氢气发生器的装置及工作原理
这个怎么运作
用于产生氢气的经典装置包括一个小直径的管子，通常具有圆形横截面。在它下面是带有电解质的特殊电池。铝颗粒本身位于下部容器中。这种情况下的电解液只适用于碱性类型。进料泵上方安装了一个水箱，用于收集冷凝水。某些型号使用 2 个泵。温度直接在电池中控制。
发电机从水中获取气体。其质量直接影响成品中杂质的多少。因此，如果含有高浓度外来离子的水进入发生器，则必须先通过去离子过滤器。
以下是获取气体的过程：
- 在电解过程中，馏出物被分解为氧气 (O) 和氢气 (H)。
- O2 进入进料罐，然后作为副产品排放到大气中。
- H2 被供应到分离器，与水分离，然后返回供应罐。
- 氢气重新通过分离膜，分离膜从中提取剩余的氧气，然后进入色谱设备。
电解法
如上所述，世界上几乎没有氢这样的取之不尽的能源。不应忘记，世界海洋的 2/3 由这种元素组成，在整个宇宙中，H2 和氦气占据了最大的体积。但是要获得纯氢，你需要将水分解成颗粒，而这并不是很容易做到的。
科学家们经过多年的诡计发明了电解的方法。该方法基于将两个金属板彼此靠近放置在水中，它们连接到高压源。接下来，施加电力 - 一个大的电势实际上将水分子分解成组分，结果释放出 2 个氢原子 (HH) 和 1 个氧 (O)。
这种气体 (HHO) 以澳大利亚科学家 Yull Brown 的名字命名，他于 1974 年为电解槽的发明申请了专利。
斯坦利迈耶燃料电池
美国科学家斯坦利·迈耶（Stanley Meyer）发明了这样一种装置，它不使用强电势，而是使用一定频率的电流。水分子随着变化的电脉冲及时振荡并进入共振状态。逐渐地，它获得了力量，足以将分子分离成成分。对于这样的冲击，电流比标准电解装置的运行小十倍。
布朗气体作为能源的好处
- 获得 HHO 的水大量存在于我们的星球上。因此，氢的来源实际上是取之不尽的。
- 布朗气体的燃烧产生水蒸气。它可以重新冷凝成液体并再次用作原料。
- HHO的燃烧不会将任何有害物质释放到大气中，也不会形成水以外的副产物。可以说，布朗的天然气是世界上最环保的燃料。
- 使用氢气发生器时，会释放水蒸气。它的数量足以长时间保持房间内舒适的湿度。
集线器模型，根据编辑 Tehno.guru 的说法是最好的
在阅读了网络上的大量评论后，考虑了许多模型的技术特性，Tehno.guru 编辑团队选择了一些最好的模型。这应该可以帮助我们亲爱的读者做出正确的选择，而无需花费大量时间在互联网上寻找好的设备。
“ARMED 7F-3L”——具有良好功能的制氧机
这就是最好的设备之一的外观 - “ARMED 7F-3L” “ARMED 7F-3L”不仅推荐用于家庭，还推荐用于幼儿园、学校、健身中心。在氧气浓度为 93% 时，该设备的生产率高达 3 l/min。该设备的尺寸为 480 × 280 × 560 mm，重量 - 26.5 kg。适用于制备氧气鸡尾酒。以下是它的一些特点。
| 品牌、型号 | 氧气生产率，l/min | 噪音水平，分贝 | 功耗，W |
| 武装 7F-3L | 0-3 | 49 | 350 |
有点吵，但总体来说是一个相当不错的单元。以下是网友对他的评价。
武装 7F-3L
“OXYbar Auto”是著名品牌“Atmung”的产品
OXYbar Auto 是最安静、最紧凑的设备之一 非常安静、轻便且紧凑的设备
该套件包括一个用于连接汽车的适配器，这对于许多长途旅行的人来说非常重要。重量仅 5.2 公斤
迄今为止，俄罗斯市场上还没有这样的照明设备。制造商声称该设备可以全天候工作。该装置的最大容量为 6 l / min，但是氧气浓度仅为 30%，这不能令人满意。使用 1l/min 的性能设置，浓度是可以接受的 - 90%。考虑设备的特性。
| 品牌、型号 | 氧气生产率，l/min | 噪音水平，分贝 | 功耗，W |
| Atmung OXYbar 汽车 | 0,2-6 | 40 | 115 |
因此，该设备不仅可以称为最小的，而且可以称为最安静的设备之一。
Atmung OXYbar 汽车
“BITMOS OXY-6000”——性能相当不错的设备
“BITMOS OXY-6000”具有良好的特性
| 品牌、型号 | 氧气生产率，l/min | 噪音水平，分贝 | 功耗，W |
| BITMOS OXY-6000 | 1-6 | 35 | 360 |
“BITMOS OXY-6000”是德国制造商的创意。而且，就像任何德国技术一样，它的质量非常高。它有一个非常方便的形状——它是一个带轮子的“手提箱”，重量为 19.8 公斤，非常方便。设备尺寸为520×203×535mm。有制备含氧植物鸡尾酒的功能。在温度升高、流量下降、氧气浓度下降、电源断开和微处理器错误的情况下，设备会发出哔哔声。容量为1-4l/min，氧气浓度达到95%。还有特点呢？
BITMOS OXY-6000
有用的信息！
这种设备的成本相当高，并不是每个人都能负担得起。这就是为什么今天您可以找到许多公司以相当合理的价格提供家用制氧机出租。
这个怎么运作
在意大利开发了一种有前途的加热方法。在氢锅炉的运行过程中，有毒物质不会释放到大气中，因此它的使用是为房屋和公寓供暖最安全的。转换过程中进行的反应不伴有噪音，因此运行锅炉的声音振动很小。
集装箱地板结构
该技术的用处在于，科学家和设计师已经设法实现了氢气燃烧的相对低温。指示器达到大约三百摄氏度。此功能使您可以显着节省锅炉材料，因为可以忽略对熔化的保护。
发电机内部持续反应的原理从学生时代就已为人所知。当氧和氢原子相互作用时，就会形成水分子。需要反应催化剂来启动转化过程。在形成键的过程中，通过管道循环的液体被加热到大约 40 度。这足以将地板加热到足够的水平。
氢气加热
为了在房屋内实现更高的温度，需要调节锅炉设备的运行，尤其是其功率。需要更改参数以使供暖系统适应房间的不同尺寸。为氢转化反应设计的锅炉是模块化的。
这意味着它们可以包含多个通道，这些通道相互独立，连接到一个单元。对于每个管道，连接一个带有催化剂的单独容器，因此液体进入交换部分，温度约为40度。
该装置的工作原理如下：
- 完成的设备包括一个设备，该设备具有一对具有不同电荷水平（阴极和阳极）的互连板，它们浸入水中并对其施加正负信号。为此，希望使用专门调节的电流源。通过使用电解质代替普通液体，例如具有大量游离离子的碱性或酸性环境，可以提高系统性能。
- 当反应从阴极进行时，氢气将开始从液体中释放出来，氧气将开始在离阳极不远的地方释放出来。
- 两种气体都通过管道传输到水封中，水封将蒸汽分离并防止反应堆发生爆炸。
- 之后，氢气进入燃烧器，它必须在那里燃烧。结果是水。
工作原理
为什么水还没有加热
水的分子间键比分子内键更容易产生和断裂。因此，是他们决定将它们用于传热过程。化学家通过实验发现，水分子间键的能量在 0.26 到 0.5 eV（电子伏特）的范围内。
问题在于，为了从水中获取燃料，必须将其分解为其成分。简单来说，就是需要先分解成氧气和氢气，然后再把氢气燃烧，再得到水。分裂是通过使电流通过液体来实现的。
