Водородный электролизёр с повышенным КПД

Актуальность

С развитием представлений человечества о биосфере, накоплением знаний о процессах в атмосфере Земли, и, следовательно, отказом от традиционных видов сжигаемых ресурсов – бензина, угля – и переходом на топливо, при работе с которым не выделяется углекислый газ, всё большую актуальность по сравнению с углеродной набирает водородная энергетика как конкурентоспособная. При сжигании основного топлива – водорода – выделяется вода, которая безвредна для окружающей среды. В связи с этим разработка устройств, производящих водород, является актуальной для будущей «зелёной энергетики».

Цель

Создание водородного электролизёра, который будет являться эффективным источником водорода и энергии для домашних нужд.

Задачи

1. Рассмотреть общие требования, предъявляемые к водородному электролизёру.

2. Изучить существующие вариации и модели электролизёров, а также разнообразные формы использования водорода в быту.

3. Разработать новые виды конструкций для повышения эффективности работы электролизёра.

4. Разработать рекомендации по использованию прибора в повседневной жизни.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Пластины из нержавеющей стали AISI 304 – 10 шт.
• Прокладка из резины ТМКЩ – 10 шт.; гибкая трубка – 1 шт.; бак с водой – 1 шт.
• Листы из органического стекла – 2 шт.
• Маленький авиационный мотор – 1шт.
• Огнепреградительный клапан – 1 шт.
• Бесколлекторный двигатель – 1 шт.
• Электрический генератор малых размеров – 1 шт.
• Соединительные провода – 12 шт.; гайки М3 – 20 шт.; шайбы М3 – 20 шт.; винты М3 – 20 шт.
• Самодельный двигатель, работающий на давлении от системы – 1 шт.
• Аккумуляторы типа 18650 – 4 шт.
• Мультиметры; клеевой пистолет; тиски; ножовка
• Программа для векторной графики

Описание

 - В ходе работы над проектом были осуществлены следующие действия.

- Обзор рынка и существующих аналогов.

- Проведение опытов по изучению химической сопротивляемости сплавов.

- Проведение опытов по исследованию химической активности водных растворов.

- Поиск материалов для создания будущего изделия.

- Изготовление электродов из пластин нержавеющей стали на сверлильном станке.

- Вырезание прокладок из тепломорозокислотощелочестойкой резины.

- Сверление отверстий для болтов и штуцеров в плитах из органического стекла.

- Сборка электродного блока из изготовленных в 5–7 пунктах элементов, скреплённых вместе болтами, с соблюдением полярности подключения пластин.

- Завинчивание штуцеров в подготовленные отверстия.

- Сверление в пластиковом бачке отверстий для вывода рабочего раствора и подвода газа.

- Закрепление бачка на верху электродного блока с присоединением трубок к соответствующим отверстиям.

- Изготовление огнепреградительного клапана.

- Соединение огнепреградительного клапана с бачком через трубки.

- Подсоединение к клапану пневматического моторчика.

Результаты работы/выводы

Разработана конструкция водородного электролизёра. Произведена сборка установки, проведено испытание работы установки, сопряжённой с вентилятором, вращаемым выделяемым в электролизёре газом (показана одна из возможностей увеличения КПД установки по выработке водорода за счёт совершения водородом механической работы).

Перспективы использования результатов работы

В перспективе планируется масштабирование прибора, который будет вырабатывать больше водорода для питания двигателей внутреннего сгорания или вентиляции жилых помещений.

Награды/достижения

Международная научно-практическая конференция студентов и школьников «Энергетика будущего – в твоих руках!» – участник

Мнение автора

«Тема нашего проекта является актуальной для современной энергетики и экологии вместе взятых. В процессе работы нам пришлось изучить широкий круг проблем, связанных с производством водорода, а также освоить навыки работы с приборами и техническими приспособлениями, описанными выше. Считаем, что проект предпрофессионального образования «Инженерный класс в московской школе» оказывает большое влияние на развитие инженерных и общенаучных компетенций  современных школьников и является очень важным для нас и нашей страны.

Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» стала для нас очень важной площадкой для обмена опытом с творческими ребятами из других школ и позволила получить много полезных советов для последующей деятельности в данном направлении»