Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Двигатель на водороде своими руками схема: Водородный генератор своими руками – схема, конструкция установки, чертежи

Содержание

Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей

https://ria.ru/20200824/avtomobili-1576244320.html

Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей

Ученые приблизились к созданию дешевых водородных автомобилей

Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в... РИА Новости, 24.08.2020

2020-08-24T18:00

2020-08-24T18:00

2020-08-24T18:01

наука

автомобили

химия

открытия - риа наука

копенгагенский университет

дания

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdn25.img.ria.ru/images/17102/65/171026525_0:26:501:307_1920x0_80_0_0_b16035c94c22bf37e028c5ac3d03fde5.jpg

МОСКВА, 24 авг — РИА Новости. Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.Пока автомобили с водородным двигателем — большая редкость. Все дело в стоимости катализаторов, для производства которых нужна платина. И если в обычных автомобилях используется около пяти граммов этого дорогого металла, то в экологически чистых водородных двигателях — в десять раз больше.Химики из Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины."Для нашего катализатора нужна лишь небольшая часть того количества платины, которое обычно используется в современных водородных топливных элементах для автомобилей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, профессора химии Маттиаса Аренца (Matthias Arenz). — Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое требуется для обычного автомобиля. При этом наш новый катализатор намного более стабилен, чем катализаторы, используемые в современных водородных автомобилях".Авторы отмечают, что новые устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, что служит препятствием для их промышленного применения.

Возможность снизить зависимость от дефицитных или дорогих материалов меняет правила игры."Новый катализатор позволяет организовать производство водородных транспортных средств в гораздо большем масштабе, чем когда-либо в прошлом", — заявляет еще один автор статьи, профессор Ян Россмейсл (Jan Rossmeisl), руководитель Центра катализа высокоэнтропийных сплавов при кафедре химии Копенгагенского университета.Новый катализатор позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. При этом он более прочный. Последнее качество не менее важное, чем стоимость. Чем больше поверхность катализатора, тем эффективнее он работает. Но для покрытия большой поверхности, требуется много металла, а если слой будет очень тонким и непрочным, активность катализатора снизится. Для решения этой дилеммы в современных катализаторах слой наночастиц платины покрывают сверху углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными. Новый катализатор не содержит углерода. Вместо наночастиц исследователи применили в нем сеть нанопроволок, характеризующихся большой площадью поверхности и высокой прочностью.
"С этим прорывом надежда на то, что что водородные автомобили станут обычным явлением, заметно усилилась. Это позволяет сделать их более дешевыми, экологичными и долговечными", — говорит Россмейсл.На следующем этапе исследователи планируют начать переговоры с представителями автомобильной промышленности, чтобы реализовать новую технологию на практике.Центр катализа высокоэнтропийных сплавов (CHEAC), в котором велась разработка, — своего рода центр передового опыта, поддерживаемый Датским национальным исследовательским фондом. В нем разрабатывают новые каталитические материалы для создания экологически чистых химикатов и топлива.

https://ria.ru/20200506/1571028781.html

https://ria.ru/20200804/1575334175.html

дания

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn24.img.ria.ru/images/17102/65/171026525_28:0:472:333_1920x0_80_0_0_18b115f59d18d61416f2bb0318e74aef.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

internet-grou[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

автомобили, химия, открытия - риа наука, копенгагенский университет, дания

МОСКВА, 24 авг — РИА Новости. Датские ученые разработали новый дешевый вид катализаторов для водородных двигателей. Это может изменить ситуацию в автомобилестроении. Результаты описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

Пока автомобили с водородным двигателем — большая редкость. Все дело в стоимости катализаторов, для производства которых нужна платина. И если в обычных автомобилях используется около пяти граммов этого дорогого металла, то в экологически чистых водородных двигателях — в десять раз больше.

Химики из Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины.

"Для нашего катализатора нужна лишь небольшая часть того количества платины, которое обычно используется в современных водородных топливных элементах для автомобилей, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования, профессора химии Маттиаса Аренца (Matthias Arenz). — Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое требуется для обычного автомобиля. При этом наш новый катализатор намного более стабилен, чем катализаторы, используемые в современных водородных автомобилях".

Авторы отмечают, что новые устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, что служит препятствием для их промышленного применения.

Возможность снизить зависимость от дефицитных или дорогих материалов меняет правила игры.

6 мая 2020, 14:30НаукаКитайские ученые создали прототип реактивного двигателя на воздухе

"Новый катализатор позволяет организовать производство водородных транспортных средств в гораздо большем масштабе, чем когда-либо в прошлом", — заявляет еще один автор статьи, профессор Ян Россмейсл (Jan Rossmeisl), руководитель Центра катализа высокоэнтропийных сплавов при кафедре химии Копенгагенского университета.

Новый катализатор позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. При этом он более прочный. Последнее качество не менее важное, чем стоимость. Чем больше поверхность катализатора, тем эффективнее он работает.

Но для покрытия большой поверхности, требуется много металла, а если слой будет очень тонким и непрочным, активность катализатора снизится. Для решения этой дилеммы в современных катализаторах слой наночастиц платины покрывают сверху углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными.

Новый катализатор не содержит углерода. Вместо наночастиц исследователи применили в нем сеть нанопроволок, характеризующихся большой площадью поверхности и высокой прочностью.

"С этим прорывом надежда на то, что что водородные автомобили станут обычным явлением, заметно усилилась. Это позволяет сделать их более дешевыми, экологичными и долговечными", — говорит Россмейсл.

На следующем этапе исследователи планируют начать переговоры с представителями автомобильной промышленности, чтобы реализовать новую технологию на практике.

Центр катализа высокоэнтропийных сплавов (CHEAC), в котором велась разработка, — своего рода центр передового опыта, поддерживаемый Датским национальным исследовательским фондом. В нем разрабатывают новые каталитические материалы для создания экологически чистых химикатов и топлива.

4 августа 2020, 09:04НаукаРоссийские ученые смоделировали материал для хранилищ водорода

Делаем водородный генератор для отопления дома своими руками. Жми!

Водородный генератор (электролизер) это прибор, работающий за свет двух процессов: физического и химического.

В процессе работы под воздействием электротока вода разлагается на кислород и водород. Данный процесс носит название электролиз. Электролизер довольно популярен среди самых известных видов водородных генераторов.

Как устроен прибор

Электролизер состоит из нескольких пластин из металла, погруженных в герметическую емкость с дистиллированной водой.

Сам корпус имеет клеммы, чтобы подключать источник питания и есть втулка, через которую выводится газ.

Работу прибора можно описать так: электроток пропускается через дистиллированную воду между пластинами с разными полями (у одной — анод, у другой — катод), расщепляет её на кислород и водород.

В зависимости от площади пластин электроток имеет свою силу, если площадь большая, то и тока по воде проходит много и больше выделяется газа. Схема подключения пластин поочередная, сначала плюс, потом минус и так далее.

Электроды рекомендуется делать из нержавеющей стали, которая в процессе электролиза не вступает в реакцию с водой. Главное найти нержавейку высокого качества. Между электродами лучше сделать расстояние маленькими, но так, чтобы пузыри газа легко между ними передвигались. Крепеж лучше изготовить из соответствующего металла, что и электроды.

[warning]Примите во внимание: в связи с тем, что технология изготовления связана с газом, то во избежание образования искры, необходимо произвести плотное прилегание всех деталей.[/warning]

В рассматриваемом варианте устройство включает в себя 16 пластин, расположены они друг от друга в пределах 1 мм.

За счет того, что пластины имеют достаточно немалую площадь поверхности и толщину, можно будет пропустить через такое устройство высокие токи, однако нагрева металла не произойдет. Если измерить на воздухе емкость электродов, то она составит 1nF, данный набор использует до 25А в простой воде из водопровода.

Для сбора водородного генератора своими руками можно применить контейнер пищевой, так как его пластик термоустойчив. Затем нужно в контейнер опустить электроды для сбора газа с разъемами изолированными герметично, крышкой и другими соединениями.

Если использовать контейнер из металла, то во избежание короткого замыкания, электроды крепятся на пластике. С двух сторон медных и латунных фитингов устанавливаются два разъема (фитинг – монтировать, собирать) для извлечения газа. Разъемы контактные и фитинги нужно прочно закрепить, применяя герметик из силикона.

Изготовить газогенератор также можно в домашних условиях. Методика подробно изложена здесь: https://teplo.guru/pechi/piroliznye/gazogenerator-svoimi-rukami.html

Соблюдение мер безопасности

Электролизер представляет собой устройство повышенной опасности.

Поэтому во время его изготовления, монтирования и работы обязательно нужно соблюдение как общих, так и специальных мер безопасности.

Специальные меры включают следующие пункты:

  • следует контролировать концентрацию смеси водорода с кислородом, в целях недопущения взрыва;
  • если уровень жидкости не просматривается в смотровом окне водородного генератора, то его использовать нельзя;
  • во время выполнения ремонта нужно удостовериться, что в конечной точке системы полностью отсутствует водород;
  • противопоказано использование открытого огня, электрических нагревательных приборов и переносных ламп напряжением более 12 вольт рядом с электролизером;
  • во время работы с электролитом следует себя обезопасить, используя средства защиты (спецодежда, перчатки и очки).

Советы специалистов

Квалифицированные мастера считают, что изготавливать самодельные водородные генераторы для автомобилей в домашних условиях рискованное занятие.

Они объясняют это тем, что электролизер для авто имеет сложную и небезопасную систему устройств.

Заниматься изготовлением таких агрегатов нужно, применяя специальные материалы и реагенты.

[advice]Примите к сведению: в случае самостоятельного установления электролизера, который был изготовлен своими руками, рекомендуется строгое исключение возможности, когда газ попадает в камеру сгорания при заглушенном двигателе. Во время отключения двигателя, обязательно должен автоматически отключиться водородный генератор от сети электрического питания автомобиля.[/advice]

Если все-таки решили самостоятельно изготовить автомобильный гидролизер, то обязательно следует оснастить его барботером – это специальный водяной клапан. При его использовании значительно повысится безопасность при вождении автомобиля.

Электрический ток можно получить из земли и воздуха самостоятельно. Подробности в этой статье: https://teplo.guru/elektrichestvo/besplatnoe-elektrichestvo.html

Отопление дома газом Брауна

Схема работы водородного генератора. (Для увеличения нажмите)

Водород является самым распространенным химическим элементом, поэтому экономически выгодно его использовать.

Для многих владельцев домов и дач часто встает вопрос, как получить «чистую» и дешевую энергию для нужд в быту. Ответ можно найти в таких инновациях, как водогенератор для отопления жилища.

Ученые, благодаря своим разработкам, позволили многим использовать такое устройство для получения газа. Установка способна генерировать водород (газ Брауна) и этот газ будет использован для получения энергии.

Можно это соединение представить химической формулой, как hho. Данный газ можно получить из воды с помощью метода электролиза. Есть много примеров в жизни, когда люди хотят свой дом отапливать оксиводородом. Но чтобы этот вид топлива получил популярность, надо сначала научиться получать его (газ Брауна) в бытовых условиях.

Пока еще нет технологии водородного отопления частного дома, которая была бы достаточно надежной.

Нюансы организации отопления дома газом Брауна рассмотрены здесь: https://teplo.guru/sistemy/otoplenie-gazom-brauna.html

Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать водородный генератор своими руками:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

На водороде в будущее

Юрий Добровольский: «Мы еще сохранили шансы стать лидерами, поскольку в области водородных технологий не утратили своих компетенций»
Фото: Предоставлено компанией

Правительство РФ утвердило план мероприятий «Развитие водородной энергетики в Российской федерации до 2024 года». Его цель — организация первоочередных работ по формированию в стране высокопроизводительной экспортно ориентированной отрасли водородной энергетики, развивающейся на основе современных технологий и обеспеченной высококвалифицированными кадрами.