沸腾时，水不会分解成单独的分子，只会蒸发。普通燃烧产生的热量不会在液体中引起其他反应。此外，这个过程需要大量的能量，这些能量可以被利用。例如：
- 燃烧 1 公斤水分含量不超过 20% 的干柴产生约 3.9 千瓦；
- 如果木材水分含量上升到 50%，则 1 kg 仅释放 2.2 kW。
分解水以产生真正的燃烧需要大量的能量。当将回收的元素再次用作燃料时，它需要的量远远超过释放量。可以给出一个大概的比例：
- 100% 能量 - 用于分裂；
- 75% 的能量来自回收组分的燃烧。
事实上，在释放的氢和氧的逆反应过程中释放的能量较少，这就是为什么水作为汽车燃料而不仅没有被使用的原因。在经济上，这种方法被证明是无利可图的。用垃圾做燃料更现实。它可以是液体、气体和固体。
有没有“水”车
2008年，在日本，Genepax在大阪的一个展会上展示了一款“水”车。可以使用一杯自来水或河水作为燃料，甚至是普通的苏打水。
该装置将液体分解成氢和氧分子，它们开始燃烧并为汽车提供驱动能量。今天众所周知，Genepax 在一年后破产并关闭。
能量守恒定律↑
自然界中的一切都是相互关联的。如果某物已到达某处，则意味着它已从某处离开。这种民间智慧以一种简单但普遍正确的方式描述了能量守恒定律。氢气燃烧时会释放热能。但是为了通过电解获得气体，你将不得不花费一定的电力。反过来，这主要是通过从其他燃料的燃烧中产生热量来获得的。如果我们利用发电所需的纯热能和氢气在燃烧过程中产生的能量，即使是最先进的装置也会造成双重损失。我们真的扔掉了一半的钱。这些只是运营成本，但您还应该考虑到非常昂贵的设备成本。
风氢飞艇 Aeromodeller II 项目。比利时工程师画了一幅美丽的图画，但仍需用特定的经济可行技术来支持它
根据INEEL研究实验室，在美国的工业制氢机上，一公斤氢气的成本为：
- 来自工业电网的电解 - 6.5 usd。
- 从风力涡轮机的电解- 9 usd。
- 从太阳能设备的光电解- 20 usd。
- 从生物质的生产- 5.5 usd。
- 天然气和煤的转换- 2.5 usd。
- 在核电站的高温电解 - 2.3 usd。这是最便宜的方式，也是离家庭条件最远的方式。
此外，即使是国内最好的氢气发生器，其效率也会明显低于工业级氢气发生器。有了这样的价格，与廉价的天然气相比，与昂贵的电加热、柴油甚至热泵相比，没有理由谈论氢燃料的激烈竞争。
应用领域
如今，电解槽与乙炔发生器或等离子切割机一样为人们所熟知。最初，焊工使用氢气发生器，因为携带一个仅重几公斤的装置比移动巨大的氧气和乙炔气瓶要容易得多。同时，单位的高能量强度并不是决定性的重要 - 一切都取决于方便性和实用性。近年来，布朗气体的使用已经超越了氢作为气焊机燃料的通常概念。未来，技术的可能性非常广泛，因为使用 HHO 有很多优势。
- 降低车辆的油耗。现有的汽车氢气发生器允许 HHO 用作传统汽油、柴油或天然气的添加剂。由于燃料混合物的燃烧更充分，碳氢化合物消耗可减少 20-25%。
- 使用天然气、煤或燃料油的火力发电厂的燃料经济性。
- 减少毒性并提高旧锅炉房的效率。
- 由于用布朗的天然气完全或部分替代传统燃料，住宅建筑的供暖成本成倍降低。
- 使用便携式 HHO 植物满足家庭需求 - 做饭、取热水等。
- 开发全新、强大且环保的发电厂。
可以购买使用 S. Meyer（即，这是他的论文名称）的“水燃料电池技术”制造的氢气发生器 - 美国、中国、保加利亚和其他国家的许多公司都在从事制造。我们提供自己制造氢气发生器。
