Sådan bygger du en brintgenerator til hjemmet: praktiske tips til fremstilling og installation

Vi er vant til at betragte naturgas som den mest tilgængelige brændselstype. Men det viser sig, at der er et værdigt alternativ – brint, der opnås ved spaltning af vand. Råmaterialet til fremstilling af dette brændstof får vi helt gratis. Og hvis man så også bygger en brintgenerator selv, vil besparelsen være enorm. Ikke?

Vi er klar til at dele værdifuld information med dig om muligheder og regler for samling af et teknisk anlæg beregnet til brintproduktion. At studere den præsenterede artikel vil garantere fremstilling af et pålideligt fungerende apparat.

Til dem, der ønsker selv at bygge en generator til billigt, men meget produktivt brændstof, tilbyder vi en detaljeret vejledning. Vi giver anbefalinger til korrekt drift. Som informative tilføjelser, der tydeligt forklarer princippet, er der brugt fotos og videoer.

Metoder til fremstilling af brint

I gymnasiekemi blev der engang givet forklaringer på, hvordan man får brint fra almindeligt postevand. Der er et begreb i kemien – elektrolyse. Det er netop takket være elektrolyse, at det er muligt at fremstille brint.

Den enkleste brintenhed er en beholder fyldt med vand. Under vandlaget placeres to pladeelektroder. En elektrisk strøm føres til dem. Da vand er en fremragende leder af elektrisk strøm, etableres der kontakt med lav modstand mellem pladerne.

Strømmen, der passerer gennem en lille vandstrøm, fremmer en kemisk reaktion, som resulterer i dannelsen af brint.

Skema for en eksperimentel brintenhed, som tidligere blev studeret i gymnasiekemiundervisningen. Det viser sig, at disse lektioner ikke var overflødige for moderne hverdagsbehov.

Det ser ud til at være enkelt, og der er kun lidt tilbage – at indsamle den dannede brint for at bruge den som energikilde. Men i kemi går det aldrig uden fine detaljer.

Ligesom her: hvis brint forbindes med ilt, dannes der ved en bestemt koncentration en eksplosiv blanding. Dette er et af de kritiske fænomener, der begrænser mulighederne for at bygge tilstrækkeligt kraftige hjemmestationer.

Konstruktion af en brintgenerator

Til at bygge brintgeneratorer selv bruger man normalt det klassiske Brown-anlægsskema som basis. En sådan elektrolyseanordning med medium effekt består af en gruppe celler, som hver indeholder en gruppe pladeelektroder. Anlæggets effekt bestemmes af det samlede overfladeareal af pladeelektroderne.

Cellerne placeres inde i en beholder, der er godt isoleret fra omgivelserne. På tankens hus føres rørstudse ud til tilslutning af vandledning, brintudtag, samt et kontaktpanel til elektricitetstilslutning.

En brintgenerator designet efter Browns skema. Ifølge alle beregninger skulle dette anlæg være i stand til at forsyne en husstand med varme og lys. Et andet spørgsmål er, hvilke dimensioner og effekter der vil gøre dette muligt (+).

Browns generatorskema omfatter blandt andet en vandlås og en tilbageslagsventil. Disse elementer beskytter anlægget mod tilbageløb af brint. Teoretisk set er det ikke udelukket at samle et brintanlæg efter dette skema, for eksempel til opvarmning af et sommerhus.

Brintopvarmning i hjemmet

At samle en brintgenerator til effektiv opvarmning af hjemmet er måske ikke en fantastisk idé, men den er helt klart ekstremt urentabel. For at opnå den nødvendige mængde brint til en hjemmekedel kræves ikke kun et kraftigt elektrolyseanlæg, men også en betydelig mængde elektrisk energi.

Det er urationelt at kompensere for den brugte elektricitet med brint produceret i hjemmet.

En fungerende brintgenerator til hjemmebrug. Det eneste, der er ærgerligt, er, at det kun er en eksperimentel version, der kun kan vise, hvordan en gnist skaber en flamme.

Ikke desto mindre fortsætter forsøgene på at løse problemet med at lave en brintgenerator til hjemmet selv. Artiklen, som vi anbefaler at læse, introducerer dig til arbejdsprincippet og designet af en af de praktisk testede modeller af brintkedel.

Og her er et eksempel på en af de besværlige varianter:

1. En tæt og pålidelig beholder forberedes.
2. Rørformede eller pladeformede elektroder fremstilles.
3. Et kredsløb til styring af driftsspænding og strøm samles.
4. Yderligere moduler til arbejdsstationen fremstilles.
5. Tilbehør (slanger, ledninger, beslag) vælges.

