Как сделать генератор водорода в домашних условиях

Пламя водородной горелки

Удорожание энергоносителей стимулирует поиск более эффективных и дешевых видов топлива, в том числе на бытовом уровне. Более всего умельцев–энтузиастов привлекает водород, чья теплотворная способность втрое превышает показатели метана (38.8 кВт против 13.8 с 1 кг вещества). Способ добычи в домашних условиях, казалось бы, известен – расщепление воды путем электролиза. В действительности проблема гораздо сложнее. Наша статья преследует 2 цели:

  • разобрать вопрос, как сделать водородный генератор с минимальными затратами;
  • рассмотреть возможность применения генератора водорода для отопления частного дома, заправки авто и в качестве сварочного аппарата.

Краткая теоретическая часть

Водород, он же hydrogen, – первый элемент таблицы Менделеева – представляет собой легчайшее газообразное вещество, обладающее высокой химической активностью. При окислении (то бишь, горении) выделяет огромное количество теплоты, образуя обычную воду. Охарактеризуем свойства элемента, оформив их в виде тезисов:

  1. Горение водорода – процесс экологически чистый, никаких вредных веществ не выделяется.Бездымное сжигание гидрогена горелкой
  2. Благодаря химической активности газ в свободном виде на Земле не встречается. Зато в составе воды его запасы неиссякаемы.
  3. Элемент добывается в промышленном производстве химическим способом, например, в процессе газификации (пиролиза) каменного угля. Зачастую является побочным продуктом.
  4. Другой способ получения газообразного водорода – электролиз воды в присутствии катализаторов – платины и прочих дорогих сплавов.
  5. Простая смесь газов hydrogen + oxygen (кислород) взрывается от малейшей искры, моментально высвобождая большое количество энергии.

Для справки. Ученые, впервые разделившие молекулу воды на hydrogen и oxygen, назвали смесь гремучим газом из-за склонности к взрыву. Впоследствии она получила название газа Брауна (по фамилии изобретателя) и стала обозначаться гипотетической формулой ННО.

Пожар на водородном дирижабле
Раньше водородом наполняли баллоны дирижаблей, которые нередко взрывались

Из вышесказанного напрашивается следующий вывод: 2 атома водорода легко соединяются с 1 атомом кислорода, а вот расстаются весьма неохотно. Химическая реакция окисления протекает с прямым выделением тепловой энергии в соответствии с формулой:

2H2 + O2 → 2H2O + Q (энергия)

Здесь кроется важный момент, который пригодится нам в дальнейшем разборе полетов: hydrogen вступает в реакцию самопроизвольно от возгорания, а теплота выделяется напрямую. Чтобы разделить молекулу воды, энергию придется затратить:

2H2O → 2H2 + O2 — Q

Это формула электролитической реакции, характеризующая процесс расщепления воды путем подведения электричества. Как это реализовать на практике и сделать генератор водорода своими руками, рассмотрим далее.

Создание опытного образца

Чтобы вы поняли, с чем имеете дело, для начала предлагаем собрать простейший генератор по производству водорода с минимальными затратами. Конструкция самодельной установки изображена на схеме.

Разложение воды путем электролиза – схема

Из чего состоит примитивный электролизер:

  • реактор – стеклянная либо пластиковая емкость с толстыми стенками;
  • металлические электроды, погружаемые в реактор с водой и подключенные к источнику электропитания;
  • второй резервуар играет роль водяного затвора;
  • трубки для отвода газа HHO.

Важный момент. Электролитическая водородная установка работает только от постоянного тока. Поэтому в качестве источника питания применяйте сетевой адаптер, автомобильное зарядное устройство или аккумулятор. Электрогенератор переменного тока не подойдет.

Принцип работы электролизера следующий:

  1. К двум электродам, погруженным в воду, подводится напряжение, желательно от регулируемого источника. Для улучшения реакции в емкость добавляется немного щелочи либо кислоты (в домашних условиях – обычной соли).Схема разложения воды электричеством
  2. В результате реакции электролиза со стороны катода, подключенного к «минусовой» клемме, станет выделяться водород, а возле анода – кислород.
  3. Смешиваясь, оба газа по трубке поступают в гидрозатвор, выполняющий 2 функции: отделение водяного пара и недопущение вспышки в реакторе.
  4. Из второй емкости гремучий газ ННО подается на горелку, где сжигается с образованием воды.

