Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как сделать водородный двигатель своими руками


принцип работы, плюсы и минусы, как сделать самостоятельно

Сто лет назад количество машин на Земле исчислялось тысячами. Сегодня у каждого седьмого человека есть автомобиль. Многие геологи считают, что в ближайшие несколько десятилетий поставки бензина (и всего остального, сделанного из нефти) начнут сокращаться. Если это произойдет, откуда получать топливо?

Двигатель на водородном топливе

Есть две перспективы. Первая (краткосрочная) — необходимо добиться большей эффективности использования нефтетоплива, долгосрочная — решением может стать переключение транспортных средств с бензиновых/дизельных двигателей на электрические топливные элементы (электрохимические генераторы), работающие на водороде, которые никогда не разряжаются. Бесшумные, не загрязняющие окружающую среду, это одни из самых экологически чистых источников энергии, когда-либо разработанных. Разберёмся, как они работают.

Есть два способа заставить современный автомобиль двигаться:

  1. Использовать двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В процессе сжигания нефотетоплива вырабатывается тепло, благодаря чему транспортное средство может ехать.
  2. Электромобили работают совершенно по-другому. Там используются аккумуляторы, которые подают электроэнергию на электродвигатели, напрямую приводящие в движение колеса.

Есть гибридные автомобили, сочетающие оба варианта, водитель может переключатся между ними в соответствии с условиями вождения. Устройство водородного двигателя — нечто среднее между ДВС и аккумулятором. Он вырабатывает энергию, используя топливо из бака (газообразный водород под давлением, а не бензин или дизель). Процесса сжигания нет, h3 химически соединяется с кислородом из воздуха, образуя воду. Высвобождаемое электричество используется для питания электродвигателя. Никаких выхлопных газов.

Что происходит внутри

В основе принципа действия водородного двигателя лежит электрохимическая реакция. Состав топливного элемента — это три основные части:

  • положительно (желтая) и отрицательно (сиреневая) заряженные клеммы;
  • электролит (серый).

Электричество возникает следующим образом:

  1. Газообразный h3 из резервуара подаётся к положительному полюсу. Поскольку вещество взрывоопасно, бак должен быть чрезвычайно прочным.
  2. Кислород из воздуха (голубые капли) идёт по второй трубке.
  3. Положительная клемма металлическая (платина или палладий). Достигая катализатора, атомы h3 распадаются на ионы и электроны.
  4. Положительно заряженные протоны притягиваются к отрицательному полюсу, двигаясь к нему через электролит. Последний представляет собой тонкую полимерную мембрану.
  5. Электроны проходят через внешнюю цепь.
  6. Приходит в действие электродвигатель, заставляющий колёса автомобиля двигаться.
  7. На отрицательной клемме протоны и электроны рекомбинируют с кислородом путём химической реакции, которая производит воду.
  8. Выхлоп — водяной пар.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока есть запасы h3 и O2. Поскольку воздух всегда доступен, единственный ограничивающий фактор — количество водорода h3 в баке.

Практическое использование водородного двигателя

Производство водорода h3 путём электролиза требует довольно много энергии. Это проблема, поскольку объём топливного бака придётся увеличить. Облегчить конструкцию можно, если использовать углепластик, что сильно увеличивает стоимость. Другой минус водородных двигателей — водород трудно хранить длительное время, его чрезвычайно маленькие молекулы легко просачиваются, а утечка может привести к возгоранию.

Ещё один отрицательный момент — энергоэффективность, КПД такого движка не превысит 30%, тогда как для электромобилей этот показатель достигает 70-80%. Плюс ко всему трудно найти заправку.

Преимущества тоже есть. Заправить машину можно за 5 минут, тогда как зарядка электромобиля занимает от получаса до 12 часов. У транспортных средств на топливных элементах такой же запас хода, как у обычных газовых машин, хотя их характеристики с возрастом ухудшаются. Но главный плюс — экологичность.

Как сделать водородный двигатель своими руками

Создание генератора водорода — эффективный способом существенного сокращения топливных расходов. Задача — подать в камеру сгорания специальный газ (система Брауна). Ниже приведена простая пошаговая инструкция.

1. Сборка электролита

Используйте 8 электролитических пластин из нержавеющей стали (16×20 см), уложив их друг на друга. У них уже должно быть отверстие сверху. Просверлите еще по одному отверстию толщиной 1 см. Между ними поместите ПВХ проставки (толщиной 3 мм). Стальные пластины не должны касаться друг друга. С помощью винтового соединения скрепите конструкцию.

2. Подготовка пластикового контейнера

Подготовьте ёмкость. Вставьте два длинных винта внутрь крышки, зазоры закройте герметиком. Прикрепите провод к каждому винту, обмотав его вокруг, оставьте снаружи контейнера. Сделайте еще одно отверстие в крышке и вставьте туда резиновый шланг, погрузив его в воду. Другой конец трубки должен открываться в пластиковый корпус воздухозаборника автомобиля.

Нужно будет просверлить отверстие в корпусе, чтобы вставить трубку. Для более прочного соединения используйте фитинги из ПВХ на обоих концах. Налейте дистиллированную воду, заполнив половину объёма. Положите пол чайной ложки соли или полную пищевой соды, хорошо перемешайте.

Поместите электролит из нержавеющей стали в контейнер, убедившись, что он хорошо погружен. Любые промежутки внутри ёмкости должны быть заполнены герметиком, чтобы предотвратить утечку газа. Внутри тары мгновенно образуются пузырьки, газ начал вырабатываться.

3. Подключение к источнику питания

Соедините выводы винтов контейнера с положительными и отрицательными клеммами источника постоянного тока с помощью зажимов. Если провода не обеспечивают убедительного соединения, используйте вместо этого барашковые гайки.

Можно подключить его напрямую к аккумулятору, отрицательный контакт подключается к аналогичному выводу батареи, а положительный — к реле зажигания блока предохранителей. Это необходимо для того, чтобы генератор включался только тогда, когда автомобиль тоже включен.

Сделать полноценный водородный двигатель для автомобиля своими руками не получится, поскольку технология довольно сложная.

Как работают водородные двигатели? (с рисунком)

Водородные двигатели считаются многими отличной альтернативой двигателям на ископаемом топливе. Есть два типа водородных двигателей, и они основаны на различных принципах мощности. Водородные двигатели внутреннего сгорания работают аналогично двигателям внутреннего сгорания, работающим на бензине. Двигатель на водородных топливных элементах работает, смешивая водород и кислород, вырабатывая электричество во время химической реакции.

Водород можно использовать вместо ископаемых видов топлива для двигателей.Водородные двигатели сгорания

аналогичны другим двигателям внутреннего сгорания, за исключением того, что они используют водород вместо ископаемого топлива, что упрощает преобразование процесса производства из нефтяных горелок в водородные двигатели. Эти водородные двигатели сжигают жидкий водород для перемещения поршней и выработки энергии. Водород обеспечивает высокую энергию без вредных выбросов.

Однако существуют некоторые ограничения для водородного двигателя внутреннего сгорания, которые делают его непрактичным.Чтобы хранить достаточно топлива, чтобы быть полезным, водород должен храниться в жидкой форме, что требует охлаждения до экстремально низких температур. Такая низкая температура приведет к деформации и образованию трещин не только на топливном баке, но и на любой окружающей конструкции. Изоляция и усиление транспортного средства, чтобы противостоять этим температурам, увеличивает стоимость производства до непомерно высокого уровня.

Альтернативой этой модели является модель топливного элемента.Водород и кислород смешиваются внутри топливного элемента, объединяясь в воду. Эта химическая реакция также выделяет электричество, которое можно хранить и использовать для питания двигателя. Вода - единственный выхлоп, производимый этим двигателем, что делает его хорошим вариантом для уменьшения загрязнения воздуха.

Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.

Внутри топливного элемента сжатый газообразный водород проходит через покрытый платиной катализатор, где электроны вытягиваются, генерируя электричество и создавая положительные ионы водорода. Кислород вводится в клетку через катодную связь с ионами, образуя воду. Эта вода может затем быть выпущена как выхлоп. Энергии, генерируемой одним топливным элементом, недостаточно для питания транспортного средства, но ряд элементов может быть связан для обеспечения достаточной энергии.

Существуют также ограничения для водородных двигателей на топливных элементах. Они исключительно хрупкие и могут быть недостаточно прочными, чтобы выдержать использование в автомобиле. Они используют дорогие компоненты и драгоценные металлы, такие как платина, в своей конструкции, что увеличивает стоимость производства.

Топливные элементы также подвержены замерзанию, особенно перед запуском.После того, как водородный двигатель работает, химический процесс генерирует достаточное количество тепла для предотвращения замерзания клеток. Однако они не производят столько тепла, сколько двигатели внутреннего сгорания, а двигателям с топливными элементами требуется значительно больше времени для прогрева.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.