遵守安全措施
电解槽是一种非常危险的设备。
因此，在其制造、安装和运行过程中，首先必须遵守一般和专门的安全措施。
专门措施包括以下项目：
- 应控制氢气和氧气混合物的浓度以防止爆炸；
- 如果在氢气发生器的观察窗中看不到液位，则不能使用；
- 在维修过程中，必须确保在系统的终点，因此没有氢气；
- 禁止在电解槽附近使用明火、带加热功能的电器和电压超过 12 伏的手提灯；
- 在电解液作业期间，应使用防护用品（专用防护服、手套和护目镜）保护自己。
选定的使用点
首先，我要注意的是传统的方法 燃烧天然气 或丙烷不适合我们的情况，因为 HHO 的燃烧温度超过碳氢化合物的三倍以上。如您所知，结构钢不会长时间承受这样的温度。斯坦利·迈耶本人建议使用不寻常设计的燃烧器，我们在下面展示了它的图表。
S. Meyer 设计的氢气燃烧器方案
该装置的全部技巧在于 HHO（图中数字 72 表示）通过阀门 35 进入燃烧室。燃烧的氢气混合物通过通道 63 上升，同时进行喷射过程，夹带外部空气通过可调节的开口13和70。在盖子40下，一定量的燃烧产物(水蒸气)被截留，其通过通道45进入燃烧柱并与燃烧气体混合。这使您可以多次降低燃烧温度。
我想提请您注意的第二点是应该倒入装置中的液体。最好使用不含重金属盐的制备水。理想的选择是馏分油，可以在任何汽车商店或药房购买。
为了电解槽的成功运行，将氢氧化钾 KOH 加入水中，加入量约为每桶水一汤匙粉末。
我们特别强调的第三件事是安全。请记住，氢气和氧气的混合物不会被意外称为爆炸物。 HHO 是一种危险的化合物，如果处理不当，可能会引起爆炸。遵守安全规则，在试验氢气时要特别小心。只有在这种情况下，我们宇宙所组成的“砖块”才会为您的家带来温暖和舒适。
我们希望这篇文章已经成为您的灵感来源，并且您已经卷起袖子，开始制造氢燃料电池。当然，我们所有的计算都不是最终的真理，但是，它们可以用来创建氢气发生器的工作模型。如果您想完全改用这种加热方式，则必须更详细地研究这个问题。也许正是您的装置将成为基石，因此能源市场的重新分配将结束，并且便宜且环保 温暖会走进每一个家.
加热氢气锅炉的选择规则
购买时首先需要的是设备保护单元的合格证书。
然后检查细节是否合规，确定一些基本参数：
- 力量。根据房屋内可用的网络和建筑物的面积大小进行选择。对于 10 m2，需要 1 kW 的热量。
- 供暖系统参数。例如，如果锅炉从 +90 C 加热水，并且网络使用不高于 +80 C 的冷却剂工作，则必须降低锅炉功率。
- 燃烧室的容积。该指标应与用于加热房屋的热交换器的数量相对应。
- 电路的数量和安装附加电路的技术可能性。例如，用于将热水分配到不同楼层。
如何安装氢气锅炉？
目前，许多人更喜欢为他们的供暖系统独立生产氢气发生器。这并不奇怪，因为“商店”类似物不仅非常昂贵，而且效率也不高。但是如果这个设备是手工制作的，那么它的效率会高出一个数量级。
对于如何组装使用氢气运行的发电机，有多种选择。但无论如何，如果要在国内制造，则需要以下耗材。
12伏电源。
几个管子由不锈钢制成，具有不同的直径。
结构将位于其中的水箱。
脉宽调制控制器
重要的是它的功率至少为 30 安培，这些是自制氢气发生器通常包含的主要部件。此外，不要忘记蒸馏水箱 - 它也是必须的。
必须将水供应到内部具有辩证法的密封结构中。在同一设计中，将有一组不锈钢板通过绝缘材料彼此相邻。将 12 伏电压施加到这些板上很重要。如果一切都正确完成，那么当施加电压时，水会分解成 2 种气态元素