Чтобы своими руками сделать показанную на схеме конструкцию генератора, потребуется 2 стеклянных бутылки с широкими горлышками и крышками, медицинская капельница и 2 десятка саморезов. Полный набор материалов продемонстрирован на фото.

Комплект материалов для изготовления генератора

Из специальных инструментов потребуется клеевой пистолет для герметизации пластиковых крышек. Порядок изготовления простой:

  1. Плоские деревянные палочки скрутите саморезами, располагая их концами в разные стороны. Спаяйте головки шурупов между собой и подсоедините провода – получите будущие электроды.
  2. Проделайте отверстие в крышке, просуньте туда разрезанный корпус капельницы и провода, затем герметизируйте с 2 сторон клеевым пистолетом.
  3. Поместите электроды в бутылку и завинтите крышку.
  4. Во второй крышке просверлите 2 отверстия, вставьте трубки капельниц и накрутите на бутылку, заполненную обычной водой.Самодельный электролизер в сборе

Для запуска генератора водорода налейте в реактор подсоленную воду и включите источник питания. Начало реакции ознаменуется появлением пузырьков газа в обеих емкостях. Отрегулируйте напряжение до оптимального значения и подожгите газ Брауна, выходящий из иглы капельницы.

Второй важный момент. Слишком высокое напряжение подавать нельзя — электролит, нагревшийся до 65 °С и более, начнет интенсивно испаряться. Из-за большого количества водяного пара разжечь горелку не удастся. Подробности сборки и запуска импровизированного водородного генератора смотрите на видео:

О водородной ячейке Мейера

Если вы сделали и испытали вышеописанную конструкцию, то по горению пламени на конце иглы наверняка заметили, что производительность установки чрезвычайно низкая. Чтобы получить больше гремучего газа, нужно изготовить более серьезное устройство, называемое ячейкой Стэнли Мейера в честь изобретателя.

Принцип действия ячейки тоже основан на электролизе, только анод и катод выполнены в виде трубок, вставляющихся одна в другую. Напряжение подается от генератора импульсов через две резонансные катушки, что позволяет снизить потребляемый ток и увеличить производительность водородного генератора. Электронная схема устройства представлена на рисунке:

Принципиальная схема электронного генератора импульсов

Примечание. Подробно о работе схемы рассказывается на ресурсе http://www.meanders.ru/meiers8.shtml.

Для изготовления ячейки Мейера потребуется:

  • цилиндрический корпус из пластмассы или оргстекла, умельцы нередко используют водопроводный фильтр с крышкой и патрубками;
  • трубки из нержавеющей стали диаметром 15 и 20 мм длиной 97 мм;
  • провода, изоляторы.

Как собрать ячейку Мейера из нержавеющих трубок

Нержавеющие трубки крепятся к основанию из диэлектрика, к ним припаиваются провода, подключаемые к генератору. Ячейка состоит из 9 или 11 трубок, помещенных в пластиковый либо плексигласовый корпус, как показано на фото.

HHO ячейка в сборе для получения чистого гидрогена
Под ячейку Мейера можно приспособить готовый пластиковый корпус от обычного водопроводного фильтра

Соединение элементов производится по всем известной в интернете схеме, куда входит электронный блок, ячейка Мейера и гидрозатвор (техническое название – бабблер). В целях безопасности система снабжена датчиками критического давления и уровня воды. По отзывам домашних умельцев, подобная водородная установка потребляет ток порядка 1 ампера при напряжении 12 В и обладает достаточной производительностью, хотя точные цифры отсутствуют.

Схема соединений элементов электролизера
Принципиальная схема включения электролизера

Реактор из пластин

Высокопроизводительный генератор водорода, способный обеспечить работу газовой горелки, выполняется из нержавеющих пластин размером 15 х 10 см, количество – от 30 до 70 шт. В них просверливаются отверстия под стягивающие шпильки, а в углу выпиливается клемма для присоединения провода.

