Электролизер, именно так называется прибор, именуемый также водородным генератором. Он представляет собой устройство, работа которого основана на использовании физико-химического процесса разложения воды под действием электрического тока на водород и кислород. Это процесс называется электролизом, он давно известен и изучается в средней школе.
- Водородный генератор ↓
- Описание и принцип работы ↓
- Область применения ↓
- Устройство ↓
- Простейший электролизер ↓
- Материалы и инструменты ↓
- Процесс изготовления ↓
- Водородный генератор для автомобиля ↓
- Устройство современных электролизеров ↓
- Виды катализаторов ↓
- Преимущества ↓
- Меры безопасности ↓
- Советы/рекомендации ↓
Водородный генератор
Электролизер – один из самых распространенных водородных генераторов.
Описание и принцип работы
В общем случае водородный генератор представляет собой набор металлических пластин, погруженных в дистиллированную воду. Конструкция заключена в герметичный корпус с клеммами для подключения источника электропитания и штуцером для вывода газа.
Область применения
В связи с тем, что сам процесс электролиза связан с использованием большого количества электроэнергии, промышленное применение электролизеров существенно ограничено. Экономически выгоднее использовать для получения водорода химические способы.
В настоящее время водородные генераторы применяют для:
- газосварки и газорезки водородом в условиях ювелирных мастерских;
- снижения токсичности двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и повышения их КПД (коэффициент полезного действия);
- повышения КПД и снижению токсичности жидкотопливных котлов.
Устройство
Немногочисленные промышленные электролизеры, которые используют для получения водорода и кислорода, изготавливают в виде стационарных установок. Электроды в них включаются биполярно, причем их количество зависит от способа включения в сеть (трансформаторное или бестрансформаторное).
Учитывая, что конструкция электролизера отличается простотой и его нетрудно изготовить собственноручно, рассмотрим конструкции нескольких подобных устройств:
- Простейший электролизер.
- Водородный генератор для автомобиля.
Простейший электролизер
Для того, чтобы изготовить простейший водородный генератор достаточно знаний по физике и химии в объеме средней школы.
Материалы и инструменты
- Нержавеющая сталь 03Х16Н15М3 размером 500х500 мм. Возможно использование нержавеющей стали любой другой марки.Важно: обычная сталь в воде будет подвержена коррозии. Кроме того, вместо воды возможно использование щелочного электролита, который достаточно агрессивен, особенно при прохождении по нему электрического тока. В этих условиях обычная сталь долго не выдержит.
- Прозрачная полиэтиленовая трубка длиной не менее 1 м и диаметром 8 мм.
- 2 болта М6х150, шайбы и гайки.
- 3 штуцера “елочка” с наружным диаметром 8 мм.
- Пластиковый контейнер с крышкой объемом не менее 1,5 л.
- Фильтр для очистки проточной воды (можно использовать фильтр от стиральной машины).
- Обратный водяной клапан.
- Силиконовый герметик.
- Болгарка или ножовка по металлу.
- Гаечные ключи для болтов М6.
- Нож.
Процесс изготовления
- Осуществляем раскрой стального листа таким образом, чтобы получилось 16 пластин одинакового размера.
- В одном из углов каждой пластины нужно просверлить отверстие для болта М6. С помощью этого отверстия пластины будут скрепляться между собой, поэтому центр отверстия во всех пластинах должен находиться на одной оси.
- Для того, чтобы правильно соединить пластины, в каждой пластине необходимо спилить угол, который находится со стороны, противоположной отверстию для болта.
- Поочередно установить пластины на болты согласно схеме, изолировав пластины “+” и “-” друг от друга с помощью полиэтиленовой трубки и шайб. При правильной установке пластин срезанные углы не позволят разнополюсным пластинам контактировать между собой.
- После установки всех пластин конструкцию необходимо стянуть гайками. Важно: закончив сборку, необходимо убедиться, что разнополюсные пластины не соединяются между собой (прозвонить конструкцию).
- Крепим получившуюся конструкцию в пластиковый бокс с помощью шайб и гаек, предварительно просверлив 2 отверстия для болтов “+” и “-“. Для обеспечения герметичности отверстия обработать силиконовым герметиком.
- Сверлим отверстия в крышке бокса и вставляем штуцера. Отверстия необходимо обработать силиконовым герметиком.
- Остается проверить работоспособность получившегося электролизера. Для этого заполняем контейнер водой до крепежных болтов и закрываем его крышкой. Затем на один из штуцеров одеваем полиэтиленовый шланг и опускаем его в какую-нибудь емкость с водой. Подключив к болтам источник питания, наблюдаем за появлением пузырьков выделяемого газа. Для того, чтобы повысить количество выделяемого газа, нужно увеличить силу тока, проходящего через воду.
- Проверив работоспособность устройства необходимо слить воду и заполнить пластиковый контейнер щелочным электролитом. Это позволит получить значительно большее количество выделяемого газа.
Водородный генератор для автомобиля
Процесс электролиза в автомобильном электролизере осуществляется с использованием специального катализатора. При работе прибора происходит выделение оксигидрогена (газ Брауна), имеющего формулу ННО. Далее газ через систему подачи воздуха двигателя попадает в его камеру сжигания, где смешивается с топливом и сгорает. В результате повышается октановое число топливо-воздушной смеси, что способствует более полному сгоранию топлива.
Устройство современных электролизеров
Генератор газа Брауна включает в себя:
- собственно электролизер;
- емкость для циркуляции.
Весь процесс получения газа контролируется:
- модулятором тока;
- оптимизатором, контролирующим соотношение газа Брауна и топливно-воздушной смеси.
Виды катализаторов
Существует несколько видов катализаторов, среди которых различают:
- Цилиндрические – их конструкция мало чем отличается от конструкции простейшего водородного генератора и его вполне возможно изготовить самостоятельно. Отличаются небольшой производительностью (до 0,7 л газа в минуту) и примитивной схемой управления.
- С раздельными ячейками – самая эффективная конструкция с производительностью свыше 2 л газа в минуту. Отличается высоким КПД и устанавливается на автомобили с непрерывным режимом работы.
- С открытыми пластинами (сухие) – производительностью до 2,1 л газа в минуту. Конструкция обеспечивает дополнительное охлаждение устройства в тяжелых условиях эксплуатации.
Все процессы, происходящие в водородном генераторе, осуществляются в автоматическом режиме и функционируют в соответствии со специальной программой, вшитой в компьютерную систему управления автомобилем.
Преимущества
Использование современных электролизеров в автомобиле позволяет:
- экономить до 50% горючего;
- уменьшить токсичность выхлопа;
- снизить температуру мотора;
- повысить тягу и мощность силового агрегата;
- увеличить срок эксплуатации двигателя.

Принцип работы водородного генератора
Меры безопасности
Электролизерные установки представляют собой устройства повышенной опасности. Поэтому в процессе их изготовления, монтажа и эксплуатации необходимо строго соблюдать как общие, так и специальные меры безопасности.
Среди специальных требований наиболее важными являются:
- Не допускается образование взрывоопасных концентраций смеси кислорода с водородом или воздухом.
- Не допускается работа водородных генераторов, если в его смотровом окне не виден уровень жидкости.
- При выполнении ремонтных работ необходимо убедиться в полном отсутствии водорода в конечной точке системы.
- Возле электролизеров не разрешается пользоваться открытым огнем, электрическими нагревательными приборами и переносными лампами напряжением более 12 В.
- При работе с электролитом необходимо пользоваться спецодеждой, перчатками и очками.
Советы/рекомендации
- Специалисты не рекомендуют самостоятельно изготавливать автомобильные водородные генераторы. Мотивируется это тем, что автомобильный электролизер представляет собой достаточно сложное и небезопасное устройство, при изготовлении которого необходимо использовать специальные материалы и реагенты.
- При самостоятельной установке в автомобиль электролизера, изготовленного своими руками, необходимо исключить возможность попадания газа в камеру сгорания топливо-воздушной смеси при заглушенном двигателе. При выключении двигателя в обязательном порядке водородный генератор должен автоматически отключаться от сети электропитания автомобиля.
- При самостоятельном изготовлении автомобильного электролизера не забудьте оснастить его специальным водяным клапаном – барботером. Его использование позволит значительно повысить безопасность эксплуатации автомобиля.