เครื่องกำเนิดไฮโดรเจน: ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ

กลยุทธ์ไฮโดรเจนของเยอรมัน

ในที่สุดหลักสูตรเกี่ยวกับพลังงานไฮโดรเจนได้รับการแก้ไขโดยยุทธศาสตร์แห่งชาติเพื่อการพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนของเยอรมนีซึ่งเผยแพร่เมื่อวันที่ 10 มิถุนายน 2020 เป้าหมายระยะยาวของประเทศคือการสร้างเศรษฐกิจที่เป็นกลางต่อสภาพอากาศด้วยการลดการปล่อย CO2₂ 95% ของระดับ 1990 และไฮโดรเจน ซึ่งไม่เพียงแต่จะถูกถ่ายโอนไปยังการขนส่ง แต่ยังรวมถึงโลหะวิทยากับอุตสาหกรรมปิโตรเคมีด้วย จะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้

เยอรมนีจะจัดสรรเงินมากกว่า 10 พันล้านยูโรสำหรับการพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนจนถึงปี 2566: 7 พันล้านยูโรสำหรับ "การเปิดตลาด" (นั่นคือสำหรับการสร้างเงื่อนไขกรอบและกระตุ้นความต้องการภายในประเทศ) 2 พันล้านยูโรสำหรับความร่วมมือระหว่างประเทศและอีก 1 พันล้านยูโร สำหรับความต้องการของอุตสาหกรรมซึ่งควรนำเทคโนโลยีไฮโดรเจนมาใช้เพื่อที่จะเป็นผู้ส่งออกอันดับหนึ่งของโลกในอนาคต

ในเวลาเดียวกัน รัฐบาลเยอรมันยอมรับเฉพาะ “ไฮโดรเจนสีเขียว” เท่านั้นที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งผลิตโดยใช้ไฟฟ้าที่ได้จากแหล่งพลังงานหมุนเวียน - ดวงอาทิตย์และลม ในการเพิ่มปริมาณ เยอรมนีจะต้องใช้กำลังการผลิตลมเพิ่มเติมบนชายฝั่งทางเหนือและชายฝั่งทะเลบอลติก เมื่อเวลาผ่านไป "ไฮโดรเจนสีเขียว" ควรแทนที่ "สีเทา" "สีน้ำเงิน" และ "สีเทอร์ควอยซ์" นั่นคือได้รับจากการปล่อย CO₂ สู่ชั้นบรรยากาศจากแหล่งฟอสซิล เช่น ก๊าซธรรมชาติหรือมีเทน

จริงอยู่ กลยุทธ์ดังกล่าวตระหนักดีว่าเยอรมนีจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการไฮโดรเจนได้ด้วยตนเอง และจะต้องนำเข้าไฟฟ้าเพื่อผลิต "ไฮโดรเจนสีเขียว" หรือวัตถุดิบ และเงินจำนวน 2 พันล้านยูโรที่จัดสรรสำหรับการพัฒนาความร่วมมือระหว่างประเทศจะนำไปใช้ในโครงการนำร่องพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลักสำหรับการผลิต "ไฮโดรเจนสีเขียว" ในแอฟริกาเหนือและโมร็อกโกซึ่งมีแสงแดดส่องตลอดทั้งปี

บทบาทของบริษัทรัสเซียในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่เฉพาะแอฟริกาเหนือเท่านั้นที่เหมาะสำหรับโครงการนำร่อง เนื่องจากโครงการรถรางไฮโดรเจนที่เปิดตัวในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในเดือนพฤศจิกายน 2019 แสดงให้เห็น เมืองสมัยใหม่ของรัสเซียจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นโชว์รูมสำหรับเทคโนโลยีไฮโดรเจนตัวอย่างที่ชัดเจนของนวัตกรรมดังกล่าวจะส่งผลในเชิงบวกต่อเศรษฐกิจรัสเซียไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความร่วมมือระยะยาวกับสหภาพยุโรปด้วย

ศักยภาพของความร่วมมือนี้สะท้อนให้เห็นบางส่วนในยุทธศาสตร์ด้านพลังงานของสหพันธรัฐรัสเซีย ซึ่งเผยแพร่ในวันเดียวกันกับกลยุทธ์ไฮโดรเจนของเยอรมัน ในเอกสารระบุว่าไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพในการส่งออกสูง ภายในปี 2024 การส่งออกไฮโดรเจนของรัสเซียควรอยู่ที่ 0.2 ล้านตัน และภายในปี 2035 จะเติบโตเป็น 2 ล้านตัน ตามแผนของกระทรวงพลังงาน รัสเซียควรครอบครองตลาดไฮโดรเจนมากถึง 16% ของโลก

ในกระบวนทัศน์ที่ระดับของการพัฒนาและความเจริญรุ่งเรืองของประเทศขึ้นอยู่กับการส่งออกทรัพยากรพลังงานโดยตรง การเดิมพันไฮโดรเจนนั้นสมเหตุสมผลอย่างสมบูรณ์ เทคโนโลยีนี้สามารถเป็นตัวขับเคลื่อนการพัฒนาเพิ่มเติมในความสมดุลโดยรวมของการส่งออก แต่เพื่อให้เป็นไปตามแผนอันทะเยอทะยานเหล่านี้ บริษัทรัสเซียจำเป็นต้องพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนในขณะนี้และทบทวนรูปแบบธุรกิจของตนอย่างรวดเร็ว เนื่องจาก "การเปลี่ยนแปลงพลังงาน" ซึ่งชาวเยอรมันตั้งเป้าไว้ จะส่งผลให้ความต้องการผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และ ก๊าซธรรมชาติในอนาคตอันใกล้นี้

เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนอย่างอิสระ?

เป็นการดีกว่าที่จะไม่เสี่ยงเพราะกระบวนการดังกล่าวไม่เพียงเกี่ยวข้องกับความจำเป็นในการรู้ความซับซ้อนของเทคโนโลยีและเคมีเท่านั้น แต่ยังต้องปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยอย่างเหมาะสมด้วย แต่สามารถติดตั้งอุปกรณ์ที่ต้องทำด้วยตัวเองได้ ในการทำเช่นนี้เพียงทำตามคำแนะนำและไม่อนุญาตให้แสดงมือสมัครเล่น

ความร้อนของบ้านทุกหลังไม่เพียง แต่ให้ชีวิตที่สะดวกสบายสำหรับบุคคลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสะอาดของระบบนิเวศน์ของสิ่งแวดล้อมด้วยสิ่งนี้ทำได้เนื่องจากความจริงที่ว่าหลังจากการเผาไหม้ของไฮโดรเจนไม่มีสารประกอบที่เป็นอันตรายเกิดขึ้น

ในประเทศตะวันตก การให้ความร้อนด้วยเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางและมีเหตุผลทางเศรษฐกิจ หากวิธีการที่คล้ายกันหยั่งรากในรัสเซีย จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำความร้อนได้อย่างมากด้วยต้นทุนทรัพยากรที่ต่ำที่สุด

อนาคตของไฮโดรเจนในฐานะเชื้อเพลิงสำหรับหม้อไอน้ำร้อน

• ไฮโดรเจนเป็น "เชื้อเพลิง" ที่พบมากที่สุดในจักรวาลและเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่พบมากที่สุดอันดับที่ 10 ของโลก พูดง่ายๆ คือ คุณจะไม่มีปัญหาเรื่องเชื้อเพลิงสำรอง
• ก๊าซนี้ไม่สามารถทำร้ายคน สัตว์ หรือพืชได้ ไม่เป็นพิษ
• "ไอเสีย" ของหม้อต้มไฮโดรเจนนั้นไม่เป็นอันตรายอย่างยิ่ง - ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของก๊าซนี้คือน้ำธรรมดา
• อุณหภูมิการเผาไหม้ของไฮโดรเจนสูงถึง 6,000 องศาเซลเซียส ซึ่งแสดงถึงความจุความร้อนสูงของเชื้อเพลิงประเภทนี้
• ไฮโดรเจนเบากว่าอากาศ 14 เท่า กล่าวคือ ในกรณีที่เกิดการรั่วไหล "การปล่อย" เชื้อเพลิงจะระเหยออกจากโรงต้มน้ำด้วยตัวเองและในเวลาอันสั้น
• ค่าใช้จ่ายของไฮโดรเจนหนึ่งกิโลกรัมคือ 2-7 ดอลลาร์สหรัฐ ในกรณีนี้ ความหนาแน่นของก๊าซไฮโดรเจนคือ 0.008987 กก./ลบ.ม.
• ค่าความร้อนของไฮโดรเจน 1 ลูกบาศก์เมตรคือ 13,000 kJ ความเข้มพลังงานของก๊าซธรรมชาติสูงขึ้นสามเท่า แต่ต้นทุนของไฮโดรเจนในฐานะเชื้อเพลิงลดลงสิบเท่า เป็นผลให้ความร้อนทางเลือกของบ้านส่วนตัวที่มีไฮโดรเจนจะเสียค่าใช้จ่ายไม่เกินการใช้ก๊าซธรรมชาติ ในเวลาเดียวกันเจ้าของหม้อต้มไฮโดรเจนไม่จำเป็นต้องจ่ายเงินสำหรับความอยากอาหารของเจ้าของ บริษัท ก๊าซและสร้างท่อส่งก๊าซที่มีราคาแพงรวมทั้งต้องผ่านขั้นตอนของระบบราชการอย่างมากสำหรับการประสานงาน "โครงการ" ทุกประเภทและ "ใบอนุญาต".

กล่าวโดยย่อ ไฮโดรเจนมีแนวโน้มที่สดใสที่สุดในฐานะที่เป็นเชื้อเพลิง ซึ่งได้รับการชื่นชมจากอุตสาหกรรมการบินและอวกาศแล้ว ซึ่งใช้ไฮโดรเจนในการ "เติมเชื้อเพลิง" จรวด

การพัฒนาสมัยใหม่ - หม้อต้มน้ำร้อนไฮโดรเจน

หม้อต้มน้ำร้อนไฮโดรเจนทำงานอย่างไร

เช่นเดียวกับหม้อต้มก๊าซทั่วไป:

• เชื้อเพลิงถูกจ่ายให้กับหัวเผา
• คบเพลิงทำให้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนร้อนขึ้น
• สารหล่อเย็นที่เทลงในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกส่งไปยังแบตเตอรี่

เฉพาะแทนที่จะใช้ท่อส่งก๊าซหลักหรือถังที่มีเชื้อเพลิงเหลวสำหรับการผลิตเชื้อเพลิง จำเป็นต้องใช้การติดตั้งแบบพิเศษ - เครื่องกำเนิดไฮโดรเจน

นอกจากนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในครัวเรือนที่ใช้กันทั่วไปที่สุดคือโรงงานอิเล็กโทรไลต์ที่แยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ต้นทุนเชื้อเพลิงที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนด้วยไฮโดรเจนสูงถึง 6-7 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม ในเวลาเดียวกัน ต้องใช้น้ำและไฟฟ้า 1.2 กิโลวัตต์เพื่อผลิตก๊าซที่ติดไฟได้หนึ่งลูกบาศก์เมตร

แต่ในกรณีนี้ คุณสามารถประหยัดเงินในการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ได้ ท้ายที่สุดในกระบวนการเผาไหม้ส่วนผสมของออกซิเจนและอากาศจะมีการปล่อยไอน้ำเท่านั้น ดังนั้นหม้อไอน้ำดังกล่าวจึงไม่ต้องการปล่องไฟ "ของจริง"

ข้อดีของหม้อไอน้ำไฮโดรเจน

• ไฮโดรเจนสามารถ "ยิง" หม้อต้มใดก็ได้ นั่นคือทั้งหมด - แม้แต่หน่วย "โซเวียต" เก่าที่ซื้อในยุค 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องมีเตาเผาใหม่และหินแกรนิตหรือหินไฟเคลย์ในเตาเผา ซึ่งจะเพิ่มความเฉื่อยจากความร้อนและปรับระดับผลกระทบของความร้อนสูงเกินไปของหม้อไอน้ำ
• หม้อไอน้ำไฮโดรเจนมีการปล่อยความร้อนเพิ่มขึ้นหม้อต้มก๊าซมาตรฐานสำหรับไฮโดรเจน 10-12 กิโลวัตต์จะ "ให้" พลังงานความร้อนสูงถึง 30-40 กิโลวัตต์
• สำหรับการให้ความร้อนด้วยไฮโดรเจนโดยมากจำเป็นต้องใช้เพียงหัวเผา ดังนั้นแม้แต่หม้อต้มเชื้อเพลิงแข็งก็สามารถแปลงเป็น "ภายใต้ไฮโดรเจน" ได้โดยการติดตั้งหัวเตาในเตาหลอม
• ฐานรับเชื้อเพลิง-น้ำ-สามารถถอดออกจากก๊อกน้ำได้ แม้ว่าผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปในอุดมคติสำหรับการผลิตไฮโดรเจนคือน้ำกลั่นซึ่งผสมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์

ข้อเสียของหม้อไอน้ำไฮโดรเจน

• หม้อไอน้ำไฮโดรเจนและเครื่องกำเนิดก๊าซประเภทอุตสาหกรรมขนาดเล็ก ผู้ขายส่วนใหญ่เสนอผลิตภัณฑ์ "โฮมเมด" ที่มีใบรับรองที่น่าสงสัย
• โมเดลอุตสาหกรรมราคาสูง
• "ลักษณะ" ที่ระเบิดได้ของเชื้อเพลิง - ในส่วนผสมของออกซิเจน (ในอัตราส่วน 2: 5) ไฮโดรเจนจะกลายเป็นก๊าซที่ระเบิดได้
• ระดับเสียงรบกวนสูงของการติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซ
• อุณหภูมิเปลวไฟสูง - สูงถึง 3200 องศาเซลเซียส ทำให้ยากต่อการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาในครัว (ต้องใช้ตัวแบ่งพิเศษ) อย่างไรก็ตาม H2ydroGEM หม้อต้มน้ำร้อนไฮโดรเจนที่ผลิตในอิตาลีโดย giacomini ติดตั้งหัวเผาที่มีอุณหภูมิเปลวไฟสูงถึง 300 องศาเซลเซียส

คุณสมบัติของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนตามหลักการอิเล็กโทรไลซิสมักผลิตในรุ่นคอนเทนเนอร์ ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อให้ความร้อนคือการมีเอกสารดังต่อไปนี้: การอนุญาตจาก Rostekhnadzor ใบรับรอง (การปฏิบัติตาม GOSTR และสุขอนามัย)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

• บล็อกที่ประกอบด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า วงจรเรียงกระแส กล่องรวมสัญญาณและอุปกรณ์ บล็อกสำหรับเติมน้ำและขจัดแร่ธาตุ
• อุปกรณ์สำหรับการผลิตไฮโดรเจนและออกซิเจนแยกต่างหาก - อิเล็กโทรไลต์;
• ระบบวิเคราะห์ก๊าซ
• ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว
• ระบบมุ่งเป้าไปที่การตรวจจับการรั่วไหลของไฮโดรเจนที่เป็นไปได้
• แผงควบคุมและระบบควบคุมอัตโนมัติ

เพื่อให้ได้กระบวนการนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสุดจึงใช้น้ำด่าง เติมถังตามต้องการ แต่ส่วนใหญ่มักจะเกิดขึ้นประมาณ 1 ครั้งต่อปี
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทอุตสาหกรรมผลิตขึ้นตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของยุโรป

ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองว่าการซื้อเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าจะให้ผลกำไรมากกว่าการซื้อก๊าซปกติมาก ดังนั้นสำหรับการผลิตก๊าซ 1 ลูกบาศก์เมตรจากไฮโดรเจนและออกซิเจน จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าเพียง 3.5 กิโลวัตต์ เช่นเดียวกับน้ำปราศจากแร่ธาตุครึ่งลิตร

คุณสมบัติของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนตามหลักการอิเล็กโทรไลซิสมักผลิตในรุ่นคอนเทนเนอร์ ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อให้ความร้อนคือการมีเอกสารดังต่อไปนี้: การอนุญาตจาก Rostekhnadzor ใบรับรอง (การปฏิบัติตาม GOSTR และสุขอนามัย)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

• บล็อกที่ประกอบด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า วงจรเรียงกระแส กล่องรวมสัญญาณและอุปกรณ์ บล็อกสำหรับเติมน้ำและขจัดแร่ธาตุ
• อุปกรณ์สำหรับการผลิตไฮโดรเจนและออกซิเจนแยกต่างหาก - อิเล็กโทรไลต์;
• ระบบวิเคราะห์ก๊าซ
• ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว
• ระบบมุ่งเป้าไปที่การตรวจจับการรั่วไหลของไฮโดรเจนที่เป็นไปได้
• แผงควบคุมและระบบควบคุมอัตโนมัติ

เพื่อให้ได้กระบวนการนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสุดจึงใช้น้ำด่าง เติมถังตามต้องการ แต่ส่วนใหญ่มักจะเกิดขึ้นประมาณ 1 ครั้งต่อปี เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทอุตสาหกรรมผลิตขึ้นตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของยุโรป

ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองว่าการซื้อเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าจะให้ผลกำไรมากกว่าการซื้อก๊าซปกติมาก ดังนั้นสำหรับการผลิตก๊าซ 1 ลูกบาศก์เมตรจากไฮโดรเจนและออกซิเจน จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าเพียง 3.5 กิโลวัตต์ เช่นเดียวกับน้ำปราศจากแร่ธาตุครึ่งลิตร

การนำไปปฏิบัติในระบบที่มีอยู่

การสร้างระบบทำความร้อนใหม่เป็นกระบวนการที่มีราคาแพงและใช้เวลานาน การซื้อเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับอาคารขนาดเล็กมีระยะเวลาคืนทุนนาน ดังนั้นบ่อยครั้งที่อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบขึ้นเองโดยอิสระ

การเพิ่มวงจรความร้อนที่มีอยู่ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องมีการขยายพื้นที่ จำเป็นต้องดูแลสถานที่ติดตั้งของอุปกรณ์ล่วงหน้า

หม้อต้มแบบเก่าสามารถปรับให้ใช้กับก๊าซไฮโดรเจนได้: มีการวางหัวเตาใหม่ไว้ในเตาเผา ระบบเสริมด้วยเครื่องมือที่จำเป็นในการควบคุมพารามิเตอร์และค้นหาการรั่วไหลของก๊าซ

ระบบที่อัพเกรดยังต้องการการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา การปรับปรุงระบบเก่ามีราคาถูกกว่าการเปลี่ยนอุปกรณ์ทั้งหมด

แนะนำให้ปรับปรุงให้ทันสมัยหากหน่วยหลัก - หม้อไอน้ำเหมาะสำหรับการดัดแปลงเพื่อทำงานกับเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน

การสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยตัวเองช่วยให้คุณประหยัดได้มากพอสมควร

อุปกรณ์ทำเองทั้งหมดรวมถึงอุปกรณ์ที่ซื้อจากผู้ผลิตต้องได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญไม่อนุญาตให้ติดตั้งอุปกรณ์ที่ผิดพลาด

ตำนานที่ว่าหม้อต้มไฮโดรเจนเป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดในการทำให้บ้านร้อน

คุณมักจะได้ยินว่าหม้อต้มไฮโดรเจนเป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดในการให้ความร้อนแก่บ้านส่วนตัว โดยปกติ ในการอธิบายวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ การอ้างอิงถึงค่าความร้อนสูงของไฮโดรเจน - มากกว่าก๊าซธรรมชาติถึง 3 เท่า ข้อสรุปง่ายๆ จากสิ่งนี้ - การให้ความร้อนแก่บ้านด้วยไฮโดรเจนนั้นมีประโยชน์มากกว่าการใช้แก๊ส

บางครั้งเพื่อเป็นการโต้แย้งประสิทธิภาพของหม้อต้มไฮโดรเจนจึงให้สิ่งที่เรียกว่า "ก๊าซสีน้ำตาล" หรือส่วนผสมของไฮโดรเจนและอะตอมออกซิเจน (HHO) ซึ่งปล่อยความร้อนมากยิ่งขึ้นในระหว่างการเผาไหม้และซึ่ง "หม้อไอน้ำขั้นสูง" ดำเนินงาน. หลังจากนี้เหตุผลสำหรับประสิทธิภาพก็จบลงโดยปล่อยให้โอกาสสำหรับจินตนาการของคนธรรมดาในการวาดภาพที่สวยงามภายใต้ชื่อทั่วไปว่า แค่คิด - ไฮโดรเจนเผาไหม้ "อุ่นขึ้น" และได้มาจากน้ำที่แทบไม่มีประโยชน์จริง ๆ เป็นประโยชน์จริง ๆ !

จินตนาการยังได้รับแรงหนุนจากข่าวเกี่ยวกับยานยนต์พลังงานไฮโดรเจนที่เติบโตขึ้นเรื่อยๆ เป็นทางเลือกแทนยานยนต์แบบเดิมๆ สมมติว่ารถยนต์ "ขับ" ด้วยไฮโดรเจน หม้อต้มไฮโดรเจนก็เป็นสิ่งที่คุ้มค่าจริงๆ

แต่ในความเป็นจริง สิ่งต่าง ๆ ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย หากไฮโดรเจนบริสุทธิ์เป็นธาตุที่หาได้ในธรรมชาติ ทุกสิ่งทุกอย่างก็จะเป็นเช่นนั้นหรือเกือบจะเป็นเช่นนั้น แต่ความจริงก็คือไฮโดรเจนบริสุทธิ์ไม่ได้เกิดขึ้นบนโลก - เฉพาะในรูปแบบที่ถูกผูกไว้เท่านั้น เช่น ในรูปของน้ำ ดังนั้นในทางปฏิบัติ จะต้องได้รับไฮโดรเจนจากที่ไหนสักแห่งก่อน ยิ่งกว่านั้นด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยาเคมีที่สิ้นเปลืองพลังงาน

การผลิต DIY

ดังนั้น เมื่อตัดสินใจทำเตาไฟฟ้าพลังน้ำ สิ่งแรกที่ต้องทำคือกำหนดการออกแบบหลักของเครื่องทำความร้อนในอนาคต

ด้วยวิธีนี้ เตาอบใดๆ ก็ตามสามารถเปลี่ยนเป็นตัวเลือกที่ประหยัดได้

บ่อยครั้งที่เครื่องทำความร้อนดังกล่าวมีอยู่แล้วและจำเป็นต้องแก้ไข นี่คือไดอะแกรมเวิร์กโฟลว์:

1. หาภาชนะใส่น้ำและแก้ไข
2. ทำหวด.
3. พวกเขาคิดถึงการยึดและวิธีการให้ความร้อนเพื่อให้ได้ไอน้ำ
4. ทำซุปเปอร์ฮีทเตอร์. โดยปกติแล้วจะเป็นท่อเหล็กสแตนเลสแบบบางที่มีรูเลื่อยสม่ำเสมอ มันถูกห่อด้วยตาข่ายสแตนเลส - อุปกรณ์นี้จะทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันเสียงรบกวน
5. พิจารณาโครงร่างการเชื่อมต่อและการยึดทุกส่วน ฮีทเตอร์ซุปเปอร์ฮีทเตอร์ต้องตั้งอยู่บนตะแกรงของเตาหลอมเพื่อให้สามารถเข้าถึงออกซิเจนได้ดี หลายคนมีอุปกรณ์เพิ่มเติมเพื่อไม่ให้อุดตันด้วยขี้เถ้าและการจ่ายออกซิเจนคงที่
6. ตรวจสอบอุปกรณ์เพื่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยจากอัคคีภัย การไม่มีควันจากปล่องไฟเมื่อเตาร้อนแสดงถึงการทำงานที่เหมาะสม ชิ้นส่วนยาง ไม้และพลาสติกทั้งหมดของอุปกรณ์ต้องอยู่ห่างจากไฟและชิ้นส่วนที่ร้อนจัดของโครงสร้างที่กันไฟได้

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเตาบนน้ำในวิดีโอนี้:

การติดตั้งการออกแบบนี้สามารถประหยัดเงินได้มาก นอกจากนี้ ในฐานะที่เป็นเชื้อเพลิง น้ำในเตาเผายังช่วยลดมลพิษทางอากาศจากของเสียจากการเผาไหม้ แม้แต่วิธีที่ง่ายที่สุดในการปรับเปลี่ยนเตาก็สามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมได้

ตัวอย่างเช่น ชาวเมืองในฤดูร้อนบางคนใช้เครื่องเป่าลม นั่นคือพวกเขาใส่ภาชนะโลหะที่มีน้ำอยู่ใต้เตาผลจากการระเหยและให้ความร้อน วิธีการง่ายๆ ดังกล่าวจะเปลี่ยนเตาธรรมดาให้กลายเป็นเตาน้ำและเพิ่มประสิทธิภาพได้หลายเท่า

นอตหลัก

1. บอยเลอร์. โดยคัดเลือกตามประเภทอาคาร พื้นที่ และประสิทธิภาพในการติดตั้งที่ต้องการ
2. ระบบท่อ. เหตุผลส่วนใหญ่สำหรับการทำความร้อนที่บ้านคือการใช้ท่อที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.25 นิ้ว มีความจำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎ - แต่ละสาขาที่ตามมาจะต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าสาขาก่อนหน้า ดังนั้น การคำนวณความต้องการวัสดุและประสิทธิภาพการติดตั้งควรเริ่มต้นด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางท่อต่ำสุดที่อนุญาต
3. ผลผลิตของเสีย - ไอน้ำไม่มีสิ่งเจือปน
4. เครื่องเขียน ในการเผาไฮโดรเจนต้องใช้อุณหภูมิมากกว่า 3000 องศา

โครงสร้างภายในของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานในตัว

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ควรซื้อหน่วยโมดูลาร์ที่มีหัวเผาหลายตัว ซึ่งเป็นการเพิ่มความเร็วของอิเล็กโทรไลซิส ประเภทและกำลังของเตายังถูกเลือกโดยคำนึงถึงความต้องการของสถานที่สำหรับการจ่ายความร้อน (พื้นที่, วัสดุผนัง, ภูมิอากาศ, ฯลฯ ) และพลังงานที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

สำหรับอาคารที่อยู่อาศัย อัตราพลังงานสูงสุดของเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนคือ 6 กิโลวัตต์

เครื่องกำเนิดไฮโดรเจนสำหรับบ้าน

วิธีการทำงานของอุปกรณ์

ตัวเคสมีขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อแหล่งพลังงานและมีปลอกหุ้มสำหรับปล่อยก๊าซ

การทำงานของอุปกรณ์สามารถอธิบายได้ดังนี้: กระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านน้ำกลั่นระหว่างเพลตที่มีสนามต่างกัน (อันหนึ่งมีแอโนด อีกอันมีแคโทด) แยกออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน

กระแสไฟฟ้ามีความแข็งแรงหากพื้นที่มีขนาดใหญ่กระแสไฟฟ้าจำนวนมากจะไหลผ่านน้ำและปล่อยก๊าซมากขึ้นทั้งนี้ขึ้นอยู่กับพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลก รูปแบบการเชื่อมต่อเพลตเป็นแบบทางเลือก บวกก่อน ลบ และอื่นๆ

แนะนำให้ใช้อิเล็กโทรดที่ทำจากสแตนเลสซึ่งไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำระหว่างอิเล็กโทรไลซิส สิ่งสำคัญคือการหาสแตนเลสคุณภาพสูง เป็นการดีกว่าที่จะทำให้ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดมีขนาดเล็ก แต่เพื่อให้ฟองแก๊สเคลื่อนที่ระหว่างอิเล็กโทรดได้ง่าย รัดควรทำจากโลหะที่เหมาะสมเป็นอิเล็กโทรด

คำนึงถึง:
เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตเกี่ยวข้องกับก๊าซ เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดประกายไฟ จำเป็นต้องทำให้ชิ้นส่วนทั้งหมดพอดี ในรูปลักษณ์ที่พิจารณาอุปกรณ์ประกอบด้วย 16 แผ่นซึ่งอยู่ห่างจากกันภายใน 1 มม

เนื่องจากแผ่นเปลือกโลกมีพื้นที่ผิวและความหนาค่อนข้างใหญ่ จึงเป็นไปได้ที่จะส่งกระแสสูงผ่านอุปกรณ์ดังกล่าว แต่โลหะจะไม่ร้อนขึ้น หากคุณวัดความจุของอิเล็กโทรดในอากาศ ก็จะเป็น 1nF ชุดนี้ใช้สูงถึง 25A ในน้ำเปล่าจากก๊อก

ในการรวบรวมเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนด้วยมือของคุณเอง คุณสามารถใช้ภาชนะใส่อาหารได้ เนื่องจากพลาสติกทนความร้อนได้ จากนั้นคุณจะต้องลดอิเล็กโทรดเก็บก๊าซลงในภาชนะด้วยขั้วต่อที่หุ้มฉนวนอย่างแน่นหนา ฝาปิด และจุดต่ออื่นๆ

หากคุณใช้ภาชนะโลหะ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ไฟฟ้าลัดวงจร อิเล็กโทรดจะติดกับพลาสติก ทั้งสองด้านของข้อต่อทองแดงและทองเหลือง มีการติดตั้งคอนเนคเตอร์สองตัว (ฟิตติ้ง - เมาท์ ประกอบ) เพื่อแยกก๊าซคอนเนคเตอร์และข้อต่อสัมผัสต้องยึดแน่นโดยใช้ซิลิโคนเคลือบหลุมร่องฟัน

วิธีทำไฮโดรเจนให้ความร้อนด้วยมือของคุณเอง

อาจารย์ที่มีความสามารถในการทำงานกับโลหะสามารถให้ความร้อนกับไฮโดรเจนด้วยมือของเขาเอง

ในการสร้างอุปกรณ์ คุณจะต้องมีชุดวัสดุดังต่อไปนี้:

• แผ่นสแตนเลสที่มีขนาด 50x50 ซม.
• สลักเกลียว 6x150 พร้อมแหวนรองและน็อต
• ไส้กรองไหลผ่าน - มีประโยชน์จากเครื่องซักผ้าเก่า
• ท่อกลวงใสยาว 10 เมตร เช่น จากระดับน้ำ
• ภาชนะใส่อาหารพลาสติกขนาดปกติ 1.5 ลิตรพร้อมฝาปิดที่แข็งแรง
• ชุดข้อต่อก้างปลาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางรู 8 มม.
• เครื่องบดสำหรับตัด;
• เจาะ;
• กาวซิลิโคน

ในการทำเตาไฮโดรเจน เหล็กกล้า 03X16H1 เหมาะสม และแทนที่จะใช้น้ำ คุณสามารถใช้สารละลายอัลคาไลน์ ซึ่งจะสร้างสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสำหรับการไหลของกระแส ในขณะที่ยืดอายุของแผ่นเหล็ก

วิธีทำให้บ้านร้อนด้วยไฮโดรเจนด้วยตัวเอง:

1. วางแผ่นโลหะลงบนโต๊ะแบน ตัดเป็น 16 ส่วนเท่าๆ กัน ได้สี่เหลี่ยมสำหรับเตาในอนาคต ตอนนี้ตัดมุมหนึ่งของสี่เหลี่ยมทั้ง 16 รูปออก - นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อชิ้นส่วนที่ตามมา
2. ที่ด้านหลังของแต่ละองค์ประกอบ ให้เจาะรูสำหรับสลักเกลียว จากทั้งหมด 16 แผ่น มี 8 ชิ้นเป็นแอโนด และ 8 ชิ้นเป็นแคโทด จำเป็นต้องใช้แอโนดและแคโทดในการผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านชิ้นส่วนที่มีขั้วต่างกัน ซึ่งจะทำให้การสลายตัวของอัลคาไลหรือกลั่นเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน
3. ตอนนี้ใส่จานในภาชนะพลาสติกโดยคำนึงถึงขั้วโดยสลับบวกและลบ ท่อใสจะทำหน้าที่เป็นฉนวนสำหรับเพลต ซึ่งจะต้องตัดเป็นวงแหวนแล้วจึงทำเป็นแถบหนา 1 มม.

1. แผ่นโลหะจะยึดติดกันโดยใช้แหวนรอง - ขั้นแรกให้ใส่แหวนรองที่ขาสลัก แล้วจึงใส่แผ่น หลังจากจานคุณต้องใส่แหวน 3 อันบนโบลต์แล้วใส่เพลทอีกครั้ง ด้วยวิธีนี้ 8 แผ่นจะถูกแขวนไว้บนขั้วบวกและ 8 แผ่นบนขั้วลบ

ตอนนี้คุณต้องหาจุดหยุดของสลักเกลียวในภาชนะบรรจุอาหาร เจาะรูในสถานที่นี้ หากไม่รวมสลักเกลียวในภาชนะ ให้ตัดขาสลักตามความยาวที่ต้องการ หลังจากนั้นให้ขันสลักเกลียวเข้าไปในรูใส่แหวนรองที่ขาแล้วยึดโครงสร้างด้วยน็อตเพื่อความแน่น จัดให้มีรูสำหรับติดตั้งที่ฝาภาชนะ ใส่ชิ้นส่วนเข้าไปในรู และเคลือบบริเวณรอยต่อด้วยวัสดุยาแนวเพื่อให้แน่น ตอนนี้ระเบิดอุปกรณ์ออก และถ้าอากาศไหลผ่านฝาได้ก็จะต้องปิดฝาให้รอบปริมณฑลทั้งหมด

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการทดสอบโดยเชื่อมต่อแหล่งกระแสใด ๆ กับการบรรจุน้ำในภาชนะ วางสายยางไว้บนข้อต่อซึ่งปลายที่สองจุ่มลงในภาชนะ หากฟองอากาศก่อตัวในของเหลว แสดงว่าวงจรทำงาน หากไม่เป็นเช่นนั้น คุณต้องตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟปัจจุบัน มันเกิดขึ้นที่ฟองอากาศไม่ก่อตัวในน้ำ แต่ปรากฏอยู่ในอิเล็กโทรไลเซอร์อย่างแน่นอน

เพื่อให้ได้รับพลังงานความร้อนในปริมาณที่ต้องการ จำเป็นต้องเพิ่มการผลิตและการส่งออกก๊าซโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในอิเล็กโทรไลต์ เทด่างลงในน้ำ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งอยู่ในน้ำยาทำความสะอาดท่อโครต ต่อแหล่งจ่ายไฟอีกครั้งและตรวจสอบความจุของอิเล็กโทรไลเซอร์

ขั้นตอนสุดท้ายคือการเชื่อมต่อหัวเตากับท่อส่งความร้อน อาจเป็นพื้นอุ่นเดินสายไฟฐาน ข้อต่อควรปิดผนึกด้วยซิลิโคนและอุปกรณ์สามารถนำไปใช้งานได้

ทำเครื่องปั่นไฟเอง

บนอินเทอร์เน็ต คุณสามารถหาคำแนะนำมากมายเกี่ยวกับวิธีสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนได้ ควรสังเกตว่ามีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่จะประกอบการติดตั้งสำหรับบ้านด้วยมือของคุณเอง - การออกแบบค่อนข้างง่าย

ส่วนประกอบเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนที่ต้องทำด้วยตัวเองเพื่อให้ความร้อนในบ้านส่วนตัว

แต่คุณจะทำอย่างไรกับไฮโดรเจนที่เกิดขึ้น? ให้ความสนใจกับอุณหภูมิการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในอากาศอีกครั้ง มันคือ 2800-3000 °С

เมื่อพิจารณาว่าโลหะและวัสดุที่เป็นของแข็งอื่นๆ ถูกตัดด้วยไฮโดรเจนที่เผาไหม้ จะเห็นได้ชัดเจนว่าการติดตั้งหัวเผาในหม้อต้มก๊าซธรรมดา เชื้อเพลิงเหลว หรือหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็งพร้อมแจ็คเก็ตน้ำจะไม่ทำงาน เพียงแต่จะเกิดการไหม้เกรียม

ช่างฝีมือในฟอรัมแนะนำให้วางเตาจากด้านในด้วยอิฐ fireclay แต่อุณหภูมิหลอมเหลวของแม้แต่วัสดุที่ดีที่สุดของประเภทนี้ก็ไม่เกิน 1600 ° C เตาดังกล่าวจะอยู่ได้ไม่นาน ตัวเลือกที่สองคือการใช้หัวเผาแบบพิเศษซึ่งสามารถลดอุณหภูมิของคบเพลิงให้เป็นค่าที่ยอมรับได้ ดังนั้น จนกว่าคุณจะพบหัวเผาดังกล่าว คุณไม่ควรเริ่มติดตั้งเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนแบบโฮมเมด

เคล็ดลับในการประกอบและใช้งานเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เมื่อแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับหม้อไอน้ำแล้ว ให้เลือกรูปแบบที่เหมาะสมและคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีสร้างเครื่องกำเนิดไฮโดรเจนเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านส่วนตัว

อุปกรณ์ทำเองจะมีผลก็ต่อเมื่อ:

• พื้นที่ผิวเพียงพอของอิเล็กโทรดจาน
• การเลือกใช้วัสดุที่ถูกต้องสำหรับการผลิตอิเล็กโทรด
• ของเหลวอิเล็กโทรไลซิสคุณภาพสูง

ขนาดควรจะเป็นหน่วยที่สร้างไฮโดรเจนในปริมาณที่เพียงพอเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านได้อย่างไร คุณจะต้องพิจารณา "ด้วยตา" (ตามประสบการณ์ของผู้อื่น) หรือโดยการประกอบการติดตั้งขนาดเล็กเพื่อเริ่มต้น ตัวเลือกที่สองใช้งานได้จริงมากกว่า - จะช่วยให้คุณเข้าใจว่าการใช้เงินและเวลาในการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสมบูรณ์นั้นคุ้มค่าหรือไม่

โลหะหายากนั้นเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรด แต่ราคานี้แพงเกินไปสำหรับยูนิตในบ้าน ขอแนะนำให้เลือกแผ่นเหล็กสแตนเลส โดยเฉพาะเหล็ก

การออกแบบเครื่องกำเนิดไฮโดรเจน

มีข้อกำหนดบางประการสำหรับคุณภาพน้ำ ไม่ควรมีสิ่งเจือปนทางกลและโลหะหนัก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดบนน้ำกลั่น แต่เพื่อลดต้นทุนในการก่อสร้าง คุณสามารถจำกัดตัวเองให้อยู่ที่ตัวกรองเพื่อกรองน้ำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกที่ไม่จำเป็น เพื่อให้ปฏิกิริยาไฟฟ้าดำเนินไปอย่างเข้มข้นมากขึ้น โซเดียมไฮดรอกไซด์จะถูกเติมลงในน้ำในอัตราส่วน 1 ช้อนโต๊ะต่อน้ำ 10 ลิตร