В преамбуле плана отмечается, что одним из вызовов энергетической безопасности для Российской Федерации является изменение структуры спроса на энергоресурсы, включая замещение углеводородов другими видами энергетических ресурсов, в том числе водородом. Наша страна в этом смысле следует всемирной тенденции: практически все развитые страны — США, Япония, Китай, страны ЕС — в целом приняли свои стратегии развития водородной отрасли и ставят перед собой весьма амбициозные цели. Так, министр экономики и энергетики ФРГ Петер Альтмайер выразил уверенность, что благодаря принятию национальной водородной стратегии Германия будет играть ведущую роль в водородном развитии, как это было двадцать лет назад, когда началось продвижение использования возобновляемых источников энергии.

Наша страна тоже обладает серьезным потенциалом для организации масштабного производства водорода, развития водородной энергетики и использования водорода в самых разных областях экономики. Можно вспомнить, что именно в нашей стране еще в 1980-е годы был создан и уже летал первый в мире самолет с водородным двигателем. Водород широко используется в российской космической отрасли, для этого были созданы и производственные мощности, и средства доставки и хранения этого газа. Сейчас в стране ведутся серьезные научные и технологические разработки по применению водорода в различных видах транспорта и энергетике.

Мы встретились с одним из ведущих специалистов в этой отрасли, руководителем Центра компетенции НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии, доктором химических наук Юрием Добровольским, чтобы обсудить перспективы развития водородной энергетики в нашей стране.

— Для чего нужна водородная стратегия и чего можно ждать от развития водородной промышленности?

— Наверное, всем уже ясно, что мир так или иначе переходит к «зеленой» энергетике, в первую очередь от углеводородной — к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ).

Понятно, что быстро это сделать невозможно: нельзя построить за десять-двадцать лет столько ветряков, солнечных батарей, приливных и геотермальных станций, чтобы мир прямо завтра перешел к полностью углеродно нейтральной экономике. Но есть возможность принять промежуточные решения, на основе которых можно это сделать, и водород может стать промежуточным энергоносителем на период перехода к возобновляемым источникам тока.

Для этого необходимо постепенно внедрять водород в те области промышленности и техники, где это возможно. Например, в производство удобрений, в металлургию, где всегда присутствуют углеродсодержащие соединения, в нефтехимию, потому что нефтехимия — это не только горючее, но и много полезных вещей, которые мы получаем из нефти. Более того, в отличие от большой энергетики в этих отраслях водород, скорее всего, останется надолго и будет потребляться как химическое сырье в достаточном количестве.

Градация водорода в зависимости от способа его производства

И конечно, существуют большие возможности применения водорода на транспорте. Так или иначе, мы постепенно будем переходить на электрический транспорт, это экологически и климатически обоснованно. Сейчас такой транспорт в основном использует аккумуляторные системы, но у них есть масса недостатков. Во-первых, это не очень большая энергоемкость. Для литий-ионного аккумулятора это максимум 250 ватт-часов на килограмм, а для большого электротранспорта требуется емкость минимум 600–700 ватт-часов на килограмм. Вряд ли это удастся сделать с аккумуляторами в ближайшее время, если не будет какого-то фантастического прорыва в области совершенно новых аккумуляторных материалов. А водородные топливные элементы на автомобилях уже сейчас имеют большую энергоемкость и действительно могут заменить практически любой транспорт, которым мы сейчас пользуемся.

Кроме того, недостатком аккумуляторного электрического транспорта является то, что его приходится довольно долго заряжать. Есть быстрые зарядки, но они, как правило, приводят к быстрой деградации аккумуляторов. А водородом автомобиль заряжается так же, как обычным горючим: за несколько минут.

То есть, с одной стороны, водородная автотехника не сильно отличается с точки зрения потребительских свойств от привычной нам, а с другой стороны, она абсолютно экологически и климатически нейтральна.

Таким образом, постепенно двигаясь к возобновляемой энергии, мы можем благодаря водороду менять не только энергетику, но и все сферы производства, переводя их на более «зеленые» рельсы. А транспорт, наверное, единственная отрасль, в которой это уже сейчас экономически оправданно. Во всех остальных, о которых я сказал, такой переход пока так или иначе будет удорожать производство.