Naturligvis vil der være brug for et værktøjssæt, inklusive specialudstyr som et oscilloskop og en frekvenstæller. Når alt nødvendigt er klargjort, kan man gå direkte i gang med at fremstille brintvarmeanlægget til hjemmet.

Gør-det-selv gennemførelse af projektet

Først skal der laves en brintgenereringscelle. Brændselscellens dimensioner er lidt mindre end generatorens indvendige længde og bredde. I højden udgør blokken med elektroder 2/3 af hovedlegemets højde.

Cellen kan laves af textolit eller plexiglas (vægtykkelse 5-7 mm). Til dette skæres fem textolitplader til i størrelse. De limes sammen (med epoxylim) til et rektangel, hvis nederste del forbliver åben.

Omtrent sådanne plader af organisk glas danner brændselscellehuset til brintgeneratoren. Dog vises her en lidt anden ingeniørtilgang – til samling og fastgørelse med skruer.

På rektangelets overside bores det nødvendige antal små huller til elektrodepladernes skafter, et lille hul til niveausensoren, plus et hul med en diameter på 10-15 mm til brintudløbet.

Inde i rektanglet placeres elektrodepladerne, hvis kontaktskafter føres ud gennem hullerne i den øverste plade til ydersiden af cellen. En vandstandssensor installeres ved 80% fyldning af cellen. Alle gennemføringer i textolitpladen (undtagen brintudløbet) fyldes med epoxylim.

Et særligt kendetegn ved modulernes konstruktion på generatoren på billedet er den cylindriske udformning. Elektroderne på denne miniature energikilde er også udformet anderledes.

Brintudløbsåbningen skal forsynes med en studs – den skal fastgøres mekanisk med tætning eller limes. Den samlede brintgenereringscelle placeres inde i enhedens hovedhus og forsegles omhyggeligt langs den øvre omkreds (igen kan der anvendes epoxyharpiks).

Sådan så huset til brintgeneratoren ud til et nyt eksperimentelt projekt. Den enkle idé er tiltalende, men denne løsning er næppe egnet til en kraftig station beregnet til opvarmning af rum i et privat hus.

Men før du lægger cellen indeni, skal generatorhuset forberedes:

• Lav vandtilførsel i bunden;
• Fremstil topdæksel med fastgørelse;
• Vælg et pålideligt tætningsmateriale;
• Placer en elektrisk klemrække på dækslet;
• Placer brintopsamleren på dækslet.

Resultatet bør være en delvist klar brintgenerator, efter at:

1. Brændselscellen er placeret i huset.
2. Elektroderne er tilsluttet til klemrækken på dækslet.
3. Brintudløbsstudsen er forbundet med brintopsamleren.
4. Dækslet er monteret på huset via tætning og fastgjort.

Det eneste, der er tilbage, er at tilslutte vand og ekstra moduler.

Tilføjelser til brintgeneratoren

En hjemmelavet brintfremstillingsanordning skal suppleres med hjælpemoduler. For eksempel en vandtilførselsmodul, der funktionelt er integreret med en niveausensor installeret inde i generatoren.

I en simpel form består et sådant modul af en vandpumpe og en styreenhed. Pumpen styres af styreenheden via sensorsignalet, afhængigt af vandstanden inde i brændselscellen.

Ekstra konstruktionselementer, der skal inkluderes i designet af enhver brintstation, også eksperimentelle. Uden automatiske enheder, kontrol og beskyttelse må brintgeneratoren ikke anvendes.

I princippet er det også ønskeligt at have en enhed, der regulerer frekvensen af den elektriske strøm og spændingsniveauet, som påføres terminalerne på brændselscellens arbejdselektroder. Som minimum skal den elektriske modul være udstyret med en spændingsstabilisator og overstrømsbeskyttelse.

Brintopsamleren ser i sin simpleste form ud som et rør, hvor der er placeret en ventil, manometer, kontraventil. Fra opsamleren sker udtagning af brint gennem kontraventilen og kan faktisk allerede leveres til forbrugeren.

Brintopsamleren og manometeret – uundværlige dele af brintanlægget, der sikrer gasfordeling og trykovervågning.

Men i praksis er det noget mere kompliceret. Brint – en eksplosiv gas med høj forbrændingstemperatur. Derfor kan man ikke bare tage og pumpe brint ind i varmekedelsystemet som brændstof – det kan man ikke gøre.

Kvalitetskriterier for installationen

Det er ekstremt svært at samle en kvalitetsmæssig, effektiv og produktiv installation i hjemmet. Hvis man for eksempel tager i betragtning et kriterium som metallet, hvoraf elektrodepladerne eller -rørene er fremstillet, er der allerede risiko for at støde på problemer.

Elektrodernes holdbarhed afhænger af metallets type og egenskaber. Man kan selvfølgelig bruge det samme rustfrit stål, men levetiden for sådanne elementer vil være kort.

En slags parodi på elektrodeplader til en brintgenerator. Pladerne er taget fra en almindelig variabel kondensator og er lavet af aluminium. Sådanne elektroder rækker præcis til en halv times drift, selv i en lille eksperimentel opsætning.

Monteringsdimensionerne spiller også en væsentlig rolle. Der kræves beregninger med høj præcision i forhold til den krævede effekt, vandkvalitet og andre parametre.

Hvis størrelsen af mellemrummet mellem arbejdselektroderne ligger uden for den beregnede værdi, kan brintgeneratoren slet ikke fungere. I værste fald vil den effekt, som beregningen var baseret på, være flere gange mindre.

Selv tværsnittet af ledningen, der forbinder elektroderne med strømkilden, har betydning i brintgeneratorens opbygning. Det handler dog om enhedens sikre drift. Ikke desto mindre bør man også tage denne konstruktionsdetalje i betragtning ved hjemmefremstilling.

For at vende tilbage til systemets sikre drift, bør man heller ikke glemme at indbygge en såkaldt vandlås, der forhindrer gas i at bevæge sig tilbage.

På trods af et ret imponerende antal udviklinger af hjemmelavede brintgeneratorer, findes der endnu ikke en virkelig effektiv version. Alle modeller er dårligere end fabriksudstyr.

Industrielt fremstillet generator

På niveau med industriel produktion bliver teknologierne til fremstilling af brintgeneratorer til husholdningsbrug gradvist udviklet og forbedret. Som regel produceres der energistationer til hjemmebrug, hvis effekt ikke overstiger 1 kW.

En sådan enhed er designet til at producere brintbrændstof i kontinuerlig drift i højst 8 timer. Deres hovedformål er energiforsyning til varmesystemer.

Der udvikles og produceres også anlæg til brug i ejerlejligheder. Dette er kraftigere konstruktioner (5-7 kW), hvis formål ikke kun er energiforsyning til varmesystemer, men også elproduktion. Denne kombinerede variant bliver hurtigt populær i vestlige lande og Japan.

Kombinerede brintgeneratorer karakteriseres som systemer med høj virkningsgrad og lavt CO2-udslip.

Eksempel på en reel, fungerende industrielt fremstillet station med en effekt på op til 5 kW. Lignende anlæg planlægges i fremtiden til udstyr af sommerhuse og ejerlejligheder.

Den russiske industri er også begyndt at beskæftige sig med denne lovende form for brændstofudvinding. Især Norilsk Nikkel udvikler teknologier til produktion af brintanlæg, herunder til husholdningsbrug.

Det er planen at anvende forskellige typer brændselsceller under udvikling og produktion:

• protonbyttemembran;
• ortofosforsyre;
• protonbyttemethanol;
• alkaliske;
• faststofoxid.

Imens er elektrolyseprocessen reversibel. Dette faktum indikerer, at det er muligt at opnå allerede opvarmet vand uden at forbrænde brint.

Det ser ud til at være endnu en idé, som man kan gribe fat i for at starte en ny bølge af diskussioner om gratis brændstof til hjemmets kedel.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Når man eksperimenterer derhjemme med hjemmelavede modeller, skal man være forberedt på de mest uventede resultater, men negativ erfaring – er også erfaring:

Brintgeneratorer til hjemmet, fremstillet selv, – er indtil videre et projekt, der kun eksisterer på idéstadiet. Der er ingen praktisk realiserede projekter med hjemmelavede brintgeneratorer, og dem, der præsenteres på nettet, er deres forfatteres fantasi eller rent teoretiske varianter.

Så man må kun regne med det industrielle, dyre produkt, som lover at dukke op i den nærmeste fremtid.

Kender du en original model af en brintgenerator, der ikke er beskrevet i artiklen? Måske vil du dele værdifuld information, der kan være nyttig for gør-det-selv-folk? Skriv venligst kommentarer i boksen nedenfor, del billeder om emnet, og giv din mening.