此外，不要忘记蒸馏水罐 - 它的存在也是必需的。必须将水供应到内部具有辩证法的密封结构中。在同一设计中，将有一组不锈钢板通过绝缘材料彼此相邻。
将 12 伏电压施加到这些板上很重要。如果一切都正确完成，那么当施加电压时，水会分解成 2 种气态元素
这些是自制氢气发生器通常包含的主要部件。此外，不要忘记蒸馏水罐 - 它的存在也是必需的。必须将水供应到内部具有辩证法的密封结构中。在同一设计中，将有一组不锈钢板通过绝缘材料彼此相邻。
将 12 伏电压施加到这些板上很重要。如果一切都正确完成，那么当施加电压时，水会分解成 2 种气态元素
笔记！在这方面更有效的是使用由 PWM 类型发生器产生的直流电（它必须具有特定的频率）。在这种情况下，脉冲电流（或交流电流）将被恒定电流代替。因此，设备的效率将显着提高。
因此，设备的效率将显着提高。
氢气发生器的特点
纯氢会在各种化学反应中释放出来，但这种获得它的方法相当困难，而且通常过于昂贵。
例外是气体作为副产品形成的技术过程，但迄今为止这种生产量很少。
通过使电流通过它来从水中提取氢气要容易得多 - 这个过程称为电解。首先，H2O 分子分解成氢原子 H 和羟基 OH，然后发生氧和氢的最终分离。
很明显，随着水和电极接触面积的增加，安装的生产率会提高。出于这个原因，后者以板的形式制成。它们组装在类似于钢肋加热散热器的结构中。
为了提高今天的生产率，使用了圆柱形电极，并且具有更复杂的形状。
析氢速率还取决于电极的材料。
现代“高级”发电机使用非常昂贵的特殊合金，而不是铜或不锈钢。
另一个条件是水必须通过电流。请注意，在蒸馏形式中，它是一种电介质。离子使这种液体成为导电体，溶解在其中的物质（主要是盐）分解成导电体。溶液越陡，其传导电流就越好。
氢气加热系统的本质
氢气空间供暖是天然气和固体燃料的绝佳替代品。燃料的平均燃烧温度可达3000度。对于工艺流程，您将需要一个特殊的燃烧器，它适用于这种温度条件。
该套氢气设备包括：
- 氢气发生器（电解槽），负责氢气和氧气的反应。催化剂用于优化工艺。
- 产生火焰的燃烧器。燃烧器位于燃烧室内，为加热系统中的热载体提供加热。
- 执行热交换器功能的锅炉。
氢气锅炉通常是根据上述原理在固体燃料或气体装置的基础上创建的。在节省方面，这比购买工厂设备便宜得多。但是，没有人会保证自制的锅炉符合安全要求。
DIY氢气发生器
工厂制造的型号与自制的型号差别不大，而且价格更高。一台成品发电机的总价在 20 到 6 万卢布之间，因此许多工匠都在尝试自己制造氢动力加热装置。但在开始工作之前，即使是最轻微的疑虑也有必要权衡一下。如果他们在场，那么最好拒绝工作。但如果欲望和机会给了绿灯，那么整个生产过程可以分为以下几个步骤：
绘图和搜索材料。这一步包括彻底阅读结构的所有节点，计算所需功率和发电机的一般视图；
电解槽为优质不锈钢外壳；
电解板
要创建这个重要的部分，您需要一块钢板，必须将其切成 18 等长条。接下来，您需要钻一个用于安装和分割的孔 阴极和阳极上的板
剩下的只是将电流连接到结构上；
气体发生器
- 理想情况下应该购买燃烧器，因为在没有错误的情况下组装该部件可能会出现问题。此外，在专卖店，此类元素的选择就足够了；
- 分离器连接到结构上以仅从气体混合物中提取氢气成分；
- 管道根据建筑物的面积连接。
为了使系统充分发挥作用，必须具备丰富的知识和技能，否则您可能会构建危险的结构。此外，自制发电机需要投入大量的物力资源和大量时间。失败的高风险和完全浪费的时间导致最好选择购买工厂版本的氢气加热系统。
在家如何制取氢气？
