Отопление на водороде своими руками: применение водорода в системе отопления, особенности водородного генератора

Содержание

применение водорода в системе отопления, особенности водородного генератора

На современном рынке представлено множество вариантов отопления дома. Но нелегко найти качественный вариант с минимальными затратами. Одним из хороших вариантов является отопление на водороде. Ведь водород можно получить с легкостью, где есть электричество и вода. Такой вариант отопления считается довольно-таки экономичным.

Содержание:

  1. Применение водорода в системе отопления
  2. Преимущества и недостатки отопления на водороде
  3. Особенности водородного генератора
  4. Особенности электролитического генератора
  5. Применение газа Брауна

Применение водорода в системе отопления

Для тех, кто любит все делать своими руками, есть возможность создать систему отопления для своего дома самостоятельно. Одним из таких систем является отопление на водороде. С помощью такой отопительной системы можно эффективно отапливать большие помещения. Так как отопление на водороде обладает высокой мощностью. 

Впервые такое отопление изготовила Итальянская компания. Отопление на водороде не производит вредных веществ и выбросов. Она влияет положительно на здоровье людей, а отапливает дом быстро, качественно и без шума.

Так как данное отопление может сжигать водород при температуре 300°, то существует возможность применения обычных котлов изготовленных из стандартных материалов.

В связи с тем, что отопление на водороде не выбрасывает вредные вещества в атмосферу, отсутствует необходимость в применении специальных котлов с системой вывода продуктов сгорания. В такой отопительной системе выделяется только пар, который не несет никакого вреда. Для того чтобы получать водород вам придется только тратиться на расходы электричества. Если же вы проживаете в теплых регионах, то можно применить солнечные батареи. В таком случае вы сможете хоть немного сократить расхода на электроэнергию.  

Компоненты, которые входят в отопительную систему на водороде: трубы диаметром от 25 до 32 мм и котел. Установить трубы можно самостоятельно с учетом некоторых требований: диаметр трубы должен быть меньше после каждого разветвления. При соблюдении такого правила горелка будет работать качественно. 

Также котел, работающий на водороде можно применять для обогрева полов. Такую систему используют довольно-таки часто. Установить такую систему самостоятельно не составит труда. А приобрести данную отопительную систему можно с разной мощностью.

Преимущества и недостатки отопления на водороде

Отопление на водороде имеет много преимуществ:

  1. Водородное отопление вполне может заменить другие традиционные варианты. Пи этом не придется добывать нефть, газ, дрова и уголь. Такая система значительно упростит расходы на отопление. 
  2. Отопления на водороде является экологически чистым. Именно поэтому многие отдают предпочтение такой системе. Она не производит вредных выбросов в атмосферу. Единственным продуктом, который она выделяет, является пар. Он не наносит никакого вреда для окружающих.
  3. Высокий КПД. Он может достигать до 96%.
  4. Тепло получается в результате каталитической реакции. Такая система работает без использования огня. Вода получается в результате соединения кислорода и водорода. Таким образом, выделяется тепловая энергия. Для системы «теплый пол» такое отопление отлично подходит. Ведь в теплообменник идет тепло с температурой 40°. 

Но есть и некоторые недостатки у такой системы отопления:

  1. Небольшое количество специализированных мастеров, которые могут произвести ремонт такого отопительного прибора.
  2. Если оборудование устроено неправильно, то может произойти взрыв.
  3. На рынке представлено мало моделей такого отопления. Поэтому существуют проблемы покупкой и установкой оборудования. 

Особенности водородного генератора

Водородную горелку необходимо выбирать подходящую для вашего помещения. А также в зависимости от площади отапливаемого здания нужно определить с требуемой мощностью. Для того чтобы не производить лишние затраты на отопление. Максимальным значением мощности является 6.
Получать водород можно в любом количестве. Для этого должна присутствовать вода и электричество. Отопление на водороде считается самым экономным. 

Если у вас уже установлена отопительная система, но вы бы хотели приобрести дополнительный источник тепла, то отопление на водороде отлично подходит. Но такое отопление может работать не только как дополнительное, но и как основное. При использовании данной системы в качестве дополнительного источника энергии, следует следить за температурой элементов, которая должна быть невысокой.

Особенности электролитического генератора

Электролитический генератор водорода изготавливают в контейнере. Перед покупкой такого оборудования необходимо получить некоторые документы: сертификаты и разрешение от Ростехнадзора. 

В состав электролитического генератора входят следующий элементы:

  • Система, которая охлаждает жидкость;
  • Электролизер. Это устройство, которое разделяет получение кислорода и водорода;
  • Система по анализу газа;
  • Панели автоматической системы контроля и управления оборудования;
  • Система, которая контролирует возможную утечку водорода;
  • Блок для пополнения воды;
  • Блок, который состоит из выпрямителя, трансформатора и распределительной коробки. 

Часто применяют несколько капель щелока для того чтобы достичь максимальной эффективности электропроводности. Пополняют устройство не чаще, чем 1 раз в год. Как и все генераторы электролитические изготавливают с соблюдением всех норм безопасности и экологии. 

Купить водородный электролитический генератор обойдется намного выгоднее, чем регулярно покупать газ. Для того чтобы получить 1 м3 газа из кислорода и водорода потребуется всего 3, 5 кВт электроэнергии и 0,5 л деминерализованной воды. 

Применение газа Брауна

Спорным вопросом до сих пор считается применение газа Брауна в системе отопления. При сгорании газа получается больше энергии примерно в 4 раза. Газ Брауна - это хим. соединение, которое состоит из 1 атома кислорода и 2 атомов водорода.

Так как для получения такого газа необходим электролиз воды, то применяют специальный электролиз для отопления. Для использования данной технологии в отопительной системе необходимо переделать стандартный котел. В основе такого оборудования будет электролизер, в который заливается электролит. На трубки или металлические пластины подается переменный ток. Вследствие этого происходит разъединение молекул водорода и кислорода. В результате чего получается газ Брауна.

Читайте также:

применение водорода в системе отопления, особенности водородного генератора

На современном рынке представлено множество вариантов отопления дома. Но нелегко найти качественный вариант с минимальными затратами. Одним из хороших вариантов является отопление на водороде. Ведь водород можно получить с легкостью, где есть электричество и вода. Такой вариант отопления считается довольно-таки экономичным.

Содержание:

  1. Применение водорода в системе отопления
  2. Преимущества и недостатки отопления на водороде
  3. Особенности водородного генератора
  4. Особенности электролитического генератора
  5. Применение газа Брауна

Применение водорода в системе отопления

Для тех, кто любит все делать своими руками, есть возможность создать систему отопления для своего дома самостоятельно. Одним из таких систем является отопление на водороде. С помощью такой отопительной системы можно эффективно отапливать большие помещения. Так как отопление на водороде обладает высокой мощностью. 

Впервые такое отопление изготовила Итальянская компания. Отопление на водороде не производит вредных веществ и выбросов. Она влияет положительно на здоровье людей, а отапливает дом быстро, качественно и без шума.

Так как данное отопление может сжигать водород при температуре 300°, то существует возможность применения обычных котлов изготовленных из стандартных материалов.

В связи с тем, что отопление на водороде не выбрасывает вредные вещества в атмосферу, отсутствует необходимость в применении специальных котлов с системой вывода продуктов сгорания. В такой отопительной системе выделяется только пар, который не несет никакого вреда. Для того чтобы получать водород вам придется только тратиться на расходы электричества. Если же вы проживаете в теплых регионах, то можно применить солнечные батареи. В таком случае вы сможете хоть немного сократить расхода на электроэнергию. 

Компоненты, которые входят в отопительную систему на водороде: трубы диаметром от 25 до 32 мм и котел. Установить трубы можно самостоятельно с учетом некоторых требований: диаметр трубы должен быть меньше после каждого разветвления. При соблюдении такого правила горелка будет работать качественно. 

Также котел, работающий на водороде можно применять для обогрева полов. Такую систему используют довольно-таки часто. Установить такую систему самостоятельно не составит труда. А приобрести данную отопительную систему можно с разной мощностью.

Преимущества и недостатки отопления на водороде

Отопление на водороде имеет много преимуществ:

  1. Водородное отопление вполне может заменить другие традиционные варианты. Пи этом не придется добывать нефть, газ, дрова и уголь. Такая система значительно упростит расходы на отопление. 
  2. Отопления на водороде является экологически чистым. Именно поэтому многие отдают предпочтение такой системе. Она не производит вредных выбросов в атмосферу. Единственным продуктом, который она выделяет, является пар. Он не наносит никакого вреда для окружающих.
  3. Высокий КПД. Он может достигать до 96%.
  4. Тепло получается в результате каталитической реакции. Такая система работает без использования огня. Вода получается в результате соединения кислорода и водорода. Таким образом, выделяется тепловая энергия. Для системы «теплый пол» такое отопление отлично подходит. Ведь в теплообменник идет тепло с температурой 40°.  

Но есть и некоторые недостатки у такой системы отопления:

  1. Небольшое количество специализированных мастеров, которые могут произвести ремонт такого отопительного прибора.
  2. Если оборудование устроено неправильно, то может произойти взрыв.
  3. На рынке представлено мало моделей такого отопления. Поэтому существуют проблемы покупкой и установкой оборудования. 

Особенности водородного генератора

Водородную горелку необходимо выбирать подходящую для вашего помещения. А также в зависимости от площади отапливаемого здания нужно определить с требуемой мощностью. Для того чтобы не производить лишние затраты на отопление. Максимальным значением мощности является 6.

Получать водород можно в любом количестве. Для этого должна присутствовать вода и электричество. Отопление на водороде считается самым экономным. 
Если у вас уже установлена отопительная система, но вы бы хотели приобрести дополнительный источник тепла, то отопление на водороде отлично подходит. Но такое отопление может работать не только как дополнительное, но и как основное. При использовании данной системы в качестве дополнительного источника энергии, следует следить за температурой элементов, которая должна быть невысокой.

Особенности электролитического генератора

Электролитический генератор водорода изготавливают в контейнере. Перед покупкой такого оборудования необходимо получить некоторые документы: сертификаты и разрешение от Ростехнадзора. 

В состав электролитического генератора входят следующий элементы:

  • Система, которая охлаждает жидкость;
  • Электролизер. Это устройство, которое разделяет получение кислорода и водорода;
  • Система по анализу газа;
  • Панели автоматической системы контроля и управления оборудования;
  • Система, которая контролирует возможную утечку водорода;
  • Блок для пополнения воды;
  • Блок, который состоит из выпрямителя, трансформатора и распределительной коробки.  

Часто применяют несколько капель щелока для того чтобы достичь максимальной эффективности электропроводности. Пополняют устройство не чаще, чем 1 раз в год. Как и все генераторы электролитические изготавливают с соблюдением всех норм безопасности и экологии. 

Купить водородный электролитический генератор обойдется намного выгоднее, чем регулярно покупать газ. Для того чтобы получить 1 м3 газа из кислорода и водорода потребуется всего 3, 5 кВт электроэнергии и 0,5 л деминерализованной воды. 

Применение газа Брауна

Спорным вопросом до сих пор считается применение газа Брауна в системе отопления. При сгорании газа получается больше энергии примерно в 4 раза. Газ Брауна - это хим. соединение, которое состоит из 1 атома кислорода и 2 атомов водорода.