Блок реактора из нержавеющих пластин

Кроме листовой нержавейки марки 316 понадобится купить:

  • резина толщиной 4 мм, стойкая к воздействию щелочи;
  • концевые пластины из оргстекла либо текстолита;
  • шпильки стяжные М10—14;
  • обратный клапан для газосварочного аппарата;
  • фильтр водяной под гидрозатвор;
  • трубы соединительные из гофрированной нержавейки;
  • гидроокись калия в виде порошка.

Сборочный чертеж – установка пластин и прокладок

Пластины нужно собрать в единый блок, изолировав друг от друга резиновыми прокладками с вырезанной серединой, как показано на чертеже. Получившийся реактор плотно стянуть шпильками и подключить к патрубкам с электролитом. Последний поступает из отдельной емкости, снабженной крышкой и запорной арматурой.

Примечание. Мы рассказываем, как сделать электролизер проточного (сухого) типа. Реактор с погружными пластинами изготовить проще – резиновые прокладки ставить не нужно, а собранный блок опускается в герметичную емкость с электролитом.

Емкость электролизера с щелочным раствором
Схема водородной установки мокрого типа

Последующая сборка генератора, производящего водород, выполняется по той же схеме, но с отличиями:

  1. На корпусе аппарата крепится резервуар для приготовления электролита. Последний представляет собой 7—15% раствор гидроокиси калия в воде.
  2. В «бабблер» вместо воды заливается так называемый раскислитель – ацетон либо неорганический растворитель.
  3. Перед горелкой обязательно ставится обратный клапан, иначе при плавном выключении водородной горелки обратный удар разорвет шланги и «бабблер».

Для питания реактора проще всего задействовать сварочный инвертор, электронные схемы собирать не нужно. Как устроен самодельный генератор газа Брауна, расскажет домашний мастер в своем видео:

Выгодно ли получать водород в домашних условиях

Ответ на данный вопрос зависит от сферы применения кислородно-водородной смеси. Все чертежи и схемы, публикуемые различными интернет-ресурсами, рассчитаны на выделение газа HHO для следующих целей:

  • использовать hydrogen в качестве топлива для автомобилей;
  • бездымно сжигать водород в отопительных котлах и печах;
  • применять для газосварочных работ.

Главная проблема, перечеркивающая все преимущества водородного топлива: затраты электричества на выделение чистого вещества превышают количество энергии, получаемое от его сжигания. Что бы ни утверждали приверженцы утопичных теорий, максимальный КПД электролизера достигает 50%. Это значит, что на 1 кВт полученной теплоты затрачивается 2 кВт электроэнергии. Выгода – нулевая, даже отрицательная.

Конструкция заводского электролизера – вид изнутриВспомним, что мы писали в первом разделе. Hydrogen – весьма активный элемент и реагирует с кислородом самостоятельно, выделяя уйму тепла. Пытаясь разделить устойчивую молекулу воды, мы не можем подвести энергию непосредственно к атомам. Расщепление производится за счет электричества, половина которого рассеивается на подогрев электродов, воды, обмоток трансформаторов и так далее.

Важная справочная информация. Удельная теплота сгорания водорода втрое выше, чем у метана, но – по массе. Если сравнивать их по объему, то при сжигании 1 м³ гидрогена выделится всего 3.6 кВт тепловой энергии против 11 кВт у метана. Ведь водород – легчайший химический элемент.

Теперь рассмотрим гремучий газ, полученный электролизом в самодельном водородном генераторе, как топливо для вышеперечисленных нужд:

  1. Конечная цена установки, низкая производительность и КПД делает крайне невыгодным сжигание водорода для отопления частного дома. Чем «наматывать» счетчик электролизером, проще поставить любой из электрокотлов – ТЭНовый, индукционный либо электродный.
  2. Чтобы заменить 1 л бензина для автомобиля, потребуется 4766 литров чистого водорода или 7150 л гремучего газа, треть которого составляет кислород. Самый завравшийся изобретатель в интернете еще не сделал электролизер, способный обеспечить подобную производительность.Сварочный аппарат на водородном топливе
  3. Газосварочный аппарат, сжигающий hydrogen, компактнее и легче баллонов с ацетиленом, пропаном и кислородом. Плюс температура пламени до 3000 °С позволяет работать с любыми металлами, стоимость получения горючего здесь особой роли не играет.

