Метаноловая батарея своими руками

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 04.10.2024

В этой статье я расскажу вам, как можно сделать действительно рабочие батарейки из грязи в домашних условиях.

Основная идея создания таких батареек заключается в том, что мы собираем грязь из канавы, в которой живут определенные микроорганизмы. По сути эти бактерии преобразуют энергию химических связей органических веществ в электричество. В науке это называется микробные топливные элементы . И далее с помощью электродов с проводами соединяем все батарейки в одну цепь и пытаемся что-то запитать.

Ну что же, в кратце сам прицип работы понятен, а чтоже на практике. А на деле, сам этот процесс весьма не для чистолюбивых. Много работы с грязью.

1. Сбор бактерий

Нужно найти канаву, где вы почувствуете максимальный пик зловоний. Это то, что нам нужно для эксперимента. Именно в таких местах и обитают необходимые нам бактерии. Только в среде без доступах воздуха будет вырабатывать серо-водород, а значит будут жить и нужные нам микроорганизмы.

Копать нужно как можно глубже, потому что именно там на дне, в среде без доступа кислорода, живут нужные нам микробактерии.

Примерно в 1 мл этой жижи содержится до 10 миллиардов разных микроорганизмов. Просто вдумайтесь в это число. Мы же пришли за бактериями геобактер . Ученые совсем недавно обнаружили, что данных вид микроорганизмов способен создавать органические микропроволоки, которые хорошо проводят электричество.

2. Коктейль жидкостей

Этой неприятной на запах жидкости будет недостаточно. Потому там нужно добавить еще пару смесей в этот "коктейль". Из старой канавы необходимо собрать еще немного земли ( гумус) и добавить различных удобрений в виде растовра от перегнившей рыбы. В общем вы поняли, все что гниет, разлагается, кидаете в сюда. Чем больше будет бактерий и органических остатков, тем питательней среда для бактерий. Соответсвенно будет лучше вырабатываться электричество.

Я читал ряд исследований на данную тему. Там еще предлагают добавлять для увеличения мощности сахар, мел для получения углерода и газету ( целлюлозу), яичный желток в качестве источника серы.

3. Электроды

Один из самых важных этапов в создании батарейки из грязи является сбор электродов. Их мы тоже будет делать в ручную. Для этого берем металлическую сетку и активированный уголь. С помощью эпоксидки и тисков нам необходимо все это приклеить и спрессовать. Чем плотнее будет располагаться уголь на материале, тем в конечном итоге будет лучше.

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

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

Краткая теоретическая часть

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

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

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

Раньше водородом наполняли баллоны дирижаблей, которые нередко взрывались

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

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

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

Создание опытного образца

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

Из чего состоит примитивный электролизер:

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

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

Принцип работы электролизера следующий:

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

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

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

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

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

О водородной ячейке Мейера

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

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

Для изготовления ячейки Мейера потребуется:

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

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

Под ячейку Мейера можно приспособить готовый пластиковый корпус от обычного водопроводного фильтра

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

Принципиальная схема включения электролизера

Реактор из пластин

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

Кроме листовой нержавейки марки 316 понадобится купить:

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

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

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

Схема водородной установки мокрого типа

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

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

Выгодно ли получать водород в домашних условиях

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

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

Все очень даже работает, я езжу на 3-литровом моторе с расходом в 7-8 литров самого дешманского бензина. И что радует помимо экономии, что в конях прибавка около 15%,так что жизнь налаживается, да и ресурс мотора до 40% увеличивается, вот как-то так!

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

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

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

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

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

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

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

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

Поделитесь чертежами пожалуйста,мне для отопления дома.Можете?

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

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

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

Химический источник питания, который будет изготовлен в этом мастер-классе обладает довольно существенной мощностью, чтобы получить с помощью него напряжение способное питать сетевые приборы на 220 В.
Наверняка вы видели статьи в интернете, где из лимона получают электричество, воткнув в него два электрода из разных металлов. Эта батарея будет построена по тем же принципам, только более масштабно.
Пойдем только не по пути увеличения секций элементов, а по пути увеличения площади электродов, что должно дать больший ток батареи, а следовательно и мощность всей установки.
В роли электролита будет использована вода и пищевая сода разведенная в ней.

Понадобится

Канализационная ПВХ труба, длиной приемно 1-1,2 м.
Две заглушки ПВХ.
Медный провод.
Оцинкованная полоска.
Кусок гофрированной трубы.
Тонкая трубка ПВХ.
Пара кусков пластика для подставок.
Клеммы две штуки.

Изготавливаем батарею работающую на воде

Нам необходимо собрать герметичный сосуд из трубы ПВХ - это будет корпус нашей батареи. Я решил по концам вставить закручивающиеся заглушки, чтобы их в любой момент можно было открутить. Газовой горелкой разогреваем край трубы.

В крышках заглушек вклеиваем куски тонкой трубы. Отверстие в них делать не нужно. Эти отрезки будет центрировать внутренний элемент и нужны лишь как крепления. Используем клей на основе эпоксидной смолы.

Вся батарея будет располагаться горизонтально, для этого приклеиваем своеобразные ножки по обеим сторонам.

Пришло время изготовить сам электродный элемент. Берем трубку с змеевидной фактурой и наматываем в ее желоб сначала медный провод.

Если у вас нет такой трубки - возьмите обычную гладкую, но в этом случае провод придется периодически фиксировать через определенный промежуток.
Затем в промежуток медному наматываем оцинкованную ленту.

Две этих ленты не должны соприкасаться между собой.
С одной стороны подключаемся и делаем вывод от медного провода. А с другой стороны делаем отвод от цинкового электрода.

Как видите, корпус покрашен черной эмалью. С боку сделан кран для спуска газов и слива жидкости. Закрываем второй крышкой.
На этом наш химический источник тока готов.

Результат работы солевой батареи

Результат работы таков, что напряжение холостого хода - 1,6 В. Ток короткого замыкания - 120 мА.
Теперь подключаем нагрузку. Это однотранзисторный повышающий преобразователь для питания светодиодов.

Светит нормально. Изначальная просадка по напряжению была до 0,8 В. Поработав пару часов составила - 0,6 В.
Такой батареи хватит на несколько часов работы. Вы можете собрать ее и поэкспериментировать с заменой электролита, сделав его не из соды, а из обычной поваренной соли. Заменить электроды из других металлов. Кто знает, может вы сможете получить большее напряжение и время работы. Удачи!

Смотрите видео

Спорткар RG Nathalie или Gumpert Nathalie обладает четырьмя электромоторами, встроенными в ступицы. Отдача составляет 4×100 кВт или 544 л.с., разгон с нуля до ста занимает 2,5 с, максималка равна 300 км/ч.

Китайская компания Aiways заложила в Гаопине, провинция Шаньси, первый камень в завод по выпуску компактных водородных топливных элементов (ТЭ) с реформингом метанола. Такие блоки могут поставлять электричество в буферный аккумулятор, а далее — тяговым электромоторам. Подобная схема является экзотической альтернативой простым электромобилям и даже водородным машинам с топливными элементами. Она как раз применяется в модели дочерней марки RG (Roland Gumpert) — спорткаре Nathalie. Его серийное производство должно быть налажено в 2021 году на двух заводах: в Шанжао (там находится головное предприятие Aiways) и в Ингольштадте (там базируется дочка Gumpert Aiways Automobile).

Завод метаноловых ТЭ Aiways расположился в парке Мишань зоны экономического и технического развития Гаопин. Предприятие займёт площадь в 40,5 га и будет выпускать 80 000 метаноловых систем в год. Инвестиции в проект составили два миллиарда юаней ($288 млн).

В Nathalie имеется тяговая батарея (по некоторым данным 60 кВт•ч), а также бак для спирта (применяется 60-процентный метанол) вместимостью 65 л. Он питает топливный элемент с риформером метанола. Блок ТЭ выдаёт мощность 15 кВт и заряжает аккумулятор в пути. При расходе примерно в девять литров спирта на сотню эта добавка даёт машине 600 км хода (в обычных условиях), в дополнение к тем примерно 300 км, что можно пройти без метанола. А при движении в экономичном режиме суммарный запас на сочетании бака и заряженного аккумулятора превышает 1000 км. Для постоянной же скорости 120 км/ч производитель заявляет 820 км. На заправку бака спиртом нужно три минуты. А выхлоп тут — водяной пар и углекислый газ.

Роланда Гумперта, модель Nathalie была представлена как рабочий прототип в 2018 году, через год был показан гоночный вариант Nathalie Race (слева внизу), и только в марте 2020-го — серийная дорожная версия (справа внизу, комплектация First Edition за 407 000 евро — это 34,9 млн рублей). ">

Детище Роланда Гумперта, модель Nathalie была представлена как рабочий прототип в 2018 году, через год был показан гоночный вариант Nathalie Race (слева внизу), и только в марте 2020-го — серийная дорожная версия (справа внизу, комплектация First Edition за 407 000 евро — это 34,9 млн рублей).

Преимущество метанола перед водородом — простота хранения. Правда, метанол ядовит. Напомним, что у основной марки Aiways продуктовая линейка состоит из классических электромобилей (это кроссоверы U5 и U6 Ion, на подходе кроссвэн U7 Ion). Однако если система питания, как у Nathalie, получит распространение, мы можем увидеть подобную добавку и в машинах Aiways. Об интересе компании к этому направлению говорит и тот факт, что в прошлом году Aiways инвестировала в фирму Blue World Technologies со штаб-квартирой в Ольборге (Дания), занимающейся как раз разработкой топливных элементов на метаноле.

Читайте также: