Comment fabriquer de vos propres mains un générateur d'hydrogène pour votre maison : conseils pratiques pour la fabrication et l'installation

Nous avons l’habitude de considérer le gaz naturel comme le type de carburant le plus abordable.Mais il s'avère qu'il existe une alternative intéressante : l'hydrogène obtenu en divisant l'eau. Nous recevons entièrement gratuitement la matière première pour la production de ce carburant. Et si vous fabriquez vous-même un générateur d'hydrogène, les économies seront tout simplement incroyables. Droite?

Nous sommes prêts à partager avec vous de précieuses informations sur les options et les règles de montage d'une installation technique destinée à la production d'hydrogène. L'étude de l'article présenté à votre attention garantira la fabrication d'un appareil sans problème.

Pour ceux qui souhaitent construire de leurs propres mains un générateur de carburant bon marché mais très productif, nous proposons des instructions détaillées. Nous fournissons des recommandations pour une bonne utilisation. Des applications photo et des vidéos ont été utilisées comme compléments informatifs expliquant clairement le principe de fonctionnement.

Méthodes de production d'hydrogène

Dans les cours de chimie du lycée, on expliquait autrefois comment obtenir de l'hydrogène à partir de l'eau du robinet. Il existe un tel concept dans le domaine chimique: l'électrolyse. C'est grâce à l'électrolyse qu'il est possible de produire de l'hydrogène.

L'installation d'hydrogène la plus simple est un récipient rempli d'eau. Deux électrodes plaques sont placées sous la couche d'eau. Du courant électrique leur est fourni. L’eau étant un excellent conducteur du courant électrique, un contact à faible résistance s’établit entre les plaques.

Le courant traversant la faible résistance à l’eau favorise la formation d’une réaction chimique qui aboutit à la formation d’hydrogène.

Schéma d’une installation expérimentale à hydrogène, autrefois étudiée dans le cours de chimie du lycée. Il s’avère que ces leçons n’étaient pas superflues pour la pratique des besoins quotidiens modernes.

Il semblerait que tout soit simple et qu'il reste très peu de choses à faire : collecter l'hydrogène obtenu pour l'utiliser comme source d'énergie. Mais la chimie n’est jamais complète sans détails subtils.

C'est donc ici : si l'hydrogène se combine avec l'oxygène, à une certaine concentration, un mélange explosif se forme. Ce point est l'un des phénomènes critiques qui limitent la capacité à construire des stations d'appartement suffisamment puissantes.

Conception de générateur d'hydrogène

Pour construire des générateurs d’hydrogène de vos propres mains, ils se basent généralement sur le schéma d’installation classique de Brown. Cet électrolyseur de moyenne puissance est constitué d'un groupe de cellules contenant chacune un groupe d'électrodes plaques. La puissance de l'installation est déterminée par la surface totale des électrodes en plaque.

Les cellules sont placées à l'intérieur d'un conteneur bien isolé du milieu extérieur. Le corps du réservoir comporte des tuyaux pour connecter l'eau principale, la sortie d'hydrogène, ainsi qu'un panneau de contact pour connecter l'électricité.

Appareil de génération d'hydrogène conçu selon le schéma de Brown. Selon tous les calculs, cette installation devrait fournir pleinement au ménage chaleur et lumière. Une autre question est de savoir quelles dimensions et puissance permettront de faire cela (+)

Le circuit du générateur Brown prévoit entre autres la présence d'un joint hydraulique et d'un clapet anti-retour.Grâce à ces éléments, l’installation est protégée du reflux d’hydrogène. Selon ce schéma, il est théoriquement possible de monter une installation à hydrogène, par exemple pour organiser le chauffage d'une maison de campagne.

Chauffage à l'hydrogène dans la maison

Assembler un générateur d'hydrogène pour chauffer efficacement une maison est une idée qui n'est peut-être pas fantastique, mais qui est clairement extrêmement peu rentable. Afin d'obtenir le volume d'hydrogène requis pour une chaufferie domestique, vous aurez besoin non seulement d'une installation d'électrolyse puissante, mais également d'une quantité importante d'énergie électrique.

Compenser le gaspillage d’électricité avec de l’hydrogène produit à la maison semble être un processus irrationnel.

Générateur d'hydrogène vraiment fonctionnel pour un usage domestique. La seule chose qui nous dérange, c'est qu'il ne s'agit que d'une option expérimentale, qui ne peut montrer que comment une flamme naît d'une étincelle.

Cependant, les tentatives visant à résoudre le problème de la fabrication de vos propres mains d'un générateur d'hydrogène pour la maison ne s'arrêtent pas. Avec le principe de fonctionnement et la conception d'un des modèles testés en pratique chaudière à hydrogène vous familiarisera avec l'article que nous vous recommandons de lire.

Et voici un exemple d'une des options de torture :

1. Un conteneur scellé et fiable est préparé.
2. Des électrodes tubulaires ou plaques sont fabriquées.
3. Un circuit de commande pour la tension et le courant de fonctionnement est assemblé.
4. Des modules supplémentaires pour le poste de travail sont en cours de réalisation.
5. Les accessoires (tuyaux, fils, attaches) sont sélectionnés.

Naturellement, vous aurez besoin d’une boîte à outils comprenant des équipements spéciaux tels qu’un oscilloscope et un fréquencemètre. Après vous être équipé de tout ce dont vous avez besoin, vous pouvez procéder directement à la fabrication d'un système de chauffage à hydrogène pour votre maison.

Mise en œuvre de projets à faire soi-même

Dans un premier temps, vous devrez réaliser une cellule de génération d’hydrogène. La pile à combustible a des dimensions globales légèrement inférieures aux dimensions internes de la longueur et de la largeur du boîtier du générateur. En hauteur, la taille du bloc avec électrodes est égale aux 2/3 de la hauteur du corps principal.

La cellule peut être en PCB ou en plexiglas (épaisseur de paroi 5-7 mm). Pour ce faire, cinq plaques de textolite sont découpées sur mesure. On colle ensemble (avec de la colle époxy) un rectangle dont la partie inférieure reste ouverte.

Environ de telles plaques de verre organique forment le corps de la pile à combustible d'un générateur d'hydrogène. Certes, une version légèrement différente de l'ingénierie est présentée ici - pour l'assemblage et la fixation avec des vis

Sur la face supérieure du rectangle, le nombre requis de petits trous est percé pour les tiges des plaques d'électrodes, un petit trou pour le capteur de niveau et un trou d'un diamètre de 10 à 15 mm pour la libération d'hydrogène.

À l'intérieur du rectangle sont placées des plaques d'électrodes dont les tiges de contact ressortent à travers les trous de la plaque supérieure à l'extérieur de la cellule. Le capteur de niveau d'eau est installé à 80% de remplissage des cellules. Toutes les transitions dans la plaque textolite (à l'exception de la sortie d'hydrogène) sont remplies de colle époxy.

Une caractéristique de conception des modules du générateur montrés sur la photo est leur forme cylindrique. Les électrodes de cette source d’énergie miniature sont également conçues différemment.

L'orifice de sortie d'hydrogène doit être équipé d'un raccord - fixez-le mécaniquement à l'aide d'un joint ou collez-le. La cellule de génération d'hydrogène assemblée est placée à l'intérieur du corps principal de l'appareil et est soigneusement scellée le long du périmètre supérieur (là encore, de la résine époxy peut être utilisée).

C'est le cas choisi pour le générateur d'hydrogène du prochain projet expérimental. L'idée simple est séduisante, mais il est peu probable que cette option convienne à une station puissante conçue pour chauffer les locaux d'une maison privée.

Mais avant de mettre la cellule à l'intérieur, le boîtier du générateur doit être préparé :

• faire un approvisionnement en eau dans la zone inférieure ;
• réaliser le capot supérieur avec des attaches ;
• choisissez un matériau d'étanchéité fiable ;
• placer le bornier électrique sur le couvercle ;
• placez un collecteur d'hydrogène sur le couvercle.

Le résultat devrait être un générateur d’hydrogène partiellement prêt après :

1. La pile à combustible est chargée dans le boîtier.
2. Les électrodes sont connectées au bornier du couvercle.
3. Le raccord de sortie d'hydrogène est connecté au collecteur d'hydrogène.
4. Le couvercle est installé sur le corps grâce à un joint et sécurisé.

Il ne reste plus qu'à raccorder l'eau et les modules supplémentaires.

Suppléments générateurs d'hydrogène

Un appareil fait maison pour produire de l'hydrogène doit être complété par des modules auxiliaires. Par exemple, un module d'alimentation en eau, qui est fonctionnellement combiné avec un capteur de niveau installé à l'intérieur du générateur.

Dans sa forme la plus simple, un tel module est représenté par une pompe à eau et un contrôleur de contrôle. La pompe est contrôlée par le contrôleur sur la base d'un signal de capteur, en fonction du niveau d'eau à l'intérieur de la pile à combustible.

Éléments structurels supplémentaires qui doivent être inclus dans la conception de toute station à hydrogène, même expérimentale. Un générateur d'hydrogène ne peut pas fonctionner sans dispositifs d'automatisation, de contrôle et de protection.

A ce titre, il est également souhaitable de disposer d'un dispositif régulant la fréquence du courant électrique et le niveau de tension fourni aux bornes des électrodes de travail de la pile à combustible.Au minimum, le module électrique doit être équipé d'un stabilisateur de tension et d'une protection contre les surintensités.

Un collecteur d'hydrogène, dans sa forme la plus simple, ressemble à un tube contenant une vanne, un manomètre, clapet anti-retour. L'hydrogène est extrait du collecteur via un clapet anti-retour et peut effectivement être fourni au consommateur.

Le collecteur d'hydrogène et le manomètre font partie intégrante de l'usine d'hydrogène, assurant la distribution du gaz et le contrôle de la pression.

Mais dans la pratique, tout est un peu plus compliqué. L'hydrogène est un gaz explosif avec une température de combustion élevée. Par conséquent, le simple fait de pomper de l’hydrogène dans le système de chaudière de chauffage comme combustible ne fonctionnera pas.

Critères de qualité d'installation

Il est extrêmement difficile d'assembler à la maison une installation de haute qualité, efficace et productive. Par exemple, même si l'on prend en compte un critère tel que le métal à partir duquel les plaques ou tubes d'électrodes sont fabriqués, il existe déjà un risque de rencontrer des problèmes.

La durabilité des électrodes dépend du type de métal et de ses propriétés. Vous pouvez bien sûr utiliser le même acier inoxydable, mais la durée de vie de ces éléments sera courte.

Une sorte de parodie de plaques d'électrodes pour un générateur d'hydrogène. Les plaques proviennent d'un condensateur variable conventionnel, qui sont en aluminium. De telles électrodes suffiront pour exactement une demi-heure de fonctionnement, même dans le cadre d'un petit système expérimental

Les dimensions d'installation jouent également un rôle important. Des calculs d'une grande précision sont nécessaires en fonction de la puissance requise, de la qualité de l'eau et d'autres paramètres.

Ainsi, si l'écart entre les électrodes de travail est en dehors de la valeur calculée, le générateur d'hydrogène peut ne pas fonctionner du tout. Dans le pire des cas, la puissance pour laquelle le calcul a été effectué s'avérera plusieurs fois inférieure.

Même la section du fil reliant les électrodes à la source d’alimentation est importante dans la conception d’un générateur d’hydrogène. Certes, cela concerne le fonctionnement sûr de l'appareil. Cependant, ce détail de conception doit également être pris en compte dans les installations domestiques.

Pour en revenir au fonctionnement sûr du système, il ne faut pas non plus oublier l'introduction dans la conception d'un joint hydraulique, qui empêche le mouvement inverse du gaz.

Malgré un nombre assez impressionnant de développements de générateurs d'hydrogène artisanaux, il n'existe pas encore d'option vraiment efficace. Tous les modèles sont inférieurs à l'équipement d'usine

Générateur industriel

Au niveau de la production industrielle, les technologies de fabrication de générateurs d'hydrogène à usage domestique sont progressivement maîtrisées et développées. En règle générale, on produit des centrales énergétiques à usage domestique dont la puissance ne dépasse pas 1 kW.

Un tel dispositif est conçu pour produire de l'hydrogène en fonctionnement continu pendant 8 heures maximum. Leur objectif principal est approvisionnement en énergie pour les systèmes de chauffage.

Des installations destinées à fonctionner au sein des copropriétés sont également développées et fabriquées. Il s'agit de conceptions déjà plus puissantes (5-7 kW), dont le but n'est pas seulement l'énergie des systèmes de chauffage, mais également la production d'électricité. Cette option de combinaison gagne rapidement en popularité dans les pays occidentaux et au Japon.

Les générateurs d'hydrogène combinés se caractérisent par des systèmes à haut rendement et à faibles émissions de dioxyde de carbone.

Un exemple d'une station réelle fabriquée industriellement avec une puissance allant jusqu'à 5 kW. À l'avenir, des installations similaires sont prévues pour équiper les chalets et les copropriétés.

L’industrie russe a également commencé à s’engager dans ce type de production de carburant prometteur. Norilsk Nickel maîtrise notamment les technologies de production d'installations à hydrogène, notamment domestiques.

Il est prévu d'utiliser différents types de piles à combustible pendant le développement et la production :

• membrane échangeuse de protons;
• l'acide orthophosphorique;
• méthanol échangeur de protons;
• alcalin;
• oxyde solide.

Pendant ce temps, le processus d’électrolyse est réversible. Ce fait suggère qu'il est possible d'obtenir de l'eau déjà chauffée sans brûler d'hydrogène.

Il semble que ce ne soit qu'une autre idée qui, si vous la saisissez, vous pourrez lancer une nouvelle série de passions liées à la production gratuite de combustible pour votre chaudière domestique.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Lorsque vous expérimentez à la maison avec des modèles faits maison, vous devez vous préparer aux résultats les plus inattendus, mais une expérience négative est aussi une expérience :

Les générateurs d'hydrogène DIY pour la maison sont encore un projet qui existe au niveau d'une idée. Il n'existe pas de projets de générateurs d'hydrogène à faire soi-même mis en œuvre dans la pratique, et ceux qui sont positionnés en ligne sont l'imagination de leurs auteurs ou des options purement théoriques.

On ne peut donc compter que sur un produit industriel coûteux qui promet d’apparaître dans un futur proche.

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