Для справки. Чтобы сжигать гидроген в отопительном котле, придется основательно переработать конструкцию, поскольку водородная горелка способна расплавить любую сталь.

Заключение

Гидроген в составе газа ННО, полученный из самодельного водородного генератора, пригодится для двух целей: экспериментов и газосварки. Даже если отбросить низкий КПД электролизера и затраты на его сборку вместе с потребляемым электричеством, на обогрев здания попросту не хватит производительности. Это касается и бензинового двигателя легковой машины.

38 Replies to “Как сделать генератор водорода в домашних условиях”

  1. Vlad

    » Ячейка состоит из 9 или 11 трубок, помещенных в пластиковый либо плексигласовый корпус, как показано на фото»
    Вообще то на фото трубок 10, если что!
    И вообще, это статья не о чем не доказывает, одни лишь утверждения. Нет выкладок, опытов и фактов. Известно лишь одно — если кто-то разработает выгодную технологию, которая будет отбирать хлеб у энергетических магнатов, то этого человека просто уберут. А технологии заберут себе, ибо нечего! Насчет закона сохранения массы и энергии уже не все определенно, но ученым невыгодно выставлять себя дураками.

    • Представитель

      Спасибо за Ваше замечание по количеству трубок.
      В статье не стоит задача что-то доказывать. Излагается ситуация на данный момент и общее руководство по изготовлению генератора — ежели кто захочет.

    • Владимир

      Мне нравились некоторые его ролики. Давайте начну с другого – а что из правды Вы учили в школе, наверно, как рассчитаться в магазине, банке!
      Вы не знаете ничего, начиная с того, что газ, нефть, дрова – это не энергоносители, они не горят!!! А что тогда горит и почему углеводороды – это окислители, но никак не энергоносители? Вы слышали выражение «двигатель внутреннего сгорания», сгорает-то в двигателе, но смесь подается извне и уходит туда же, причем необходимая, иначе гореть не будет. На просторах нета можно услышать – Тесла хотел дать даром электричество. Да не хотел он ничего давать, разводят вас, как лохов. Приняли для коммерциализации переменный ток – так выгодно коммерсантам, а Вы в минусе! Вообще я давно занялся лично для себя вопросом «изучения людей в результате общения» и пришел к довольно плохим выводам. каким? Насколько Вы сами и Ваше окружение смахиваете на мальчика с ролика, досмотрите ролик до конца: youtube.com/watch?v=y-UGaKXl6Ys. Ну а если быть более конкретным с ответом, то бесплатного ничего не бывает (сыр в мышеловке). Но, как Вы думаете, неужели в нете мало людей, которые говорят – нас окружает море энергии, другие – не стоит пока об этом говорить, народ не готов и т.д. Это я к тому, что в мире десятки тысяч разработчиков, которые изобрели «генераторы энергии, работающие в автоматическом режиме и выдающие энергию на гора» и не обязательно, если он будет стоять у Вас в доме – Вы будете за нее платить. Все понимание наверно нужно начать с прослушивания людей, которые нами руководят, у кого фабрики, заводы, земля (наверно, как в конституции – у государства и принадлежит народу)!!!

  2. Юрий

    Получать горючий газ HHO можно по методу (реакция) Марсоля, разлагая воду на цинке и сурьме, всё.

    • Архивариус Тт

      Боюсь, этот метод ничем не лучше других. Если изучить скудную информацию по данной теме, то в глаза сходу бросается 3 нестыковки:
      1. Вода в молекулярном двигателе Марсоля разлагается на кислород и водород, минуя паровую фазу. Нонсенс.
      2. Насос и сопротивление затрачивает электричество, поршень совершает механическую работу. Каково соотношение затраченной и полученной энергии, неизвестно.
      3. Потери теплоты в насосе и молекулярном двигателе неизбежны.
      Сдается мне, разложение электролизом куда перспективнее.

  3. Эди

    Да статья интересная,а еще интереснее как работают автомобильные газогенераторы. Ведь как уже слышно налаживается серийный выпуск автомобилей на водородном топливе заправляемые обычной водой,то есть там стоит газогенератор и как слышал и КПД намного выше.

  4. Maxim

    Есть ещё один важный момент, который не рассмотрен в статье: это увеличение эффективности природных источников энергии с помощью электролиза. Как известно, для получения солнечной энергии можно использовать солнечные панели, либо коллекторы. Но эти решения трудно использовать для отопления, так как солнце наиболее интенсивно светит днём и летом, а топить нужно зимой и ночью. Потому напрямую греть ТЭН от солнечной панели не получится.
    Чтобы запасать энергию, используются аккумуляторы, но у них низкий КПД и короткий срок службы в циклическом режиме.
    И тут интересно рассмотреть возможность использования электролиза для запасания солнечной (или ветровой) энергии. Например летом на солнце использовать электричество солнечной панели, чтобы получить запас водорода, а ночью зимой этот водород сжигать в водородном котле. То что у системы низкий КПД — в этом случае не важно, солнца ведь и так много. Гораздо важнее насколько безопасно получится запасать водород в больших объёмах, чтобы потом использовать по мере необходимости.

    • Представитель

      Ваша идея запасать водород на ночь, используя солнечную энергию днем, действительно интересна. В статье мы не рассматривали эту возможность, потому что никто не применял подобную схему на практике. Во всяком случае, нам неизвестны такие факты. Ну и конечно, надо считать выгоду – во сколько обойдется производство водорода днем (плюс стоимость оборудования) и обычное отопление по ночному тарифу.

      • Евгений

        Мной давно рассмотрена идея синтеза водорода при помощи гибрида ветряка и солнечными элементами, последующим электролизом и связыванием водорода в гидрид алюминия.

  5. Слава

    То что водородная установка работает это 100% правда , я сам ими занимался 25 лет назад. Вопрос только в том кто вам даст этим заниматься ? Нефтеные магнаты тоже хотят кушать и они вас съедят за эти установки. 2 вопрос , куда вы денете миллионы безработных которых уволят с нефтеперерабатывающих заводов?
    Установка РАБОТАЕТ.

    • Владимир

      То, что установка работает известно давно. Ещё в СССР хотели запустить автобусы на водороде. Не дали, по причине причинения вреда экономике.

      • Борис

        Привет, можешь скинуть схему водородной установки мне на почту kunakbaevboris@ gmail.com?

      • Сергей

        И мне тоже скиньте схему установки на ящик kholanex(собака)mail.ru Пожалуйста! Я вам точно говорю, приходит время и мысли у людей сходятся. Я уже давно замыслил продвигать бизнес в жарких странах по производству водорода при помощи солнечных электростанций. И ведь Майер каким то образом добился высокой производительности установки. Как он это сделал если многие утверждают, что представленная здесь схема не работает?

    • Евгений

      Для повышения КПД, наверно, надо генератор с частотой резонансной колебательной частоте молекулы воды.

    • Илья

      И мне если можно . Разрабатываю газообразный водород в сухой для овощных зерновых культур

  6. Дмитрий

    А если водород собирать из системы водяного отопления, которая работает на электричестве. У которой в котле вместо электроТЭНов будет стоять реактор из пластин?

    • Архивариус

      Не думаю, что это хорошая идея. Львиная доля энергии будет расходоваться на нагрев теплоносителя, который постоянно идет из системы отопления. Водорода выделится мизер, и как его улавливать? На выходе воздухоотводчика?😊 Да и смысл этим заниматься, если все равно греем воду электрокотлом.

    • Роман

      Для чего надо лезть в мировую экономику, просто создать для себя комфортные условия проживания, а на остальных плевать нет народа в стране у всех хата скраю, Сибирь горит и лес миллионами кубометров вывозят, а народишку наплевать, так и тут, сделал для себя и плюй в потолок:)

  7. Алекандр

    А если я живу за городом. Могу подключить солнечные батареи к установке чтобы она постоянно вырабатывала водород? Затрат на электричество получится ноль.
    А как этот водород скапливать? чтобы потом было удобно использовать?

    • Виктор

      ну если поставить солнечные батареи то получается что можно не тратить электроэнергию на выработку водорода, а вот как его скапливать или собирать я хз.