Так как для получения такого газа необходим электролиз воды, то применяют специальный электролиз для отопления. Для использования данной технологии в отопительной системе необходимо переделать стандартный котел. В основе такого оборудования будет электролизер, в который заливается электролит. На трубки или металлические пластины подается переменный ток. Вследствие этого происходит разъединение молекул водорода и кислорода. В результате чего получается газ Брауна.

Читайте также:

Как сделать водородный котел отопления своими руками?

Уже давно прошло время, когда обогрев частного загородного дома осуществлялся только лишь сжиганием в печи дров ли угля. Нынешние отопительные агрегаты используют различные виды топлива. Но постоянный рост цен на топливо, вынуждает идти на поиски более дешевых вариантов отопления. Но буквально у нас под носом лежит неиссякаемый источник энергии – водород. И в данной статье мы расскажем, как в качестве топлива можно использовать обычную воду, собрав водородный котел отопления своими руками.

Конструкция и принцип работы водородного генератора

Применение водорода в виде топлива для обогрева жилища – довольно заманчивая идея, ведь его теплотворность составляет 33,2 кВт/м3, в то время как у природного газа она всего 9,3кВт/м3, а это более чем в 3 раза. Теоретически добыть водород можно из воды, для того чтобы его потом сжечь в котле, можно воспользоваться водородным генератором для отопления дома.

Как энергоноситель с водородом ничто не может сравниться, а его запасы практически бесконечны. Как уже говорилось выше, при сгорании водород выделяет очень много тепловой энергии, намного больше, чем любое углеродосодержащее топливо. Вместо вредных выбросов в атмосферу, которые выделяются при использовании природного газа, водород, сгорая, образует обычную воду в виде пара. Только есть одна проблема, данный элемент не встречается в природе в чистом виде, а только в соединении с другими веществами.

Одним из таких соединений является обычная вода, которая представляет собой окисленный водород. Для того чтобы расщепить на составляющие ее элементы многие ученые потратили не один год. И не безрезультатно, техническое решение по выделению из воды ее составляющих все же было найдено. Это так называемая химическая реакция электролиза, в результате которой вода распадается на кислород и водород, получаемую смесь прозвали гремучим газом или газом Брауна.

Ниже можно увидеть схему водородного генератора (электролизера), который работает от электричества:

Электролизеры поставлены на серийное производство и служат для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной частоты и силы подается на группы металлических пластин, которые погружены в воду. Из-за протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром.

Для того чтобы отделить газы от пара все пропускается через сепаратор, после которого подается на горелку. Чтобы предотвратить обратный удар и взрыв, на подаче монтируется клапан, который пропускает горючее только в одну сторону.

Водородная установка для обогрева жилища включает в себя следующие составляющие: котел и трубы диаметром 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы можно установить дома своими руками, но необходимо выполнить одно условие – после каждого разветвления диаметр должен уменьшаться.

Диаметр уменьшается по следующему принципу – труба D32, труба D25. После разветвления – D20, и последней монтируется труба D16. При соблюдении этого условия водородная горелка будет работать качественно и эффективно.

Для того чтобы следить за уровнем воды и своевременно подпитывать ею устройство, в конструкции есть специальный датчик, который отдает команду в нужный момент и вода впрыскивается в рабочее пространство электролизера. Для того чтобы давление не подпрыгивало до критической точки внутри сосуда, агрегат оборудуется аварийным выключателем и сбросным клапаном. Для обслуживания генератора водорода, необходимо только время от времени добавлять воду и все.

Преимущества водородного отопления

У водородного отопления есть несколько серьезных достоинств, которые влияют на распространенность системы:

  1. Экологически чистые системы. Единственный побочный продукт, который выбрасывается в атмосферу во время работы – вода в парообразном состоянии. Что никоим образом не вредит окружающей среде.
  2. Водород в системе отопления работает без применения огня. Тепло образуется из-за каталитической реакции. При соединении водорода с кислородом, образуется вода. Из-за этого идет большое выделение тепла. Сам поток тепла, температура которого равняется около 40оС, идет в теплообменник. Для системы теплый пол – это идеальный температурный режим.
  3. Довольно скоро отопление на водороде своими руками сможет вытеснить традиционные системы, тем самым освободив человечество от добычи других видов топлива – нефти, газа, угля и дров.
  4. Минимальный срок службы – 15 лет.
  5. КПД отопления частного дома водородом может достигать 96%.

Добыча водорода – это вполне доступный процесс. Все, на что необходимо будет тратиться это электричество. А при использовании генератора отопления включить в работу системы еще и солнечные батарею, то траты на электроэнергию можно свести к минимуму. Исходя из этого, можно заключить что, эта система наиболее экологически чистая и эффективная для отопления жилища.

Как собрать генератор водорода собственноручно?

Зачастую котел, работающий на водороде, используется для обогрева полов. Эти системы в наше время встречаются самой разной мощности. Мощность котлов бывает самая разная, начиная от 27Вт и до бесконечности. Можно взять один очень мощный котел для обогрева сразу всего дома, а можно несколько небольших. Устанавливаются они своими силами, но, как сделать водородный генератор своими руками?

Прежде чем начать сооружать топливную ячейку необходимо иметь под руками следующие инструменты:

  • ножовку по металлу;
  • дрель с набором свёрл;
  • набор гаечных ключей;
  • плоская и шлицевая отвёртки;
  • угловая шлифмашина («болгарка») с установленным кругом для резки металла;
  • мультиметр и расходомер;
  • линейка;
  • маркер.

Более того, если вы решите самостоятельно заниматься сооружением ШИМ-генератора, то для его настройки понадобятся осциллограф и частотомер.

Для того чтобы изготовить водородный генератор для отопления частного дома рассмотрим абсолютно «сухую» схему электролизера с применением электродов из пластин нержавеющей стали.

Представленная ниже инструкция показывает процесс конструирования водородного генератора:

  1. Сооружение корпуса топливной ячейки. Роль боковых стенок каркаса играют пластины оргалита или оргстекла, нарезанные по размеру будущего генератора. Стоит заметить, что он размеров агрегата напрямую зависит его производительность, но и затраты на получение ННО будут намного выше. Для сооружения топливной ячейки оптимальными являются габариты от 150×150 мм до 250×250 мм.
  2. В каждой из платин сверлятся отверстия под входной и выходной штуцера для воды. Кроме этого, необходимо сверление в боковой стенке для выхода газа и четыре отверстия по углам для того чтобы соединить элементы реактора между собой.
  3. С помощью болгарки из листа нержавейки марки 316L, вырезают пластины электродов. Они по размеру должны быть меньше стенок на 10-20 мм. Более того, при изготовлении каждой детали, в одном из углов необходимо оставлять небольшую контактную площадку. Это необходимо для того чтобы соединить отрицательные и положительные электроды в группы перед их подключением к питанию.
  4. Для получения необходимого количества ННО, нержавейку необходимо обработать мелкой наждачной бумагой с двух сторон.
  5. В каждой пластине сверлятся два отверстия: сверлом чей диаметр должен быть 6-7 мм – для подачи в пространство между электродами воды и диаметром 8-10 мм – для отвода газа Брауна. Точки сверления рассчитывают с учетом мест монтажа соответствующих подводящих и выходного патрубков.
  6. Приступают к сборке генератора. Для этого в оргалитовые стенки монтируют штуцеры служащие для подачи воды и отбора газа. Места их присоединений тщательнейшим образом герметизируют автомобильным или сантехническим герметиком.
  7. После этого одну из прозрачных корпусных деталей устанавливают на шпильки, после этого укладывают электроды. Укладка электродов должна начинаться с уплотнительного кольца. Обратите внимание: плоскость электродов должна быть абсолютно ровной, в противном случае элементы с разноименными зарядами будут касаться, что вызовет короткое замыкание!
  8. Пластины нержавейки отделяют от боковых поверхностей реактора с помощью уплотнительных колец, изготовленных из силикона, паронита или других материалов. Важно чтобы он был не толще 1 мм. Подобные детали используют как дистанционные прокладки между пластинами. В процессе укладки следят, чтобы контактные площадки разноименных электродов были сгруппированы по разные стороны генератора.
  9. После того как уложена последняя пластина устанавливают уплотнительное кольцо, после чего генератор закрывается второй оргалитовой стенкой, а саму конструкцию соединяют с помощью гаек и шайб. Делая эту работу, внимательно следите за равномерностью затяжки и отсутствием перекосов между пластинами.
  10. С помощью полиэтиленовых шлангов генератор подключается к емкости с водой и бабблеру.
  11. Контактные площадки электродов соединяются между собой любым методом, после чего к ним подводят провода питания.
  12. На топливную ячейку подается напряжение от ШИМ-генератора, после чего приступают к настройке и регулировке аппарата по максимальному выходу газа ННО.

Для того чтобы получить газ Брауна в необходимом количестве которое будет достаточным для приготовления пищи и отопления, устанавливают несколько генераторов водорода которые работают параллельно.

Рекомендации по эксплуатации котла на водороде

  1. Самостоятельно модернизировать подобное оборудование, даже при наличии подробного и профессионального инженерного чертежа – категорически запрещается. Это может поспособствовать вероятности утечки водородной смеси из генератора в открытое пространство, что довольно опасно.
  2. Рекомендуется смонтировать специальные датчики температурного режима внутри теплообменника, это даст возможность следить за вероятным превышением уровня температуры нагрева воды.
  3. В саму конструкцию горелки можно включить запорную арматуру, которая будет подключена непосредственно к самому датчику температуры. Необходимо также обеспечить нормированное охлаждение котла.
  4. И наконец, на чем необходимо сделать особое ударение это безопасность. Необходимо помнить о том, что смесь водорода и кислорода не зря назвали гремучей. ННО это опасное химическое соединение, которое при небрежном обращении может повлечь взрыв. Следуйте правилам безопасности и будьте предельно аккуратны в экспериментах с водородом.

При правильном обращении водородный котел может прослужить не 15 лет, как это обычно положено, а 20 или даже 30. Однако помните, что чем больше мощность котла, тем больше расход электроэнергии!

Водородный генератор своими руками. Отопление дома водородом


Водородный генератор своими руками. Его ещё называют электролизёром, HHO генератором... А газ называют газом Брауна...


Из такой водородной установки можно сделать систему отопления. Вот лишь несколько таких установок, которые воплотили в жизнь:


Предлагаю вашему вниманию водородный генератор. Используется как сварочный аппарат для отопления дома, для авто.






Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

отопление частного дома водородом своими руками

Разработки новых и новых систем отопления идут полным ходом, и одним из самых последних достижений в этой отрасли является возможность отапливать дома при помощи водорода, используя его как топливо. При необходимости можно сделать отопление дома водородом своими руками. Несмотря на хорошие качества, система еще не успела завоевать популярность, но большинство домовладельцев очень внимательно присматриваются к ней.

Что такое водород и как он используется

Водород известен людям на протяжении многих столетий. Во времена средневековья проводилось большое количество опытов, и при проведении одного из них был замечен водород: при контакте серной кислоты с металлом выделялись воздушные пузырьки. Водород – это легкий бесцветный газ, не имеющий характерного запаха. При соединении с кислородом может образовать взрывоопасную смесь. Имеет свойство растворяться в этаноле, железе, платине, палладии и никеле. К тому же, водород совершенно не токсичен.

Процесс получения водорода осуществляется при помощи электричества и воды: применяя метод электролиза, можно расщеплять воду на водород и кислород, что дает возможность использовать эти вещества в своих целях. По статистике, водород является самым распространенным веществом в мире.

Его можно найти практически в любых природных ресурсах. Водород имеет некоторые свойства, которые очень сильно отличают его от собратьев: в жидком виде он является самой легкой жидкостью, а при затвердевании является самым легким веществом. Все это обуславливается очень маленькими габаритами атомов водорода.

Водород активно применяется при производстве различных веществ и материалов, например, для получения аммиака или жидких жиров. Ценность водорода для пищевой промышленности тоже обуславливается его уникальными характеристиками.

Этот элемент используется и в технологиях: например, кислородно-водородная горелка позволяет создать температуру выше двух тысяч градусов, что позволяет плавить кварц. Использовать водород можно даже в домашних условиях: практически в каждой домашней аптечке хранится перекись водорода. Для хранения такого топлива, как водород, используются специальные баллоны.

Водородное отопление

Существует довольно большое количество отопительных систем, которые можно установить своими руками. Совсем недавно этот список пополнился еще одной схемой, которая использует экологически чистый и довольно мощный энергоноситель, позволяющий обогревать большие помещения – отоплением на водородном топливе. Основное участие в разработке водородной отопительной системы приняли итальянские разработчики. Процесс работы длился долгих семь лет, но взамен получилась экологически чистая, бесшумная и крайне эффективная система отопления жилых помещений.

Если говорить в общем, то отопление дома водородом не является революционной идеей. Проблема прежних разработок была в том, что для сжигания водорода требовалась температуры свыше 1,7 тыс. градусов, что было неприемлемо, поскольку обычные материалы не выдерживали такой нагрузки, а использование термостойких веществ многократно удорожило бы систему.

Современная система водородного отопления позволяет сжигать водород при температуре около 300 градусов, что дает возможность создать отопление частного дома водородом без особых проблем. Продукты сгорания в таких устройствах никуда не выводятся, потому что их нет: при горении водорода выделяется исключительно пар, который не оказывает никакого влияния на экологию. Добыча водорода является довольно простым и дешевым процессом, и все затраты при этом будут исключительно на электричество, необходимое для расщепления воды. Используя альтернативные источники электроэнергии, можно минимизировать и этот показатель.

Самый первый разработанный водородный отопительный котел имел мощность в 30 кВт. Это сравнительно немного, но даже такого количества энергии достаточно для отопления здания площадью до 300 квадратных метров.

Самое большое распространение отопление водородом получило в качестве нагревательного элемента для системы теплых полов, и на сегодняшний день существует большое количество конфигураций котлов, которые можно устанавливать самостоятельно. Во многих странах такое отопление активно внедряется, поскольку его использование позволяет существенно экономить природные ресурсы.

В состав такой систему входят котел и трубы с внутренним сечением от 25 до 32 мм. Трубы других диаметров, как правило, не используются.

При монтаже системы трубопровода необходимо соблюдать следующий алгоритм:

  • первым делом необходимо установить трубу Д32;
  • следующей трубой будет Д25;
  • на очередном разветвлении будет установлена труба Д20;
  • заканчивать установку необходимо трубой Д16.

Если эта последовательность будет выдерживаться, то система будет функционировать правильно и без перебоев.

Преимущества отопления водородом

Водородные отопительные котлы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими видами обогревателей:

  1. Водород является экологически чистым материалом, поэтому ущерб окружающей среде при использовании водородных систем будет сводиться к нулю. Единственное вещество, которое будет попадать в атмосферу – это пар, являющийся водой в газообразном состоянии.
  2. Открытое пламя в водородных котлах отсутствует, а для выработки тепла используется каталитическая реакция: при соединении водорода с кислородом образуется вода, а сам это процесс сопровождается выделением тепловой энергии, которая и обеспечивает обогрев дома. Практика показывает, что лучше всего водородные системы подходят именно для обустройства теплых полов.
  3. Запасы водорода практически безграничны, поэтому в самом ближайшем будущем можно будет забыть о ставших привычными видах топлива: газе, дровах или нефти. Это окажет положительное влияние на окружающую среду и экономическую обстановку.
  4. Водородные отопительные системы крайне эффективны: при правильном монтаже КПД такого отопления может доходить до 96%.

Заключение

Сегодня отопление водородом находится в зачаточной стадии, но эти системы развиваются, и работа над их совершенствованием идет. Природные ресурсы в ближайшее время могут просто закончиться, и тогда водород повсеместно придет им на смену, поскольку его можно использовать в неограниченных объемах.

Отопление дома на водороде своими руками, газ брауна

(Last Updated On: 22.01.2018)

Водород — один из источников отопления дома

В средневековье известным ученым Парацельсом в ходе опытов был замечен такой процесс, как выделение пузырьков воздуха при взаимодействии железа и серной кислоты. Однако это был не воздух, а водород. Это легкий газ, который не имеет ни цвета, ни запаха. А если он смешивается с кислородом, то газ является взрывоопасным. Сегодня отопление на водороде своими руками – это распространенное явление. Ведь водород можно получить в любом количестве, где есть вода и электричество.

Под действием электролиза молекулы воды делятся на кислород и водород. Последний обладает массой уникальных свойств. В жидком состоянии при температуре -250 градусов Цельсия это наиболее легкая жидкость, а в твердом состоянии – самое легкое вещество. Атомы водорода являются самыми маленькими. А при смешивании с атмосферным воздухом водород превращается в смесь, которая способна взорваться от даже самой маленькой искры.

Использование водорода в отоплении

В век технологий существует множество вариантов отопить свой дом. Однако любители самостоятельно создавать разные технические приспособления могут сделать отопление дома водородом своими руками. Это экологически чистый, в то же время, очень мощный источник тепла, благодаря которому можно отопить большое помещение.

Котел отопления на водороде итальянского производства

Водородное отопление дома было разработано одной из компаний в Италии. Когда такая установка работает, она не производит никаких вредных выбросов. Таким образом, это экологически чистое, эффективное, бесшумное отопление дома.

Ученые разработали способ сжигать водород для отопления дома при такой температуре, как 300 градусов по Цельсию. Благодаря этому появилась возможность производить котлы для отопления из традиционных материалов. Такого типа котлы для функционирования не требуют специальной системы отвода продуктов сгорания в атмосферу, так как здесь таковых продуктов нет. В данном случае выделяется только пар, не вредный для окружающей среды. А получить водород – это доступный процесс. Все, на что будут идти расходы, — это только электроэнергия. А если вы будете, используя водородный генератор для отопления, задействовать еще и солнечные панели, то и затраты на электричество можно минимизировать.

Чаще всего котел на водороде применяется для того чтобы обогревать полы. И такие системы на сегодняшний день можно найти с самой разной мощностью. Монтируются они собственноручно.

Водородная установка для отопления дома состоит из следующих компонентов: котел и трубы, имеющие диаметр 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы других размеров используются редко. Трубы можно смонтировать самостоятельно, но здесь следует выполнять одно условие – после каждого разветвления диаметр должен быть меньшим. И порядок уменьшения диаметра следующий – труба D32, труба D25. После разветвления – труба D20, последняя – труба D16. Когда такое правило соблюдается, то водородная горелка для отопления будет работать эффективно и качественно.

Преимущества отопления на водороде

Водородное отопление имеет несколько важных достоинств, которые обусловливают распространенность системы:

  • Это экологически чистые системы. И здесь единственным побочным продуктом, выбрасывающимся в атмосферу при работе, является вода в состоянии пара. Этот пар никоим образом не наносит вред окружающей среде.
  • Водород в системе отопления функционирует без применения пламени. Тепло создается в результате каталитической реакции. Когда водород соединяется с кислородом, получается вода. При этом выделяется много тепловой энергии. Поток тепла температуры примерно 40 градусов идет в теплообменник. Для теплых полов – это идеальный температурный режим.
  • Очень скоро водородное отопление своими руками сможет заменить традиционные системы, таким образом, освободив общество от добывания разного топлива – нефти, газа, угля и дров.
  • КПД, который вырабатывает отопление частного дома водородом, может достигнуть 96%.

Еще один вариант – использование газа Брауна

Еще одним способом, в настоящее время довольно спорным, является применение газа Брауна для отопления. Газ брауна для отопления дома является химическим соединением, состоящим из двух атомов водорода и одного атома кислорода. При сгорании такого газа создается практически в 4 раза больше энергии.

Установка для получения газа Брауна

Используется специальный электролизер для отопления дома. Ведь в основе получения такого газа лежит принцип электролиза воды. Чтобы такая технология была применена в отоплении, переделывается обычный котел. В его основании будет электролизер – сюда заливается электролит, состоящий из дистиллированной воды и ускорителя реакции. На пластины из металла или трубки дается переменный ток с заданной частотой. Под его влиянием молекулы кислорода и водорода разъединяются, после чего получается газ брауна отопление.

Поделись с друзьями в социальных сетях!

Электролизер для получения водорода – дешевое отопление дома

Обустройство загородного дома не может считаться полноценным, если вопрос с отоплением в нем остается нерешенным. В настоящее время устроить отопительную систему в частном доме несложно, главное – правильно подобрать вариант обогрева, который будет отвечать назначению сооружения, его функциональности и находиться в рамках бюджета. Так, к одному из самых современных вариантов обогрева можно отнести отопление дома водородом.

Заводской генератор водорода

И, невзирая на то, что этот способ создания комфортных температурных условий в помещения не так популярен, как более традиционные варианты, есть те, которые даже предпочитают делать водородный генератор своими руками. Что это такое и в чем особенности этого оригинального способа – в нашей статье.

Общая информация

Еще несколько веков тому назад Парацельс во время проведения экспериментов, заметил один очень интересный процесс: при взаимодействии металла и серной кислоты образуются пузырьки воздуха. Чуть позже было установлено, что это выделялся не воздух, а водород – бесцветный газ, не имеющий запаха.

Отопление на водороде – хотя и не новый, но относительно непопулярный способ отопления жилья именно по причине приверженности традиций. И если ранее отопление водородом считалось опасным для человека, поскольку слишком высокая температура требуется для сжигания водорода, то сегодня стали применять альтернативные методики. Усовершенствованная система водородного отопления дала возможность сжигать водород при более низкой температуре, что в принципе безопасно.

Как это работает

Для получения одной воды требуется окисление водорода кислородом (экскурс в школьную программу физики 6 класса). При такой химической реакции выделяется объем тепла, троекратно превышающий тот, который выделяется при сгорании газа. При этом водород, в отличие от газа – неисчерпаемый источник энергии. Если проводить аналогию с другим известным химическим элементом гелием, водород является главным и основным строительным материалом на Земле. Как отмечают специалисты, именно за водородным отоплением будущее, тем более, что сейчас не требуется колоссальной энергии для расщепления атомов воды на кислород и водород. На поиск такого простого способа ушло более двух столетий, в конечном итоге именно метод электролиза оказался самым выгодным и оправданным.

ВИДЕО: Водородный генератор – ячейка Стенли Мейера

Стенли Мейер предложил уникальное решение, которое было способно полностью избавить мир от нефтяной «иглы», за что, собственно и был убит, а труды его бесследно пропали. Были найдены лишь отдельные фрагменты, записки и очерки ученого, на основании которых частично была восстановлена технология, впоследствии названная ячейкой Мейера.

Метод электролиза

Для получения водорода были использованы металлические пластины на небольшом удалении друг от друга, находящиеся под высоким напряжением. При подаче энергии на пластины молекулы воды (Н2О) буквально разрываются на части, высвобождая 2 молекулы водорода и 1 одну молекулу кислорода. В этот момент происходит выделение тепла, равное 121 МДж на 1 кг. Этот газ носит название Брауна, что означает гремучий (Browns Gas), и главная его особенность заключается в том, что газ одноатомный, то есть на одну молекулу приходится один атом. Вместе с тем, газ не случайно назван гремучим, так как соединение водорода с кислородом требуется отдельных мер осторожности.

Схема установки для расщепления воды и получения газа Брауна

Применение водорода в системах отопления

В век технического прогресса существует огромное количество способов обустройства отопительной системы в частном доме. И, вне зависимости от того, что любой из нас имеет огромный выбор обогревательных блоков, некоторые все же умудряются собственноручно собирать тепловые установки, экономя тем самым на этом немало финансовых ресурсов. Так, отопление водородом своими руками может собрать сегодня практически каждый, кто хочет обустроить свое жилье экономно выгодным источником теплоэнергии.

Схема работы электролизера – агрегата для расщепления атомов воды

Водородное отопление частного дома – это экологичный, и вместе с тем, достаточно мощный теплоисточник, позволяющий обогреть здание с большой площадью.

Что же касается покупных обогревательных блоков, то самый первый водородный котел отопления был разработан итальянской компанией. Тогда эти блоки, равно как и сейчас, работали практически бесшумно и не выделяли абсолютно никаких токсичных веществ. Именно по этой причине водородное отопление дома, цена которого во многом зависит от марки оборудования, признано экологически чистым, эффективным и бесшумным способом обогрева жилья.

В силу того, что ученые смогли разработать такой метод сжигания водорода, когда температура внутри котла достигает 300°С, появилась возможность изготавливать тепловое оборудование из привычных жаропрочных металлов.

Водородный генератор для отопления частного дома, купить который можно на заводах производителях, не нуждается в обустройстве специального механизма вывода отходов горения. Дело в том, что они попросту отсутствуют. А это в очередной раз подтверждает, что подобные установки являются экологически чистыми. Во время эксплуатации такие тепловые блоки выделяют только пар, которые никоим образом не может нанести вред, как человеческому организму, так и окружающей среде.

Чтобы получить водород своими руками, потребуется, как было казано выше, только вода и свет. И если в вашем доме проведена вода из колодца или любого другого источника, за который не нужно платить, то расходы только пойдут на оплату электроэнергии.

Генератор водорода (электролизер), изготовленный своими руками

Если воспользоваться для электролиза этого газа энергией, полученной из солнечных панелей, то по конечному итогу вы получите практически бесплатное отопление дома своими руками.

В большинстве случаев водородные котлы используются для обогрева напольных поверхностей. Сегодня таких систем очень много, остается только определиться с типом и мощностью, которая зависит от площади обогреваемого помещения.

Современные водородные отопительные установки комплектуются двумя функциональными элементами:

  • нагревательный блок;
  • трубопроводная система, диаметр которой может колебаться от 25 до 32 мм.

Трубопровода других диаметральных размеров крайне редко применяются в таких системах.

Выполнять разводку тепловых контуров можно собственноручно, главное – придерживаться одного важного условия: на каждое последующее разветвление берутся трубы меньшего диаметра.

Примерный порядок подбора диаметров – труба Ø32 мм, труба Ø25 мм. После того, как будет выполнено разветвление – труба Ø20 мм, завершающая труба Ø16 мм. И если следовать этой рекомендации, то водородная отопительная горелка будет функционировать на должном уровне.

С этой статьей читают: Как сделать геотермальное отопление дома своими руками

Преимущества водородных обогревательных систем

Несмотря на незначительную популярность этого оборудования в наших регионов, оно все-таки завоевало доверие тех, кто уже успел оборудовать свой загородный дом подобным отопительным блоком. А все потом, что водородные тепловые узлы имеют несколько очень важных преимуществ:

  1. Экологичная чистота системы. В этом случае при работе оборудования происходит выброс всего одного побочного продукта – воды в виде пара. Паровые массы не способны нанести вред ни человеческому организму, ни окружающей среде.
  2. Функционирование этого газа в системе осуществляется без участия огня. Тепловая энергия производится за счет каталитической реакции. При смешивании кислорода и водорода получается вода, во время чего происходит выделение огромного объем теплоэнергии. Дальше осуществляется переход теплового потока в теплообменник. Как правило, температура в системе колеблется в рамках 35-45°С, что вполне приемлемо для устройства систем «теплый пол».

В скором времени водородные обогревательные установки смогут стать отличной и, что немаловажно, экономически выгодной заменой твердотопливных, электрически и газовых котлов.

  1. Высокий коэффициент полезного действия – порядком 96%, что в сравнении с другими методами обогрева очень выгодно.
  2. Возможность собственноручного сбора и монтажа отопительного блока. При наличии всех необходимых комплектующих и подробной инструкции, любой человек, не имеющий специальных навыков и знаний, сможет без особого труда собрать и оборудовать свой дом водородным отопительным блоком.
  3. Минимальное количество исходного сырья для производства топлива. Понадобится электричество и вода. Если же у вас свой источник воды, то от вас потребуется только электроэнергия. А при обустройстве солнечных панелей на участке, можно и вовсе сократить потребление электричества.

Что же касается недостатков, то среди них можно выделить только один – необходимость специального оборудования для гидролиза этого газа. Кроме указанного, минусов у этого оборудования до сегодняшнего дня не обнаружено.

Вот, собственно, и все тонкости устройства водородных отопительных систем. При грамотном подходе затраты на обогрев помещения с помощью таких установок будут минимальными.

ВИДЕО: Отопление дома водородом


Плюсы и минусы водородного отопления в частном доме

Водородное отопление - это альтернативный тип отопления, при котором водород используется в качестве источника энергии. Этот химический элемент очень широко распространен в атмосфере и по сравнению с другими видами топлива является наиболее экономичным с финансовой точки зрения.

Кроме своей дешевизны, такое отопление для частного дома или любого другого здания радует экологичностью - водород является частью окружающей среды, которая в процессе горения не выделяет никаких вредных компонентов.
Несколько слов о водороде…

Из всех химических элементов на нашей планете водород является наиболее распространенным - его везде и в избытке. Он имеет очень интересные свойства:

  • При -250 ° C, находясь в жидком состоянии, водород является самой легкой жидкостью;
  • При том же - 250 ° С, но в твердом состоянии это самый легкий кристаллический компонент;
  • При соединении воздуха с водородом, несмотря на то, что атомы последнего имеют меньшие размеры, получается весьма взрывоопасное вещество.

Получение водорода - очень простой процесс, для которого требуется только вода и электрический ток. Ток способствует расщеплению молекул воды на кислород, а также водород. Последние, полученные этим методом, могут быть использованы для различных целей, в том числе для отопления домов.

Плюсы и минусы

Использование водородного отопления в вашем доме даст вам следующие преимущества:

  • Генераторы, работающие на водородных элементах, могут похвастаться удивительно высоким КПД - на 90% больше, чем у других традиционных генераторов.Ни один из традиционных видов отопления не может дать таких результатов.
  • Водородная горелка известна своей абсолютной экологической безопасностью. Устройство излучает только пар, совершенно безвредный для окружающей среды и жителей дома. В эпоху глобального потепления это может быть единственной причиной перехода на водородное топливо.
  • Отопление дома водородным топливным элементом не означает наличия пламени. Производство тепла достигается за счет химических реакций с использованием катализаторов - водород соединяется с кислородом, в результате чего выделяется тепловая энергия, которая поступает в теплообменник.Такой способ работы лучше всего подходит для жилых домов.
  • В долгосрочной перспективе, если использование генераторов водорода будет развиваться, мировая экономика будет расти и восстанавливаться беспрецедентным образом. Причина этого в том, что стоимость получения водорода не так высока, как стоимость добычи угля, газа и нефти.
  • Горелки этого типа абсолютно бесшумны, что также следует рассматривать как очень важный фактор, поскольку большинство генераторов издают много шума и причиняют неудобства своим пользователям.
  • Самостоятельная установка водородных генераторов не требует наличия дымоходов, что очень удобно.
  • Водородная вода может быть легко получена в качестве побочного продукта с помощью генератора водородной воды. Это устройство очищает и обогащает питьевую воду водородом с терапевтической концентрацией 1–1,3 промилле. Ученые обнаружили, что водород обладает уникальными свойствами, которые делают его наиболее эффективным антиоксидантом. Многие научные работы подтверждают преимущества его применения как наиболее эффективного и безопасного антиоксиданта.

Согласно статье о генераторах на сайте thehomedweller.com, водород - это очень маленькая и мобильная молекула, которая быстро ускользает из обычных контейнеров. Поэтому рекомендуется использовать водородную воду в течение первых 20 минут после получения или соблюдать определенные условия хранения.

В то время как мы подробно описываем преимущества водородного отопления, было бы несправедливо скрывать недостатки, которые также существуют, когда речь идет о водородном отоплении:

  • При нормальной комнатной температуре водород имеет газообразную консистенцию. К тому же он считается довольно взрывоопасным, поэтому его транспортировка затруднена.
  • Несмотря на то, что использование генераторов водорода становится все более распространенным, могут возникнуть некоторые проблемы с покупкой и установкой котла.
  • Требуется время для подготовки специалистов, которые будут проверять и сертифицировать баллоны с водородом (в такой «таре» этот элемент должен храниться по всем правилам).

Водородные котлы и их работа

Современные модели водородных горелок могут существенно различаться по критериям мощности, что позволяет подобрать оптимальное оборудование для нужд каждого отдельного помещения.Пропускная способность определяется с помощью специальных каналов. Максимальная мощность - 6. Следует отметить, что эти каналы могут работать независимо, что добавляет определенное сходство котельной с водородным генератором.

В каждом канале есть катализатор, запускающий процесс выделения тепла. Затем тепловой поток (40 градусов) перемещается к теплообменнику, расположенному в камере сгорания. Этот вид системы отопления включает в себя два конструктивных элемента - котел и трубы.

Никаких дополнительных устройств для отвода продуктов сгорания при использовании горелок не требуется.Потому что их просто не существует. Единственное, что вырабатывается при работе устройства - это обычный водяной пар, совершенно безопасный и чистый, в отличие от многих обычных обогревателей.

Используемые трубы должны иметь диаметр 1–1,25 дюйма. В принципе возможны и другие размеры, но, как правило, используются именно эти размеры. При прокладке труб соблюдают важный момент: каждое Y-образное соединение должно иметь меньший диаметр, чем предыдущее.

Водородные установки могут использоваться не только как автономное и единственное отопительное оборудование в помещении, но и как дополнение к другим системам отопления.В этой ситуации основные отопительные агрегаты должны работать в низкотемпературном режиме.

Послесловие

В заключение, если влиятельные люди внесут свой вклад в развитие этой технологии, в будущем у нее есть хорошие шансы полностью заменить традиционные виды отопления, поскольку она превосходит их по всем компонентам.

Напомним 3 основных момента: во-первых, водород - абсолютно экологический элемент, во-вторых, он содержится в окружающей среде в неограниченных количествах, в-третьих, его добыча очень проста и требует минимальных финансовых затрат.

Кстати, еще один альтернативный тип нагрева - это использование газа Брауна, который представляет собой соединение 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. Сожженный, этот газ дает в несколько раз больше тепла, чем водород!

Категория: Нагреватели

4 способа получения газообразного водорода дома или в лаборатории

Электролиз воды - один из простых способов получения газообразного водорода. (Wikihow / CC BY-NC-SA 3.0)

Газообразный водород легко сделать дома или в лаборатории, используя обычные химические вещества и повседневные материалы.Получив газ, вы можете использовать его для множества интересных научных проектов. Конечно, вы не «производите» водород, поскольку это элемент. Он образуется в результате химических реакций, которые его высвобождают. Вот как безопасно получить водород.

Получение газообразного водорода - Метод 1

Электролиз воды (H 2 O) - один из самых простых способов получения газообразного водорода. Электролиз расщепляет воду на газообразный водород и газообразный кислород. Таким образом, вы также можете собирать нечистый кислород, используя этот метод.

Материалы

Для этого метода требуются только основные материалы:

  • Вода
  • 9-вольтовая батарея
  • 2 скрепки (или проволока)
  • Емкость с водой

Порядок действий

  1. Разогнуть скрепки и подсоедините по одной к каждой клемме аккумулятора.
  2. Остальные концы, не касаясь, опустить в емкость с водой. Поздравляю! У вас электролиз.
  3. Вы увидите пузыри на обоих проводах.Тот, у которого больше пузырьков, выделяет чистый водород. Остальные пузырьки - это нечистый кислород. Чтобы проверить, какой газ является водородом, поднесите к баллону зажженную спичку или зажигалку. Пузырьки водорода загорятся; пузырьки кислорода не горят.
  4. Как только вы определили источник водорода, вы можете его забрать. Соберите газообразный водород, перевернув наполненную водой трубку или сосуд над проволокой, производящей газообразный водород. Причина, по которой вам нужна вода в емкости, заключается в том, чтобы вы могли собирать водород, не получая воздуха.Воздух содержит 20% кислорода, который вы не должны попадать в контейнер, чтобы он не стал опасно воспламеняющимся. Не собирайте газ, отходящий от обоих проводов, в один и тот же контейнер, так как это смесь водорода и кислорода, которая легко воспламеняется. При желании можно использовать второй контейнер с водой для сбора нечистого кислорода.
  5. Отсоедините аккумулятор. Закройте или закройте емкость с водой и газом, прежде чем перевернуть ее вправо. Промаркируйте контейнер.

Получение водородного газа - Метод 2

Хотя электролиз является хорошим методом получения водорода, есть два улучшения, которые значительно повышают выход. Первый - использовать грифель карандаша (чистый графит) в качестве электродов. Второй совет - добавить в воду щепотку соли, которая станет электролитом.

Из графита получаются хорошие электроды, потому что он электрически нейтрален и не растворяется во время электролиза. В воде соль диссоциирует на ионы и увеличивает ток, ускоряя реакцию электролиза.

Материалы

Помимо карандашей и соли, существенным изменением является то, что у вас появилось больше вариантов для батареи.

  • 2 карандаша
  • Соль (хлорид натрия или английская соль)
  • Картон
  • Вода
  • Батарея (может опуститься до 1,5 В, так как есть электролит)
  • 2 Скрепки или кусочки электрического провода
  • Емкость с водой

Процедура

  1. Снимите ластики и металлические колпачки с карандашей и заточите оба конца, чтобы обнажить грифель карандаша.
  2. Добавьте щепотку соли в емкость с водой.
  3. Используйте картон, чтобы опереть карандаши в соленой воде. Положите картон на емкость с водой. Вставьте карандаши в картон так, чтобы грифель был погружен в жидкость, но не касался дна или стенок емкости.
  4. Прикрепите проволоку к каждому карандашу. Подключите каждый провод к клемме аккумулятора.
  5. Собрать газ, как и прежде, в емкость, наполненную водой.

Получение газообразного водорода - Метод 3

При химических реакциях часто выделяется газообразный водород.Одна реакция между цинком и соляной кислотой с образованием хлорида цинка и газообразного водорода:

Zn (s) + 2HCl (l) → ZnCl 2 (l) + H 2 (g)

Большинство металлов реагируют с кислотой для выделения водорода, поэтому не стесняйтесь заменять железо или алюминий, если он более доступен. Собирать газ немного сложнее из-за кислоты. Рекомендуется проводить эту реакцию в вытяжном шкафу и в защитных очках и перчатках. Один из способов - перевернуть стеклянный сосуд с кислотой над металлом, чтобы газ вытеснил жидкость. Гораздо безопаснее перевернуть пустую емкость для сбора реакционной смеси и позволить водороду вытеснить воздух. Водород легче воздуха и будет подниматься вверх. В конце процесса сборная ёмкость будет содержать немного воздуха (и кислорода).

Материалы и процедура

  • Соляная кислота или соляная кислота
  • Гранулы цинка (или полоски алюминиевой или железной опилки)

При смешивании кислоты и металла немедленно выделяются пузырьки газообразного водорода. Будьте осторожны, не прикасайтесь к кислоте.Кроме того, ожидайте выделения тепла в результате этой экзотермической реакции.

Получение водородного газа - Метод 4

Сильные основания также активно реагируют со многими металлами. Гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид калия (КОН) содержат элемент водород и выделяют водородный газ. Например, реакция алюминия и гидроксида натрия с образованием водорода и алюмината натрия:

2Al (s) + 6NaOH (водн.) → 3H 2 (г) + 2Na 3 AlO 3 (водн. )

Материалы

  • Гидроксид натрия (обычно продается как очиститель канализации)
  • Алюминий (часто входит в состав очистителей канализации или вы можете использовать алюминиевую фольгу)
  • Вода

Процедура

  1. Поместите очиститель канализации и алюминий в стакан блюдо.Не используйте металл или пластик, потому что очиститель канализации может вступить в реакцию с металлом. Тепло, выделяемое в результате реакции, может повредить пластик.
  2. Наполните стеклянную емкость водой для сбора газообразного водорода.
  3. Переверните емкость с водой над кучей химикатов и соберите водород.

Информация по безопасности

  • Ознакомьтесь с информацией о безопасности для любых химических веществ, которые вы можете использовать. В частности, соляная кислота (сильная кислота) и гидроксид натрия (сильное основание) являются едкими веществами и могут вызвать химические ожоги. Если вы используете эти химические вещества, обязательно надевайте перчатки, защитные очки и другое защитное снаряжение.
  • Храните газообразный водород вдали от открытого огня, источников тепла и возгорания.
  • Имейте в виду, что смешивание газообразного водорода с кислородом или воздухом (который содержит кислород) увеличивает его воспламеняемость, поскольку кислород является окислителем.

Если вам нравится получать газообразный водород и вы хотите попробовать аналогичный проект, попробуйте сделать газообразный хлор.

Артикулы

Водородный топливный элемент в вашем доме! Цена Витовалора 300П и сколько он возвращается?

В Японии сейчас 300 000 приборов на топливных элементах в домах, производящих горячую воду и электричество, и спрос на них растет с каждым днем.Так почему? Что это? Какую пользу вы можете получить? И что это за Витовалор 300-П? Это то же самое, что водородный котел? Что ж, мы, безусловно, те люди, которые ответят на ваши вопросы, у нас даже есть один в нашем доме!

На западе водородные топливные элементы более известны своей способностью приводить в действие автомобиль и в некоторой степени считаются непрактичными. На самом деле технология водородных топливных элементов - это способ, которым водород преобразуется в электричество и тепло и даже больше подходит для дома, чем для автомобиля.

По сути, водородные топливные элементы используют естественное притяжение водорода к кислороду для создания электрического дифференциала. Когда водород вступает в контакт с кислородом, он также выделяет тепло и вода как побочный продукт.

Водородный котел на топливных элементах - это домашний блок, который использует это отработанное тепло для горячей воды и отопления, а также для выработки электроэнергии для дома.

Котлы, вырабатывающие тепло и электроэнергию, также известны как комбинированные теплоэлектроцентрали или ТЭЦ.Однако ТЭЦ чаще использует двигатели внутреннего сгорания, а не технологию топливных элементов, и в настоящее время доступен только на коммерческом рынке. В технологии топливных элементов используется химический процесс, а не сжигание топлива. Обычно это дает очень мало загрязнения по сравнению к его аналогу сгорания.

Да и нет. Обычно нынешняя шумиха вокруг «водородных котлов» больше относится к типичным котлам, которыми мы отапливаем дома, но вместо этого они используют водород вместо газа.Это будет активно сжигать заправляем так, как мы привыкли. Топливный элемент, как описано, использует «холодный синтез», который на самом деле является химическим процессом, и имеет дополнительный побочный продукт в виде электричества, а также просто тепла.

Подробнее о водородных котлах ниже.

В настоящее время только 2 производителя предлагают отечественное решение в Великобритании. Один из них - это Bluegen, однако он в настоящее время не соответствует требованиям зеленого тарифа. дорого и не предлагает полного решения, то есть работает только как часть системы отопления.

Другой - Viessmann в партнерстве с Panasonic. Вместе они разработали Vitovalor 300-P, который был разработан для большинства рынок Великобритании. Этот продукт использует природный газ, имеющийся в большинстве домов, и превращает его в водород, который питает топливный элемент, а отработанное тепло хранится в буфере для обогрева и нагрева. использование воды. Это все в одном устройстве, что означает, что больше нет необходимости в водонагревателе с горячей водой, резервуарах для хранения холодной воды на чердаке или любых других нагревательных приборах, таких как бойлеры, все это содержится в 1 коробке.

Есть много финансовых преимуществ, чтобы попытаться продвинуть технологию, а также ее врожденную способность снижать ваши счета за топливо.

Во-первых, ученым-ракетостроителям не нужно понимать, что использование газа, стоимость которого обычно составляет около 3 пенсов за кВт · ч, для производства электроэнергии, которая обычно стоит около 14 пенсов за кВт · ч, является непростой задачей. финансовое преимущество.

Однако, чтобы сделать технологию еще более привлекательной, правительство в настоящее время стимулирует производство электроэнергии, платя домовладельцам 14.52 пенса за произведенный кВтч, даже если вы используете электричество в вашем доме. Более того, они предполагают, что вы экспортируете 50% продукции обратно в сеть, и дают владельцам дополнительные 5,2 пенса за киловатт-час за это. Похоже, срок его действия истекает в апреле 2019 года, однако после получения предоставляется гарантия на 10 лет.

ОБНОВЛЕНИЕ - зеленый тариф действительно истек, однако он был заменен интеллектуальной экспортной гарантией (SEG). Это означает, что владельцу будет выплачиваться получасовая ставка за любую экспортируемую электроэнергию. В Бонусом для владельцев водородных топливных элементов является то, что они производятся в период наибольшего спроса i.е. когда в сеть не подается солнечная или ветровая энергия, поэтому вы можете получить доступ к лучшим тарифам! -Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации об этом.

Устройства также получают выгоду от финансирования PACE, этот европейский стимул по существу дает 6500 фунтов стерлингов на покрытие стоимости устройства в обмен на то, что они позволяют контролировать ваше использование. Достойная цена. Кроме того, установка и установка облагаются НДС в размере 5%.

Как уже упоминалось, Viessmann Vitovalor 300 P - единственный водородный топливный элемент / бытовая ТЭЦ, доступная в настоящее время на рынке.Финансовые преимущества в большей степени обеспечиваются тем фактом, что это устройство имеет 10-летняя гарантия на детали и работу.

Чтобы узнать цену Vitovalor 300P, а также 10-летний прогноз возврата инвестиций, посетите Vitovalor Installer, внизу вы увидите Найдите контактную форму, в которой вы можете ввести свои требования к установке, и вам будет отправлена ​​цена с прогнозом возврата инвестиций.

Цена Vitovalor 300P варьируется в зависимости от установки, однако после прекращения финансирования PACE в размере 6500 фунтов стерлингов и включения 5% НДС цена обычно начинается от 12000 фунтов стерлингов вплоть до 17000 фунтов стерлингов.Однако окупаемость инвестиций может составить всего 2 года, если вам все равно понадобится новая система отопления. Это можно относительно точно спрогнозировать благодаря тому, что стимулы Гарантия 10 лет, а также отсутствие непредвиденных расходов на техническое обслуживание благодаря 10-летней гарантии на детали и работу.

Недавно было выпущено несколько водородных котлов, вроде Worcester и Baxi. На наш взгляд, это просто немного маркетинга.Большинство котлов довольно просты чтобы заставить сжечь другое топливо, например водород. Здесь нет настоящей большой технической революции. И остается вопрос, откуда мы берем водород? и как безопасно транспортировать это в нашей старой грид-сети?

Пройдет не менее 20 лет, прежде чем мы перейдем на сеть, работающую на чистом водороде, если вообще когда-нибудь. К этому времени котлы, которые сейчас создаются, будут снова рассматриваться как смехотворная технология, я уверен, особенно если посмотреть на текущий рост технологических инноваций.

С 2025 года выводится из эксплуатации газовые котлы в новостройках. Это не означает, что они постепенно отменяются для других домашних хозяйств, даже если возникла проблема с отоплением. Вы могли потом установить газовый котел. Для того, чтобы полностью отказаться от газовых котлов, каждый из домов, существующих в Великобритании, необходимо заменить на новое здание.

Задача, которая займет буквально тысячи лет.

Норвежская команда обнаружила более дешевый способ производства водородного топлива

Опубликовано 23 августа 2019 г., 13:58 автор: Новости Близнецов

[Георг Матисен]

Норвежские ученые разработали материал, который может производить водород из водяного пара, а не из жидкой воды.Это окупается, потому что тепло дешевле электричества.

Результаты исследования были недавно опубликованы в Nature Materials в статье под названием «Смешанные протоно- и электронопроводящие двойные перовскитные аноды для стабильных и эффективных трубчатых протонно-керамических электролизеров».

Водород может взять верх, когда батареи больше не могут выполнять свою работу. Когда важно хранить большое количество энергии, например, больше, чем нужно для того, чтобы водить машину в течение нескольких часов, становится дешевле и эффективнее хранить ее в виде водорода.

Проще говоря, вы используете энергию для расщепления воды на водород и кислород. Когда вам нужно производить энергию, вы обращаете весь процесс вспять, повторно вводя водород и производя энергию и воду.

«Наиболее часто применяемый метод для этого остается таким же, как и метод, применявшийся на водородном заводе« Ваннстоффен »на электростанции Веморк в Телемарке столетие назад», - объясняют Эйнар Велестад и Рагнар Страндбакке. Веллестад - научный сотрудник SINTEF. Индустрия и Страндбакке, аспирант Центра материаловедения и нанотехнологий Университета Осло.

Низкотемпературный электролиз

Речь идет о низкотемпературном электролизе. Метод стал лучше, дешевле и эффективнее, но по-прежнему требует много энергии.

«В течение многих лет практически ничего не происходило, потому что было очень дешево производить водород из природного газа, и потому что изменение климата не было проблемой, которую нужно было принимать во внимание», - говорит Веллестад. «Теперь, когда мы уделяем больше внимания возобновляемым источникам энергии. , фокус усилился.«

Возобновляемая энергия означает большее колебание цен. Объемы доступной солнечной, ветровой и волновой энергии меняются в течение года. По этой причине более важно хранить энергию, вырабатываемую в дни пикового производства, и использовать ее, когда спрос превышает производство.

Вёллестад и Страндбакке в настоящее время работают над проектом ЕС, включающим исследовательские эксперименты при совершенно разных температурах. Они используют пар вместо жидкой воды для производства водорода.

«Тепло способствует реакции, и при более высоких температурах каталитическая активность намного выше», - говорят исследователи. Это означает, что для протекания реакции требуется меньше электроэнергии, что делает производимый водород более конкурентоспособным на рынке ». Тепло намного дешевле электричества », - говорит Веллестад.

Избегайте благородных металлов

«Работа при более высоких температурах дает дополнительное преимущество», - говорит Веллестад.«Необязательно использовать благородные металлы».

Дело в том, что следующее поколение низкотемпературных электролизеров (аппаратов, в которых происходит электролиз) требует платины и других дорогих благородных металлов, чтобы сделать водное деление эффективным. «При более высоких температурах и большей каталитической активности нам больше не нужны эти дорогие материалы для завершения реакции», - говорит он.

«Изготовить такую ​​трубу, наверное, не дешевле, чем произвести батарею.Но вам понадобится всего одна труба, чтобы произвести такое же количество энергии, которое потребовало бы нескольких батарей. По сравнению с батареями, наш процесс потребляет гораздо меньшие объемы сырья по сравнению с количеством хранимой энергии », - говорит исследователь SINTEF Эйнар Веллестад.

Проблема заключалась в том, чтобы найти материалы, которые могут удовлетворить строгие требования, возникающие при температуре пара до 600 градусов. Здесь на сцену выходят материаловеды Веллестад и Страндбакке.Они начали со списка из 120 материалов, которые, по их мнению, могли бы подходить для различных аспектов процесса.

«Лучшие материалы для этой реакции, то есть те, которые мы считали лучшими, не выдерживают воздействия пара при таких температурах», - говорит Веллестад. «Мы использовали материал, который, как мы знали, был эффективным, но заметили, что он не выдерживает давления пара. Поэтому мы, наконец, решили выбрать этот материал и немного подправить химию », - говорит он.

Увеличить масштаб

Теперь у них есть первый электролизер, который эффективно работает с использованием сжатого пара и может быть расширен для использования в промышленных процессах. Однако недостаточно просто продемонстрировать это в небольшой лаборатории. Если исследования будут применяться на практике, должна быть возможность запускать процесс в более крупных масштабах.

«Мы изготовили трубы, которые будут использоваться, что делает систему полностью масштабируемой», - говорит Веллестад.

Последним преимуществом является то, что использование этого типа технологии и конструкции означает, что производимый водород полностью сухой. Все другие электролитические процессы производят водород, загрязненный водой или другими молекулами. Они должны быть отделены до того, как водород можно будет хранить под давлением. Это не очень сложный процесс, но дополнительная работа означает, что единицы установки должны быть больше.

Материал, который они используют, состоит из бария, лантана, гадолиния, кобальта и кислорода, и исследователи назвали его BGLC.

«Что мы сделали, так это заменили часть бария в исходном материале на большее количество лантана с простой целью сделать его более простым», - говорит Веллестад.

Дешевле аккумуляторов…

Звучит дорого, но на самом деле с экономической точки зрения все в порядке.

«Изготовить такую ​​трубу, наверное, не дешевле, чем произвести батарею. Но вам понадобится всего одна труба, чтобы произвести такое же количество энергии, которое потребовало бы нескольких батарей », - объясняет Веллестад.

Если мы рассмотрим трубу и батарею, запасающие одинаковое количество электроэнергии в течение одного часа, батарея будет дешевле. Но если вы хотите хранить такое же количество электроэнергии в течение 24 часов, вам понадобятся 24 батареи. Выбирая водород, вам по-прежнему требуется только одна труба. Вы просто продолжаете наполнять резервуар для хранения или, при необходимости, приобретаете резервуар большего размера.

«По сравнению с батареями, наш процесс потребляет гораздо меньшие объемы сырья по сравнению с количеством энергии, которое хранится», - говорит Веллестад.

Он считает водород хорошим вариантом, особенно в транспортном и промышленном секторах. В транспортном секторе водород подходит для перевозки на большие расстояния тяжелыми перевозчиками, такими как поезда, корабли и тягачи. В промышленном секторе Vøllestad выделяет производство стали, где в производственном процессе требуется большое количество тепла. Это тепло, которое можно использовать для нагрева воды для электролиза.

… в долгосрочной перспективе

Следующий шаг - перевести производственный процесс на коммерческую основу.Компания CoorsTek Membrane Sciences, которая участвует в проекте в качестве отраслевого партнера, прекрасно понимает, что это не произойдет в одночасье.

«Сроки разработки почти всех связанных с энергией технологий велики, - говорит Пер Вестре, управляющий директор CoorsTek в Норвегии. - Между изобретением литий-ионной батареи и ее нынешним применением в миллионах автомобилей прошло много лет. . "

«Наша разработка керамических мембран для электрохимических процессов - долгосрочный проект.Нет сомнений в том, что рынок существует и что паровой электролиз интересен, если нам удастся разработать технологию по разумной цене », - говорит Вестре.

Исследование следующей задачи

«Есть еще много шагов, которые необходимо оптимизировать и развивать дальше», - вставляет Воллестад. «Метод производства должен быть обновлен, и мы должны продемонстрировать стабильность с течением времени. На сегодняшний день мы провели измерения на одной трубе для более чем 700 часов, но в промышленных масштабах вы должны построить систему, состоящую из сотни, тысячи или, возможно, десяти тысяч труб.«

Работа идет полным ходом. Исследование, в результате которого был получен материал BGLC, теперь опубликовано в июньском выпуске журнала Nature Materials. Публикация в таком престижном журнале требует времени, и работа значительно продвинулась со времени подачи статьи.

«Мы уже восемнадцать месяцев в новом проекте ЕС, в котором мы работаем, чтобы решить следующий ряд проблем», - говорят Веллестад и Страндбакке.

Эта статья любезно предоставлена ​​Gemini Research News и может быть найдена в исходной форме здесь.

Мнения, выраженные в данном документе, принадлежат автору и не обязательно принадлежат The Maritime Executive.

пора поговорить о водороде

За последние несколько десятилетий экологически чистые и возобновляемые источники энергии прошли долгий путь.Великобритания недавно испытала свой первый полный рабочий день электроэнергии без использования угля после промышленной революции, в то время как в мире 26% всей электроэнергии будет вырабатываться из возобновляемых источников к 2020 году.

Однако, в то время как производство электроэнергии с низким уровнем выбросов улучшается стремительно, системы отопления отстают. На отопление и охлаждение зданий и промышленную деятельность приходится почти половина всего спроса на энергию в ЕС, но декарбонизация системы отопления принесла незначительный прогресс.

Это, наконец, меняется, поскольку более чистое отопление продолжает обсуждаться и исследоваться. Одно из популярных предлагаемых решений - перевод отопительной сети с природного газа на водород. Это была ключевая тема разговора на недавнем мероприятии, организованном DNV GL. Семинар под названием «Разработка и эксплуатация безопасной водородной сети» собрал около 100 профессионалов из газораспределительных сетей и других заинтересованных сторон, чтобы обсудить потенциал водорода.

«Целью мероприятия и тем, что мы делали, было рассмотрение водорода в качестве топливного газа, а также рисков и последствий, которые он представляет», - говорит Гэри Томлин, руководитель отдела DNV GL в Spadeadam Testing and Research.

Но каковы риски и преимущества?

Более чистая система отопления

Основная причина, по которой водород рассматривается как альтернативное топливо, - его экологичность. При сжигании водород не производит выбросов CO 2 , образуя только водяной пар и тепло. Водород также содержит большое количество энергии, что делает его относительно эффективным, так как в 1 кг водорода содержится столько же энергии, сколько в 2,8 кг бензина.

Большинство бытовых систем отопления работают на природном газе - в Великобритании его используют 90% всех домов - хотя природный газ производит наименьшие выбросы по сравнению с любым ископаемым топливом, он по-прежнему способствует глобальному потеплению.На каждый миллион британских тепловых единиц (БТЕ) ​​энергии природный газ выделяет 117 фунтов CO 2 , в то время как уголь (антрацит) является самым большим источником выбросов, производя 228,6 фунта. В Великобритании 30% выбросов CO 2 приходится на отопление и приготовление пищи. Если бы вся газовая система страны была переведена с природного газа на водород, это снизило бы выбросы тепла как минимум на 73%, что во многом поможет достичь целей Великобритании по декарбонизации.

«В Великобритании 30% выбросов CO 2 приходится на бытовое отопление и приготовление пищи.”

Экологичность водорода - лишь одно из преимуществ его использования в качестве топлива. В восточной Германии проект Hydrogen Power Storage and Solutions (HYPOS) начал серию исследовательских инициатив по изучению потенциального использования водорода в качестве источника энергии. HYPOS подчеркнула, что легкость хранения водорода является основным преимуществом. В качестве газа он может содержаться несколькими способами: сжат, храниться в соляных пещерах, сжижаться или храниться в виде аммиака.

«[Водород] единственный энергоноситель с возможностью длительного хранения», - говорит руководитель проекта HYPOS Александр Шписс. «Поэтому мы всегда помним о том, что нам необходимо достичь целей Германии по получению более 80% нашей энергии. из возобновляемых источников.Но если вы посмотрите на новые результаты обязательств по изменению климата, они будут более или менее близки к 100%. Для этого нам придется использовать варианты длительного хранения ».

Тематические отчеты
Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?
Отчет

GlobalData по темам TMT за 2021 год расскажет вам все, что вам нужно знать о темах подрывных технологий и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

Узнать больше

Еще одним преимуществом является возможность использования существующей инфраструктуры. Электрификация системы отопления была предложена многими как возможный способ обезуглероживания; однако это повлечет за собой существенное изменение инфраструктуры. В настоящее время ряд групп, включая Северную газовую сеть (NGN) в Великобритании, проводят исследования относительно того, подходят ли трубы для природного газа по размеру и мощности для простого преобразования в водород.Пока что кажется вероятным, что в Великобритании можно будет использовать существующую газовую инфраструктуру для распределения водорода, что значительно снизит инфраструктурные проблемы и затраты на декарбонизацию сети.

«Одна из больших возможностей - использовать существующую инфраструктуру, газовую инфраструктуру вместо строительства новой», - говорит Шписс, добавляя, что «есть исследования, которые смотрели на это и говорят, что стоимость инфраструктуры будет дешевле, чем внедрение электрической сети или расширение электрической сети повсюду.”

Слишком жарко для обработки

Переключение систем отопления было бы колоссальным проектом даже при использовании существующей инфраструктуры, и это повлечет за собой ряд проблем, например, обеспечение безопасности использования водорода в домашних условиях было специально обсуждено на семинаре DNV GL, и проблема, которая должна быть гарантирована, если мы хотим, чтобы она получила более широкое распространение.

Водород обычно считается опасным из-за его высокой воспламеняемости, так как он будет гореть в воздухе в концентрации от 4% до 75%.Но «водород имеет очень маленький размер молекулы, поэтому, если происходит выделение водорода, вполне возможно, что он с меньшей вероятностью станет горючим, чем природный газ», - говорит Томлин, объясняя это: «И наоборот, диапазон воспламеняемости намного шире, так что это то, что нужно учитывать.

«У вас есть баланс между вероятностью того, что он меньше воспламеняется, но если он действительно станет воспламеняющимся, то с большей вероятностью загорится, и последствия могут быть довольно серьезными». Этот баланс рисков необходимо учитывать при внесении изменений в газовую сеть, чтобы обеспечить максимальную безопасность подачи водорода.

«Одна из более практических проблем заключается в том, что, хотя водород не выделяет никаких выбросов в точке использования, создание самого водорода производит углерод».

Одна из наиболее практических проблем заключается в том, что, хотя водород не выделяет никаких выбросов в точке использования, при его создании образуется углерод. «Что вам нужно сделать, так это производить водород таким образом, чтобы вы не переносили проблему с отдельных домов, производящих CO 2 , на производство большого количества CO 2 у источника, поэтому у вас есть проблема улавливания этого CO. 2 в источнике и секвестрируя его, или фактически производя водород без образования CO 2 », - говорит Томлин.

В настоящее время около 90% мирового водорода производится в установках парового риформинга метана. Это объединяет природный газ с высокотемпературным паром, который отделяет водород и углерод, последний из которых затем улавливается, улавливается и хранится. Это необходимо делать эффективно, чтобы углерод не просачивался и не выбрасывался в атмосферу; без этого это не чистое топливо.

Вывод водорода на новый уровень

NGN в настоящее время является пионером проекта под названием h31, в соответствии с которым газовая сеть города Лидса будет полностью переведена на водород.Это станет огромным шагом вперед для водородных технологий, и опубликованный отчет h31 уже привлекает международное внимание. Потенциальная конверсия газа обойдется примерно в 2 миллиарда фунтов стерлингов и будет финансироваться за счет регулирующих бизнес-планов - экономической системы, ранее использовавшейся для перевода газовой сети Великобритании с городского газа на природный в конце 1960-х годов. NGN надеется, что, если проект будет успешным в Лидсе, его можно будет внедрить в остальной части Великобритании и за ее пределами.

Помимо экспериментальных проектов, ряд технологических достижений делают водородное топливо все более привлекательным во всем мире.Например, Австралийская организация научных и промышленных исследований (CSIRO) разработала тонкую металлическую мембрану, которая позволила бы легко транспортировать водород в виде аммиака, а затем отделять его в месте использования. В настоящее время транспортировка водорода сложна и относительно дорога; Мембрана CSIRO может значительно снизить эти расходы, поскольку аммиак уже продается и транспортируется по всему миру. Проект получил 1,7 млн ​​долларов из благотворительного фонда науки и промышленности для продолжения разработки по мере его перехода к завершающей стадии.

Хотя водород является самым распространенным элементом на Земле, его получение может быть невероятно энергоемким. Водород имеет явные экологические преимущества перед чистым метаном или другими природными газами, из которых он может быть изолирован, но при этом все равно выделяет углерод. Исследования по расщеплению воды на водород и кислород продолжаются, и мы надеемся, что будет найден катализатор, который позволит производить водородное топливо в чистом виде посредством электролиза, устраняя зависимость от углеводородов.

Потенциал использования водорода в качестве топлива только начинает реализовываться.Поскольку все больше внимания уделяется обезуглероживанию, в частности, газораспределительной сети, очевидно, что водород будет играть важную роль.

Связанные компании

WEYTEC

Высокотехнологичные решения для энергетики

28 августа 2020

ESI Eurosilo

Расширенные решения для хранения сыпучих материалов

28 августа 2020

Новый способ сделать водородную энергию из воды намного дешевле

Ученые показывают, как использование только воды, железа, никеля и электричества позволяет производить водородную энергию гораздо дешевле, чем раньше.

Автомобили с водородным двигателем вскоре могут стать больше, чем просто новинкой после того, как группа ученых под руководством UNSW продемонстрировала гораздо более дешевый и устойчивый способ создания водорода, необходимого для их работы.

В исследовании, опубликованном недавно в Nature Communications, ученые из Университета штата Южный Уэльс в Сиднее, Университета Гриффита и Технологического университета Суинберна показали, что улавливание водорода путем отделения его от кислорода в воде может быть достигнуто за счет использования в качестве катализаторов дешевых металлов, таких как железо и никель, которые ускоряют эта химическая реакция требует меньше энергии.

Железо и никель, которые в изобилии встречаются на Земле, заменят драгоценные металлы рутений, платину и иридий, которые до сих пор считаются эталонными катализаторами в процессе «расщепления воды».

Профессор школы химии UNSW Чуан Чжао говорит, что при расщеплении воды два электрода прикладывают к воде электрический заряд, который позволяет отделять водород от кислорода и использовать его в качестве энергии в топливном элементе.

«Мы покрываем электроды нашим катализатором, чтобы снизить потребление энергии», - говорит он.«На этом катализаторе есть крошечный наноразмерный интерфейс, где железо и никель встречаются на атомном уровне, который становится активным центром для расщепления воды. Именно здесь водород можно отделить от кислорода и уловить в качестве топлива, а кислород можно выбросить как экологически безопасные отходы ».

В 2015 году команда профессора Чжао изобрела никель-железный электрод для выработки кислорода с рекордно высокой эффективностью. Однако профессор Чжао говорит, что железо и никель сами по себе не являются хорошими катализаторами для производства водорода, но там, где они соединяются в наномасштабе, «происходит волшебство».

«Наноразмерный интерфейс в корне меняет свойства этих материалов», - говорит он. «Наши результаты показывают, что никель-железный катализатор может быть таким же активным, как и платиновый, для производства водорода.

«Дополнительным преимуществом является то, что наш железо-никелевый электрод может катализировать образование как водорода, так и кислорода, поэтому мы не только можем сократить производственные затраты за счет использования элементов, богатых землей, но также и затраты на производство одного катализатора вместо двух».

Беглый взгляд на сегодняшние цены на металлы показывает, почему это может изменить правила игры, необходимые для ускорения перехода к так называемой водородной экономике.Цена на железо и никель составляет 0,13 и 19,65 доллара за килограмм. Напротив, рутений, платина и иридий оцениваются в 11,77, 42,13 и 69,58 долларов за грамм - другими словами, в тысячи раз дороже.

«В настоящий момент, когда мы экономим на ископаемом топливе, у нас есть огромный стимул перейти к водородной экономике, чтобы мы могли использовать водород в качестве экологически чистого энергоносителя, которого много на Земле», - говорит профессор Чжао.

«Мы говорили о водородной экономике целую вечность, но на этот раз похоже, что она действительно приближается.”

Профессор Чжао говорит, что если технология разделения воды получит дальнейшее развитие, однажды могут появиться станции заправки водородом, похожие на сегодняшние заправочные станции, куда вы могли бы пойти и заправить свой автомобиль на водородных топливных элементах газообразным водородом, полученным в результате этого разделения воды. реакция. Заправку можно было произвести за считанные минуты по сравнению с часами в случае электромобилей с питанием от литиевых батарей.

«Мы надеемся, что наши исследования могут быть использованы такими станциями для производства собственного водорода с использованием устойчивых источников, таких как вода, солнечная энергия и эти недорогие, но эффективные катализаторы.”

Ссылка: «Общее электрохимическое расщепление воды на гетерогенной границе раздела никеля и оксида железа» Брайан Х. Р. Сурьянто, Юн Ван, Розали К. Хокинг, Уильям Адамсон и Чуан Чжао, 6 декабря 2019 г., Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-019-13415-8

Авторы исследовательской работы: Брайан Сурьянто (UNSW), Юн Ван (Griffith), Розали Хокинг (Swinburne), Уильям Адамсон (UNSW) и Чуан Чжао (UNSW).

Внутри солнечно-водородного дома: больше никаких счетов за электроэнергию - когда-либо

EAST AMWELL, N.J. - Майк Стризки не оплатил счета за электроэнергию, нефть или газ - и не потратил ни цента, чтобы заполнить свой Mercury Sable - почти два года. Вместо этого 51-летний инженер-строитель производит все необходимое ему топливо, используя систему, которую он построил в просторном гараже своего дома, в которой используются фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество, которое, в свою очередь, используется для извлечения водорода из водопроводная вода.

Хотя строительство устройства стоило 500000 долларов, и маловероятно, что оно когда-либо окупится в финансовом отношении (даже при сегодняшнем резком росте цен на нефть и газ), инженер-строитель говорит, что оно бесценно с точки зрения того, что оно действительно покупает: свобода от того, чтобы когда-либо платить еще один счет за отопление или электричество, не говоря уже о том, чтобы не допускать загрязнения, потому что вода - это единственный побочный продукт.

Слайд-шоу: фотографии показывают, что заставляет этот дом работать

«Способность делать собственное топливо бесценна», - говорит человек, известный как «Мистер Гайка», своим друзьям. Он может похвастаться коллекцией водородных и электрических транспортных средств, включая водородную газонокосилку и автомобиль (Sable, который он переработал и назвал "Genesis"), а также электрическую гоночную лодку и даже электрический мотоцикл. «Все технологии уже есть в наличии. Все, что я делаю, - это соединяю их воедино.«

« Я самодостаточный парень », - добавляет он. Стризки, инженер-строитель, интересовался альтернативными источниками энергии с 1997 года, когда он начал работать над автомобилями, работающими на альтернативных источниках топлива, во время своего пребывания в Департаменте Нью-Джерси.

Двухэтажный колониальный дом Стризки на участке площадью 11 акров (4,5 га) в 12 милях (19 км) к северу от Трентона - это первый в стране частный дом, работающий на водороде, который он теперь делит со своей женой, двумя собаками и кот (две его дочери и сын, всем по 20 лет, покинули гнездо.Он полностью работает на электричестве, генерируемом солнцем и хранящем водород, с октября 2006 года, когда Стризки - в проекте, который полностью поддерживает его жена Энн, - построил автономную энергосистему на 100 000 долларов своих собственных денег и 400 000 долларов в виде грантов от Совет по коммунальным предприятиям Нью-Джерси, а также технологии таких компаний, как Sharp, Swagelok и Proton Energy Systems.

Индивидуальная система домашнего энергоснабжения Стризки состоит из 56 солнечных панелей на крыше его гаража, а внутри находится небольшой электролизер (устройство размером со стиральную машину, которое использует электричество для разложения воды на составляющие водород и кислород).Вдоль внутренней стены гаража установлено 100 аккумуляторов для ночного электроснабжения; прямо снаружи находятся десять баллонов с пропаном (остатки 1970-х годов, которые способны хранить 19000 кубических футов или 538 кубических метров водорода), а также батарея топливных элементов Plug Power (электрохимическое устройство, которое смешивает водород и кислород для производства электроэнергии и вода) и комплект для заправки водородом автомобиля.

По словам Стризки, в типичный летний день солнечные панели поглощают солнечный свет и преобразуют его в около 90 киловатт-часов электроэнергии.Он потребляет около 10 киловатт-часов в день, чтобы управлять бытовой техникой в ​​семье, включая 50-дюймовый плазменный телевизор, а также три своих компьютера, стереосистему и другие современные удобства.

Оставшиеся 80 киловатт-часов заряжают батареи, которые обеспечивают электричеством дом в ночное время, и приводят в действие электролизер, который расщепляет молекулы очищенной водопроводной воды на водород и кислород. Кислород выпускается, а водород поступает в резервуары, где он хранится для использования в холодные темные зимние месяцы.Примерно с ноября по март Стризки пропускает накопленный водород через батареи топливных элементов за пределами своего гаража или в своей машине, чтобы привести в действие весь свой дом - и единственным отходом является вода, которую можно закачать обратно в систему.

«Я могу делать топливо из солнечного света и воды - и я даже не использую воду», - отмечает он. «Если идет дождь, это топливо. Если солнечно, это топливо. Это все топливо».

Модульный дом 1991 года постройки выглядит как типичный загородный дом; его первоклассная изоляция и энергоэффективные окна не отличаются друг от друга, а за фасадом скрывается водородная сушилка для одежды и геотермальная система для отопления и охлаждения, которая перекачивает фреон под землю для сбора тепла зимой и охлаждения летом .

«Геотермальная энергия - это еще один источник свободной энергии», - говорит Стризки, отмечая, что он вырыл восемь футов (2,4 метра) в гранит под своим домом, чтобы воспользоваться постоянной температурой под землей в 56 градусов по Фаренгейту (13 градусов по Цельсию). . Летом он может использовать более низкие температуры под землей для охлаждения всего своего дома, а зимой он может улавливать эти более высокие температуры, дополняя их тепловым насосом, работающим от водорода. «Ничего не пропадает зря».

В этом году Стризки вряд ли будет использовать свой электролизер Hogen за 78 000 долларов (производимый Proton Energy Systems в Коннектикуте, компанией, которая производит оборудование для производства водорода), потому что в прошлом году мягкая зима оставила его с полными баками.Когда он его включает, избыток водорода выходит из небольшой трубы на крыше со звуком невежливой отрыжки.

Это выпустило водород со скоростью 45 миль (72 километра) в час через атмосферу на своем пути от планеты - один из двух газов, другой - гелий, который полностью уходит в космос, потому что он легче воздуха. Фактически, пропановые баллоны Strizki толщиной четверть дюйма весят меньше, когда они заполнены водородом, чем когда они истощены.

Конечно, водород - легковоспламеняющийся газ, но его быстрая утечка уменьшает опасения Стризки, что он может воспламениться или взорваться.«Он рассеивается быстрее, чем любой другой газ», - отмечает он. «Водород не будет сидеть сложа руки и ждать пламени».

Последний образец энергетического решения Стризки получил название «Genesis», его алюминиевый Mercury Sable стоимостью 3 миллиона долларов, один из 10 автомобилей Ford, произведенных в 1990-х годах, чтобы проверить, насколько хорошо более легкий металл будет выдерживать краш-тесты. Ford дал Стризки специальную модель для участия в гонке на солнечных батареях Tour de Sol в Нью-Джерси в 2000 году. Стризки установил 104-сильный электрический двигатель (по сравнению с 44-сильным двигателем Toyota Prius), который может развивать скорость до 140 миль (225 км). километров) в час.Откройте капот и рядом с электродвигателем сядьте две батареи топливных элементов, которые преобразуют водород и кислород в воду и электричество, плавно и быстро продвигая электродвигатель вперед.

Автомобиль никогда не участвовал в соревнованиях, потому что он не был готов вовремя, но уникальное транспортное средство действительно удерживает мировой рекорд по дальности путешествия на одной зарядке: 401,5 мили (646,2 км), расстояние, которое Стризки преодолел в декабре 2001 года. Сегодня Genesis делит дорогу с множеством менее дорогих автомобилей на топливных элементах: новым Honda FCX Clarity с водородным двигателем, который поступит в продажу на этой неделе за 600 долларов в месяц, а также парком тестовых автомобилей Chevrolet Equinox с водородным двигателем от General Motors. часть пилотной программы, целью которой является определение того, как водородные автомобили могут функционировать в повседневной жизни.И японские, и американские автопроизводители делают ставку на то, что эти экологически чистые автомобили однажды заменят двигатель внутреннего сгорания.

По словам Ларри Бернса, вице-президента GM по исследованиям и разработкам,

GM намерена в ближайшие годы создать «массовый объем» своих двигателей Equinox, работающих на водородных топливных элементах, но только если существует способ их заправки. В настоящее время в стране всего 122 водородные станции - по сравнению с 170 000 бензозаправочных и дизельных станций.

Это одна из причин, по которой не все фанаты водорода.Бывший официальный представитель Министерства энергетики США Джозеф Ромм, физик, отмечает, что расщепление воды на водород и кислород - пустая трата времени и электроэнергии, а не просто использовать электричество непосредственно в полностью электрическом гибридном автомобиле. Споры сводятся к вопросу о том, лучше ли аккумуляторы или водород хранить и передавать электроэнергию.

Но Стризки утверждает, что водород дает преимущества, которых нет у батарей. Например, GE Global Research обнаружила, что водород может оказаться лучшим способом хранения электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками в отдаленных районах, таких как ветряные электростанции в Северной Дакоте или солнечные батареи в Нью-Мексико, чем строительство дорогих и дорогостоящих линий электропередачи.Вместо этого водород, произведенный в таких местах, можно было бы перекачивать по всей стране через существующие трубопроводы природного газа, обеспечивая топливо для парка транспортных средств, работающих на водороде.

Независимо от того, будут ли эти будущие автомобили приводиться в действие водородом или аккумуляторными батареями, оба будут двигаться с использованием электродвигателя, который не требует загрязняющих (и недавно дорогих) ископаемых видов топлива. И у них будет еще одно важное дополнительное преимущество: батареи или водородные топливные элементы, которыми управляет автомобиль, также могут служить в качестве резервного источника энергии для дома.«Я могу подключить эту машину к своему дому и запустить ее», - отмечает Стризки.

Strizki сейчас работает над тем, чтобы снизить цены настолько, чтобы сделать дома, работающие от солнца и водорода, доступными для среднего потребителя. Он говорит, что может построить солнечно-водородную систему всего за 90 000 долларов благодаря снижению затрат на солнечные батареи и урокам, полученным при строительстве своего дома. Однако даже при такой цене автономная система будет дороже по сравнению с ежегодными счетами за электроэнергию в Нью-Джерси, которые составляют в среднем 1500 долларов, хотя эта цифра увеличивается с каждым годом, включая скачок на 17 процентов в этом году.

Но добавьте к этому расходы на бензин - которые в среднем составляют более 3000 долларов в год, по данным Управления энергетической информации США - и цена станет более разумной, особенно потому, что данные EIA были рассчитаны еще тогда, когда бензин стоил 2 доллара за галлон, а не нынешние 4 доллара. . «Это не имело смысла, когда бензин стоил 1 доллар, а сейчас - 4 доллара? Многие вещи, которые не имели смысла, теперь имеют большой смысл», - говорит Стризки.

Он уже наблюдает за строительством второй такой домашней энергосистемы стоимостью 150 000 долларов для богатого клиента в Карибском бассейне.

Ремесленник на заднем дворе также работает с несколькими потенциальными клиентами над строительством автономных домов в Нью-Джерси, штате Нью-Йорк и даже Колорадо, и бросил свою последнюю работу в качестве установщика систем солнечной энергии, чтобы полностью сосредоточиться на компания, которую он основал для продвижения домов: Renewable Energy International. Ключом к снижению цены будут новые, лучшие поколения компонентов технологии, особенно электролизера.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *