Bir arabaya kendin yap hidrojen kurulumu. Kendi elinizle bir hidrojen jeneratörü nasıl yapılır

Otomotiv imalatı endüstrinin en umut verici alanlarından biridir. Küresel kaygılar, gelecekte performansı artıracak yeni teknolojilerin geliştirilmesine büyük miktarda para yatırımı yapmaya çalışıyor. Araç. En ufak bir değişiklik Bir otomobilin çalışma prensiplerindeki değişiklikler onun dinamiklerini, sürüş performansını ve güvenlik seviyesini kökten değiştirebilir. Aynı zamanda en önemli değişiklikler vaat ediliyor alternatif kaynaklar yakıtlar ve özellikle de bugün önde gelen üreticilerin ürün yelpazesinde görülebilen hidrojenle çalışan arabalar. Bu tip seri modellerin ortaya çıkmasına rağmen tasarımcılar hala arayış içindeler. en iyi kullanım hidrojen. Ancak bu yakıtın motor çalışma algoritmasına dahil edilmesi, bütün çizgi avantajları inkar edilemez.

Hidrojen arabalarının özellikleri

geçiş her zaman böyle olmuyor geleneksel teknolojiler Yeni çözümlere geçiş, taşımacılık operasyonlarında iyileştirilmiş kalite göstergelerinin elde edilmesini mümkün kılar. Bu, çevre dostu ve nispeten ekonomik olarak kabul edilmesine rağmen elektrikli otomobillerde meydana gelir. teknik araçlar ancak tatmin edici olmayan dinamikler de dahil olmak üzere birçok dezavantaja sahiptir. Buna karşılık, cihazın dengeli olması koşuluyla, klasik motorlu otomobillerin avantajlarını koruyabildiği gibi, birçok yeni avantaj da sağlayabilir. İlgilenmek bu türÜreticilerin yakıt tüketimi, enerji tasarrufunun yanı sıra taşımacılığın çevre dostu olma olasılığını artırma olasılığından kaynaklanmaktadır. Geleneksel içten yanmalı motorlarla karşılaştırıldığında, hidrojen üniteleri neredeyse hiç emisyon yaymaz. zararlı maddeler. Bu sonuç ancak geleneksel motorların tamamen ortadan kaldırılmasıyla elde edilebilir ve bu durumda güçteki azalmalar da fark edilir olacaktır.

Hidrojen ve içten yanmalı motorun kombinasyonu

Günümüzde otomobil üreticileri hidrojeni kullanmak için çeşitli konseptler kullanıyor. En yaygın olanlardan biri, içten yanmalı bir motor ile hidrojen elemanlarını birleştiren hibrit seçeneğidir. Başlangıçta bu yaklaşımla yapılan hidrojen konseptli otomobiller düşük güçle karakterize ediliyordu. Ancak son gelişmeler tam tersi bir durum ortaya koyuyor; güç potansiyeli yüzde 10-15 oranında artıyor. Ancak yine de artan güç, çevre dostu olma avantajını ve makinenin bakım maliyetini ortadan kaldırır. İçten yanmalı motor sisteminde hidrojen kullanılmasından kaynaklanan bir başka olumsuz faktör daha var. Çalışma sırasında yakıt, güç ünitesi malzemelerinin çalışma ömrünü önemli ölçüde azaltan yapısal elemanlarla reaksiyona girer.

Hidrojen arabalarının teknik özellikleri

Hidrojen enerji santrali ile donatılan ilk üretim modeli, Toyota'nın dört kapılı Mirai sedanıydı. Geliştiriciler, dolgunun çekirdeğinin bir hidrojen dönüştürücüye bağlı bir elektrik motoru olduğu standart dışı bir konfigürasyon kullandılar. Sonuç olarak hibrit otomobil 151 bg güç sağlıyor. İle., azami hız 180 km/saat hıza ve 9 saniyede "yüzlerce" hıza ulaşma. Aynı zamanda, bir yakıt ikmali neredeyse 500 km yol kat etmenize olanak tanır ve bu, hidrojen kullanan ilk araba için çok iyidir. Özellikler hidrojen geçişleri de etkileyici - örneğin Hyundai Intrado, 600 km'ye kadar menzil sağlayan 36 kWh'lik bir pil aldı. Ancak en önemli şey bu durumda zararlı emisyonların sıfıra indirilmesidir. Şirketler hâlihazırda ilgi çekici performans verilerine sahip hidrojenli otomobiller sunuyor. Bu ilerlemeyi durduran faktörler arasında yalnızca yeni teknolojilerin geniş bir tüketici kitlesi tarafından kullanılmasına olanak sağlayacak altyapının bulunmaması sayılabilir.

Hidrojen jeneratörleri

Hoşçakal büyük üreticiler Enerji kaynağı olarak hidrojeni kullanan yüksek teknolojili motorlarda ustalaşılıyor; orta seviyede yakıt hücrelerinin işlenmesine olanak tanıyan yardımcı jeneratörlerin çoğalması var bu türden. Yeni yakıt türlerinin kullanılmasının temel amacı, sürecin çevre dostu olmasını sağlamak ve enerji maliyetini azaltmak olduğundan, bazı durumlarda tasarıma yalnızca uygun bir reaktörün dahil edilmesi yeterlidir. Bu işlev özellikle gaz dönüştürücü olarak da adlandırılan bir arabada gerçekleştirilir. Aynı zamanda, bu tür kurulumların iki türü vardır - sıvı ve kuru bileşenlerle. Verimlilik açısından ikinci seçenek daha karlı çünkü sıvı hücreler büyük miktarda akım gerektiriyor ve bu da pilin boyutunu artırıyor.

Hidrojen reaktörlerinin çalışma prensibi

Hidrojen arabaları hakkında olumlu yorumlar

Bakış açısından çevre örgütleri ve üreticilerin kendileri, hidrojen kullanmanın faydaları açıktır. Son tüketiciye gelince, yeni yakıt hücrelerinin kullanımının faydaları henüz o kadar belirgin değil. Bununla birlikte, bu tür arabaların en başarılı örnekleri, gelecekte bu teknolojinin popülaritesindeki ana faktörlerden biri haline gelebilecek olan işletme tasarrufunu göstermektedir. Dinamik nitelikler ve güç açısından bir arabaya hidrojen jeneratörü getirilmesi çelişkili görüşlere neden oluyor ama burada da olumlu gelişmeler var. Rasyonel yakıt tüketimi sadece tasarruf sağlamakla kalmaz, aynı zamanda santralin performansını da artırır - buna göre bazı durumlarda güç de artar.

Olumsuz yorumlar

Bu alandaki ileri gelişmeler söz konusu olduğunda bile kullanıcılar zayıf altyapı sorunlarıyla yüzleşmek zorunda kalıyor. Hibritlerin diğer versiyonlarında olduğu gibi hidrojen arabalarının da özel istasyonlarda bakıma ihtiyacı var. Elbette silindir içerisinde temin edilen solüsyonlarla çalışan modeller de mevcuttur. Ancak bu durumda arabada hidrojen kullanılmasını gerektiren katı saklama koşulları vardır. Eleştiri içeren incelemeler, özellikle geleneksel motorlarla çalışan modernize edilmiş arabalara dikkat çekiyor. Gerçek şu ki, hidrojen tesislerinin entegrasyonu çoğu zaman yakındaki bileşenlerin ve parçaların hızla aşınmasına yol açmaktadır.

Alternatif teknolojilerle karşılaştırma

Uzmanların belirttiği gibi, küresel otomotiv endüstrisinde er ya da geç yüksek standartları karşılayan teknolojiler hakim olacak Çevre güvenliği. Hidrojen konseptlerinin yanı sıra elektrikli arabalar, çeşitli hibritler, sıvı nitrojenle çalışan modeller vb. Bu role adaydır, ancak listelenen konseptlerden farklı olarak, bir arabadaki aynı HHO hidrojen jeneratörü teknik uygulamada en basit olanıdır. Bir elektrik motoru için geliştiricilerin sıklıkla yaratması gerekiyorsa yeni tasarım motorlu bir alanda, hidrojen reaktörünün uygulanması herhangi bir modern oto tamir atölyesinin gücü dahilindedir. Başka bir şey de jeneratörün en çok kabul edilememesidir. en iyi örnek kullanmak Alternatif yakıt ulaşım için.

Çözüm

Hidrojen, ilk arabaların ortaya çıkışından bu yana araçların enerji santrallerini beslemek için bir kaynak olarak kullanıldı. Ancak klasik içten yanmalı motorların yüksek performansı bu tür gelişmeleri gölgede bırakmıştır. Aslında bugün bile hidrojen arabaları birçok parametre açısından geleneksel modellerle rekabet edemiyor. Bu yönün alaka düzeyi, havayı kirletici maddelerin bulunmamasından kaynaklanmaktadır. Diğer operasyon nüanslarında belirli avantajlar vardır, ancak bunlar üreticiler için temel değildir. Yaratıcıların yapmak zorunda kalacağı fedakarlıklardan bahsedersek hidrojen arabaları, o zaman büyük olasılıkla mütevazı güç ve ergonomiyi etkileyebilecek yapısal elemanların tanıtılmasıyla sınırlı kalacaklar.

Elektrolizör, hidrojen jeneratörü olarak da adlandırılan cihazın adıdır. Çalışması kullanıma dayalı bir cihazdır. fiziksel ve kimyasal süreç suyun etkisi altında ayrışması elektrik akımı hidrojen ve oksijene. Bu sürece elektroliz denir, uzun zamandır bilinmektedir ve lisede çalışılmaktadır.

Elektrolizör en yaygın hidrojen jeneratörlerinden biridir.

Açıklama ve çalışma prensibi

Genel olarak, bir hidrojen jeneratörü bir dizidir metal tabaklar damıtılmış suya batırıldı. Tasarım, güç kaynağını bağlamak için terminaller ve gaz çıkışı için bir bağlantı parçası bulunan sızdırmaz bir mahfaza içine yerleştirilmiştir.

Teorik olarak, bir hidrojen jeneratörünün çalışması şu şekilde temsil edilebilir: damıtılmış suya batırılmış zıt polarize plakalar (anot, katot) arasından bir elektrik akımı geçer. Bu durumda su oksijen ve hidrojene ayrılır. Plakaların alanı ne kadar büyük olursa, sudan geçen akım o kadar büyük olur ve açığa çıkan gaz miktarı da o kadar fazla olur. Plakalar dönüşümlü olarak bağlanır (+-+- vb.).

Uygulama alanı

Elektroliz işleminin kendisinin kullanımı içermesi nedeniyle büyük miktar elektrik, elektrolizörlerin endüstriyel kullanımı önemli ölçüde sınırlıdır. Hidrojen üretmek için kimyasal yöntemlerin kullanılması daha ekonomiktir.

Şu anda hidrojen jeneratörleri aşağıdaki amaçlar için kullanılmaktadır:

• kuyumculuk atölyelerinde hidrojenle gaz kaynağı ve gaz kesimi;
• içten yanmalı motorların (ICE) toksisitesinin azaltılması ve verimliliklerinin arttırılması (verimlilik faktörü);
• Sıvı yakıtlı kazanların verimliliğini arttırmak ve toksisitesini azaltmak.

Cihaz

Hidrojen ve oksijen üretmek için kullanılan az sayıdaki endüstriyel elektrolizörler sabit üniteler olarak üretilmektedir. İçlerindeki elektrotlar iki kutuplu olarak bağlanır ve sayıları ağa bağlantı yöntemine (transformatörlü veya transformatörsüz) bağlıdır.

Yerli ve yabancı firmalar tarafından üretilen ve içten yanmalı motorların verimliliğini arttırmak ve diğer amaçlarla kullanılan küçük boyutlu hidrojen jeneratörlerinin tasarımları oldukça çeşitlidir. Ayrıca çok sayıda el yapımı tasarım var. İnternette onlar hakkında birçok bilgi bulabilirsiniz.

Elektrolizörün tasarımının basit olduğunu ve kendi başınıza yapmanın zor olmadığını göz önünde bulundurarak birkaç benzer cihazın tasarımlarını ele alalım:

1. En basit elektrolizör.
2. Araba için hidrojen jeneratörü.

En basit elektrolizör

Basit bir hidrojen jeneratörü yapabilmek için lise düzeyinde yeterli fizik ve kimya bilgisi gerekmektedir.

Malzemeler ve araçlar

• Paslanmaz çelik 03Х16Н15М3 ebat 500x500 mm. Kullanılabilir paslanmaz çelikten başka herhangi bir marka.

  Önemli: Sudaki sıradan çelik paslanır. Ayrıca su yerine, özellikle içinden elektrik akımı geçtiğinde oldukça agresif olan alkalin elektrolit kullanmak mümkündür. Bu koşullar altında sıradan çelik uzun süre dayanmayacaktır.

• En az 1 m uzunluğunda ve 8 mm çapında şeffaf polietilen tüp.
• 2 adet M6x150 cıvata, rondelalar ve somunlar.
• Dış çapı 8 mm olan 3 balıksırtı bağlantı parçası.
• En az 1,5 litre kapasiteli, kapaklı plastik bir kap.
• Akan suyu arıtmak için filtre (bir çamaşır makinesinden bir filtre kullanabilirsiniz).
• Su çek valfi.
• Silikon sızdırmazlık maddesi.
• Metal için öğütücü veya demir testeresi.
• M6 cıvatalar için anahtarlar.

Üretim süreci

• Çelik sacı aynı boyutta 16 levha elde edecek şekilde kesiyoruz.
• Her plakanın köşelerinden birinde M6 cıvatası için bir delik açmanız gerekir. Bu delik yardımıyla plakalar birbirine bağlanacağından tüm plakalardaki deliğin merkezi aynı eksende olmalıdır.
• Plakaları doğru bir şekilde bağlamak için, her bir plakadaki cıvata deliğinin karşı tarafında bulunan köşeyi kesmek gerekir.
• Plakaları şemaya göre cıvataların üzerine tek tek, polietilen tüp ve pullar kullanarak “+” ve “-” plakaları birbirinden izole ederek takın. Şu tarihte: doğru kurulum plakalar, kesik köşeler farklı polaritedeki plakaların birbirine temas etmesine izin vermeyecektir.
• Tüm plakaları taktıktan sonra yapı somunlarla sıkılmalıdır.

  Önemli: Montajı tamamladıktan sonra, farklı kutuplu plakaların birbirine bağlı olmadığından emin olmanız gerekir (yapıyı halkalayın).

• Ortaya çıkan yapıyı, daha önce "+" ve "-" cıvatalar için 2 delik açmış olan rondelalar ve somunlar kullanarak plastik bir kutuya sabitliyoruz. Deliğin sıkılığını sağlamak için silikon dolgu macunu ile tedavi edin.
• Kutu kapağına delikler açıp bağlantı parçalarını yerleştiriyoruz. Deliklere silikon dolgu macunu uygulanmalıdır.
• Ortaya çıkan elektrolizörün performansını kontrol etmek için kalır. Bunu yapmak için kabı montaj cıvatalarına kadar suyla doldurun ve bir kapakla kapatın. Daha sonra bağlantı parçalarından birine polietilen hortum takıp su dolu bir kaba indiriyoruz. Cıvatalara bir güç kaynağı bağladıktan sonra açığa çıkan gaz kabarcıklarının görünümünü gözlemliyoruz. Açığa çıkan gaz miktarının artması için sudan geçen akımın arttırılması gerekmektedir.
• Cihazın çalışmasını kontrol ettikten sonra suyu boşaltıp doldurmanız gerekir. Plastik kap alkalin elektrolit. Bu, salınan önemli ölçüde daha fazla miktarda gaz elde etmenizi sağlayacaktır.

DİKKAT: Bir elektrolizörü çalıştırırken suyun oksijene ve hidrojene ayrılması işleminin patlayıcı olduğunu unutmamak gerekir. Bu nedenle uymak gerekir belirli kurallar güvenlik önlemleri.

Araba için hidrojen jeneratörü

Bir otomobil elektrolizöründeki elektroliz işlemi özel bir katalizör kullanılarak gerçekleştirilir. Cihaz çalıştığında NH2O formülüne sahip oksihidrojen (Brown gazı) açığa çıkar. Daha sonra gaz, motor hava besleme sistemi aracılığıyla yanma odasına girer ve burada yakıtla karışıp yanar. Sonuç olarak, yakıt-hava karışımının oktan sayısı artar, bu da daha fazla katkı sağlar. tam yanma yakıt.

Modern elektrolizörlerin tasarımı

Kahverengi Gaz Jeneratörü şunları içerir:

• elektrolizörün kendisi;
• dolaşım için konteyner.

Tüm gaz üretim süreci kontrol edilir:

• akım modülatörü;
• Kahverengi gaz ve yakıt-hava karışımının oranını kontrol eden bir optimize edici.

Katalizör türleri

Aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli katalizör türleri vardır:

• Silindirik– tasarımları en basit hidrojen jeneratörünün tasarımından pek farklı değildir ve bunu kendiniz yapmak oldukça mümkündür. Düşük verimlilik (dakikada 0,7 litreye kadar gaz) ve ilkel bir kontrol devresi ile karakterize edilirler.
• Ayrı hücrelerle– Dakikada 2 litreden fazla gaz kapasitesiyle en verimli tasarım. Farklı yüksek verim ve sürekli çalışan araçlara monte edilir.
• Açık plakalarla (kuru)– Dakikada 2,1 litreye kadar gaz kapasitesi. Tasarım, zorlu çalışma koşullarında cihazın ilave soğutulmasını sağlar.

Hidrojen jeneratöründe meydana gelen tüm işlemler otomatik olarak gerçekleştirilir ve aracın bilgisayar kontrol sistemine yerleştirilmiş özel bir programa göre çalışır.

Avantajları

Modern elektrolizörlerin bir arabada kullanılması şunları yapmanızı sağlar:

• %50'ye kadar yakıt tasarrufu yapın;
• egzoz toksisitesini azaltmak;
• motor sıcaklığını azaltın;
• güç ünitesinin çekişini ve gücünü artırmak;
• motor ömrünü artırın.

Güvenlik önlemleri

Elektrolizör tesisatları yüksek riskli cihazlardır. Bu nedenle imalat, kurulum ve işletme sırasında hem genel hem de özel güvenlik önlemlerine kesinlikle uymak gerekir.

Arasında özel gereksinimler en önemlileri şunlardır:

1. Oksijen ile hidrojen veya hava karışımının patlayıcı konsantrasyonlarının oluşmasına izin verilmez.
2. Sıvı seviyesi kontrol penceresinde görünmüyorsa hidrojen jeneratörlerinin çalıştırılmasına izin verilmez.
3. Yaparak onarım işi sistemin uç noktasında hidrojenin tamamen yokluğunun sağlanması gerekir.
4. Açık alev, elektrik kullanılmasına izin verilmez. ısıtma cihazları ve voltajı 12 V'tan fazla olan portatif lambalar.
5. Elektrolitle çalışırken özel kıyafet, eldiven ve gözlük kullanmalısınız.

1. Uzmanlar otomobil hidrojen jeneratörlerini kendiniz yapmanızı önermiyor. Bu, bir otomobil elektrolizörünün, imalatında kullanılması gereken oldukça karmaşık ve güvensiz bir cihaz olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır. özel malzemeler ve reaktifler.
2. Şu tarihte: kendi kendine kurulum Kendi kendine yapılan bir elektrolizörlü arabada, motor kapatıldığında yakıt-hava karışımının yanma odasına gaz girme olasılığını dışlamak gerekir. Motor kapatıldığında hidrojen jeneratörünün aracın güç kaynağıyla bağlantısı otomatik olarak kesilmelidir.
3. Şu tarihte: kendi kendine üretim araba elektrolizörü, onu özel bir su vanası - bir fıskiye ile donatmayı unutmayın. Kullanımı, aracın çalışma güvenliğini önemli ölçüde artıracaktır.

Gezegenin rezervuarlarının kelimenin tam anlamıyla çevresel açıdan en kusursuz yakıtla (hidrojen) dolup taştığı fikri bilim adamlarının aklında uzun zamandır var.

Yıllar geçtikçe bu gazı saf formda elde etmeyi mümkün kılan birçok çözüm önerildi.

Anlaşıldığı üzere, her birimiz sudan yakıtı aşağıdakileri kullanarak çıkarabiliriz: basit süreç elektroliz denir. Daha sonra, ısıtma için kendi ellerinizle bir hidrojen jeneratörünün nasıl yapıldığını öğreneceğiz.

Saf hidrojen çeşitli kimyasal reaksiyonlar yoluyla açığa çıkar, ancak onu üretmenin bu yöntemi oldukça karmaşıktır ve çoğu zaman çok pahalıdır.

İstisna teknolojik süreçler gazın şu şekilde oluştuğu yan ürün, ancak üretimi hala yetersiz miktarlarda.

İçinden elektrik akımı geçirilerek hidrojeni sudan ayırmak çok daha kolaydır - bu işleme elektroliz denir. İlk önce H2O molekülü bir hidrojen atomu H'ye ve bir hidrokso grubuna OH'ye parçalanır, ardından oksijen ve hidrojenin son ayrılması gerçekleşir.

Negatif bir yüke sahip olan ilki anoda, ikincisi ise katoda koşar. Elementler, belirli bir boyuta ulaştıktan sonra elektrottan kopup yukarı doğru yüzen kabarcıklar şeklinde birikir. Daha sonra oksijen ve hidrojen herhangi bir ayrılmadan (bu karışıma "Brown gazı" denir) brülöre girer ve burada yanma işlemi sırasında tekrar suya dönüştürülürler. Bitmiş ürünün sorunsuz bir şekilde tedarik edilmesini sağlamak için hidrojen jeneratörleri genellikle hava drenajı ile donatılmıştır.

Su ile elektrotlar arasındaki temas alanının artmasıyla tesisatın verimliliğinin artacağı açıktır. Bu nedenle ikincisi plaka şeklinde yapılır. Çelik kanatlı ısıtma radyatörlerini andıran yapılara monte edilirler.

Verimliliği artırmak için günümüzde silindirik elektrotların yanı sıra daha karmaşık bir şekle sahip olanlar da kullanılmaktadır.

Hidrojen oluşum hızı aynı zamanda elektrotların malzemesine de bağlıdır.

Modern "gelişmiş" jeneratörler, bakır veya paslanmaz çelik yerine oldukça pahalı olan özel alaşımlar kullanır.

Diğer bir şart ise suyun akıntıdan geçmesi gerektiğidir. Damıtılmış formda bunun bir dielektrik olduğunu unutmayın. Bu sıvı, başta tuzlar olmak üzere içinde çözünen maddelerin parçalandığı iyonlar nedeniyle bir elektrik iletkenidir. Çözelti ne kadar soğuk olursa akımı o kadar iyi geçirir.