  8. Александр

    Проблема в том, что аккумулировать газ Брауна (а не водород, как вы его называете) крайне опасно. По причине его чрезвычайной летучести. Слышал, что кто-то якобы изобрёл обратный клапан, способный его удержать при давлении. Но подтверждений нет. Если закачать, скажем, в кислородный баллон, даже пусть с небольшим давлением этот газ, вы спать спокойно не сможете рядом с водородной бомбой. Его нужно сразу сжигать, как взрывается гремучий газ можно посмотреть на ютубе.

  9. Олег

    Купив газ 2402, маю 3 сонячні панелі на 24 вольта 250 ватт кожна (полікристалічні). Планую зробити генератор водню, питання – чи варто? В неті інформації нуль.

    • Архивариус

      Насамперед хочу відзначити, що про саморобні генератори водню в інтернеті є купа інформації. Інша справа, шо вона досить різноманітна і неточна. Наприклад, однозначної відповіді щодо доцільності Ви не знайдете (підкріплену достовірними даними, я маю на увазі).
      Але Ви вже придбали сонячні панелі і маєте джерело умовно безкоштовного струму. Отже, лишається скласти генертор та самому оцінити його продуктивність і працездатність. Гадаю, це найкращий варіант.

  10. Александр

    Доброе время суток, хотелосЬ бы узнать:
    1. Какой частоты используется напряжение – 2000 Гц или более?
    2. Как поступает вода в проточныЙ электролизёр?
    3. Какое напряжение лучше использоватЬ, сколько вольт, 45 или побольше?
    4. Импульсное (ударное) напряжение лучше или переменку?
    Сколько мл воды потребуется, чтобы произвести 751 литр газа Брауна, именно столько потребуется для авто с ДВС 1,5 л при скорости 100 км/час (в минуту)?
    С уважением Александр.

    • Представитель

      Уважаемый Александр. На некоторые из Ваших вопросов есть очевидные ответы. Например, частота напряжения зависит от Вашего генератора, который лучше сделать регулируемым. Еще: электролизер нельзя назвать проточным, поскольку вода в нем разлагается, а не течет куда-то еще, поступает из водопровода. Четкие ответы на остальные вопросы Вы сможете получить только из личного опыта или узнать у коллег на специализированных форумах. Будь у нас достоверные и подтвержденные цифры, мы опубликовали бы их в статье.

    • Николай

      Водород совершенно безопасно накапливать и хранить в металлгидридных аккумуляторах водорода.

      • Игорь

        А мне статья понравилась, в ней показаны идеи и доступные способы получения водорода. Делать или не делать электролизер – выбор за Вами! С чем не согласен, и хочу подправить автора: при сгорании 1 моль водорода заменяет почти 4 моля бензина, то есть наоборот, для получения одинакового количества тепла, водорода нужно намного меньше. И главное: почти все Европейские научные проекты направлены на водородную энергетику, в США уже в свободной продаже водородные мини-электростанции. Если бы это было не выгодно, они бы этим не занимались! Кому на сегодня водородная энергетика точно не выгодна, так это государству!

  11. Евгений.

    Очень интересная информация. Хотелось бы собрать такую установку. Нужна схема и описание.

  12. Андрей

    Смысл тратить в в два раза больше солнечной энергии на выработку газа, что бы потом им греть. Грейте сразу солнечной энергией, меньше потеряете.

  13. Андрей

    Такие генераторы давно сделаны и свободно продаются, но для получения 0.4 м3/ч (это примерно 4 гр.) газа надо потратить 3 кВт, а это 10,8 МДж. При сжигании 4г, при удельной теплоте 140 МДж/кг получите 560 кДж, утопия это все. Разве что шарики надувать и продавать на базаре. И то надо посчитать, надо ли оно.

  14. achiko

    А что если солнечными панелями заряжать батарею и накопленную энергию использовать в электролизере? Тем самим экономить бензин в ДВС…?

  15. achiko

    А в чем, собственно, подвох? Если вырабатываемый Браун не будет зависеть от ДВС? Кстати, я провел раскоксовку ДВС этим газом и результат был отличный. Самодельно устроил ННО-ген с баблером и катался так неделю, 2–3. Правда, сэкономить не вышло…я думаю из-за того, что брал энергию от аккума машины .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *