصول على HHO ، فستعمل أيضًا حاوية رحبة من مرشح مياه منزلي. سيكون الخيار الأفضل هو صنع علبة المولد من الفولاذ المقاوم للصدأ ، على سبيل المثال ، العلامة التجارية 304 SSL.

تجميع القطب لمولد الهيدروجين من النوع الرطب

عند اختيار خلية وقود "جافة" ، سوف تحتاج إلى ورقة من زجاج شبكي أو غيرها من البلاستيك الشفاف حتى سمك 10 مم وحلقات سيليكون تقنية.

أنابيب أو ألواح مصنوعة من "الفولاذ المقاوم للصدأ".بالطبع ، يمكنك أيضًا أن تأخذ المعدن "الحديدي" المعتاد ، ومع ذلك ، أثناء تشغيل المُحَلِّل الكهربائي ، يتآكل الحديد الكربوني البسيط بسرعة وسيتعين تغيير الأقطاب الكهربائية في كثير من الأحيان. إن استخدام معدن عالي الكربون مخلوط بالكروم سيمنح المولد القدرة على العمل لفترة طويلة. قام الحرفيون المشاركون في تصنيع خلايا الوقود باختيار المواد للأقطاب الكهربائية لفترة طويلة واستقروا على الفولاذ المقاوم للصدأ 316 لترًا.في الآخر ، كان هناك فجوة لا تزيد عن 1 مم بينهما. للكماليين ، فيما يلي الأبعاد الدقيقة: - قطر الأنبوب الخارجي - 25.317 مم ؛ - قطر الأنبوب الداخلي يعتمد على سمك الأنبوب الخارجي. في أي حال ، يجب أن توفر فجوة بين هذه العناصر تساوي 0.67 مم.

يعتمد أدائها على مدى دقة اختيار معلمات أجزاء مولد الهيدروجين.

لاحظ أنه لا ينصح باستخدام الأنابيب المصقولة. على العكس من ذلك ، يوصي الخبراء بصنفرة الأجزاء للحصول على سطح غير لامع. في المستقبل ، سيساعد هذا في زيادة إنتاجية التثبيت.

الأدوات التي ستكون مطلوبة في عملية العمل

قبل البدء في بناء خلية وقود ، قم بإعداد الأدوات التالية:

• منشارا للمعادن
• حفر بمجموعة من التدريبات.
• مجموعة من الشدات
• مفكات مسطحة ومشققة.
• جلاخة زاوية ("طاحونة") مع دائرة محددة لقطع المعادن ؛
• المتعدد ومقياس الجريان.
• مسطرة؛
• علامة.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا قمت ببناء مولد PWM بنفسك ، فستحتاج إلى راسم الذبذبات وعداد التردد لإعداده. في إطار هذه المقالة ، لن نثير هذه المشكلة ، نظرًا لأن تصنيع وتكوين مصدر طاقة التحويل يعتبر أفضل من قبل الخبراء في المنتديات المتخصصة.

افعل ذلك بنفسك المحلل الكهربائي لسيارة

على الإنترنت ، يمكنك العثور على العديد من الرسوم البيانية لأنظمة HHO ، والتي ، وفقًا للمؤلفين ، تتيح لك توفير ما بين 30٪ إلى 50٪ من الوقود. هذه الادعاءات مفرطة في التفاؤل ولا تدعمها بشكل عام أي دليل. يظهر مخطط مبسط لمثل هذا النظام في الشكل 11.

رسم تخطيطي مبسط لمحلل كهربي لسيارة

من الناحية النظرية ، يجب أن يقلل هذا الجهاز من استهلاك الوقود بسبب نضوبه الكامل. للقيام بذلك ، يتم إدخال خليط براون في مرشح الهواء لنظام الوقود. هذا هو الهيدروجين والأكسجين الذي يتم الحصول عليه من محلل كهربائي مدعوم من الشبكة الداخلية للسيارة ، مما يزيد من استهلاك الوقود. الحلقة المفرغة.

بالطبع ، يمكن استخدام دائرة تنظيم التيار PWM ، ويمكن استخدام مصدر طاقة تحويل أكثر كفاءة أو حيل أخرى لتقليل استهلاك الطاقة. في بعض الأحيان ، توجد عروض على الإنترنت لشراء PSU منخفض التيار لمحلل كهربي ، وهو أمر غير منطقي بشكل عام ، لأن أداء العملية يعتمد بشكل مباشر على القوة الحالية.

إنه مثل نظام Kuznetsov ، حيث يتم فقد منشط الماء ، ولا توجد براءة اختراع ، إلخ. في مقاطع الفيديو أعلاه ، حيث يتحدثون عن المزايا التي لا يمكن إنكارها لمثل هذه الأنظمة ، لا توجد عمليا أي حجج منطقية. هذا لا يعني أن الفكرة ليس لها الحق في الوجود ، ولكن المدخرات المطالب بها مبالغ فيها "قليلاً".