Правда, мы пока не видим решения, как заменить аккумуляторами или топливными элементами маршевые двигатели на больших самолетах. Но можно заменить керосиновый двигатель внутреннего сгорания на водородный, и эти технологии известны в России. Единственный в мире летавший на водороде самолет Ту-155 был сделан в нашей стране в конце советского периода. И крупные авиастроительные фирмы собираются к 2035 году показать большие самолеты на водороде. Так что давайте резюмируем, и это очень важно повторить: мир сейчас вступает в переходный период на пути к полностью «зеленой» энергетике и транспорту. И водород в этот период играет ключевую роль. Причем если в самой энергетике он будет важен именно в переходном периоде, то в области транспорта водород останется навсегда.

— А чего вы ждете от концепции, которую правительство предполагает принять в первом квартале следующего года в соответствии с планом мероприятий «Развитие водородной энергетики в Российской Федерации до 2024 года»?

— У нас сейчас в экспертном сообществе и среди ответственных лиц есть три разные позиции по вопросу, как развивать водородную энергетику и нужно ли вообще ее развивать. Крайняя консервативная позиция: нас обманывают наши зарубежные партнеры, водород слишком дорог, поэтому он никогда никому не будет нужен и заниматься этим не надо. У нас много углеводородов, и они важнее. Удивительно, но этой позиции придерживаются некоторые известные ученые, которые активно участвовали в разработке водородной дорожной карты.

Вторая позиция — промежуточная: если мы хотим сохранить свой экономический потенциал в то время, когда Европа и Азия собираются уменьшать количество потребляемого углеводородного топлива, то давайте производить и транспортировать водород, тем более что самый дешевый водород сейчас получается из углеводородов.

И третья точка зрения, которой придерживаюсь я: вне зависимости от возможностей поставки водорода на экспорт, чтобы уменьшить риски нашего экспорта, нам надо в первую очередь научиться самим потреблять водород. В какой-то момент его зарубежные покупатели могут нам сказать, что больше водорода им не надо, и это станет возможным, когда они перейдут на ВИЭ. Такие источники можно поставить везде, исчезнет необходимость в логистике водорода: его не надо будет подвозить, его будут производить на месте, там же, где используют. Но если есть внутреннее потребление, своя техника, свои металлургические и другие производства, транспорт, энергетика и городское хозяйство на водороде, то мы будем его производить в первую очередь именно для себя.

Вот три точки зрения, и какая победит в ближайшее время, мне до сих пор непонятно. Я слежу за этими обсуждениями, сам в них участвую, но не могу предсказать результат этой борьбы экспертных мнений: политических, научных и технических.

Причем водородная энергетика — это одна из тех отраслей, где мы в ближайшее время можем стать лидерами, и не столько в экспорте водорода как сырья, сколько в его применении. Мы еще сохранили шансы стать лидерами, поскольку в области водородных технологий не утратили своих компетенций, что признают и многие европейские страны, и тем более азиатские. Это позволит нам в перспективе занять достойное место не только на рынке водорода, но и на рынке высоких водородных технологий.

Производство и потребление «зеленого» водорода

— То есть, по вашему мнению, концепция должна предусматривать максимальные варианты развития не только и не столько экспорта, сколько внутреннего потребления водорода?

— Совершенно верно. Тем более что с экспортом водорода могут быть и климатические, и политические проблемы. Дело в том, что отношение к водороду на зарубежных рынках определяется способом его производства, в зависимости от которого ему условно присваивается разные цвета: зеленый, серый, оранжевый, голубой, бирюзовый.

«Зеленый» водород — это водород, полученный электролизом исключительно с помощью ВИЭ — энергии ветра, солнца, воды, любых других источников, которые не использует углеводороды, кроме атомных электростанций. Если водород получен с помощью АЭС, тут же подключаются политики, которые говорят, что он уже не «зеленый», а «оранжевый». И в Европе начинаются политические споры: «оранжевый» — это экологичный водород или нет, можем ли мы его импортировать?

Моя точка зрения такова: экологичность производства водорода надо оценивать по тому, сколько диоксида углерода при полном цикле его производства выбрасывается в атмосферу. Хорошо считать водород, полученный с помощью ВИЭ, «зеленым», забывая, что на строительство таких систем получения энергии мы тоже потратили углеводороды и выбросили в атмосферу довольно много углекислого газа.

«Серый» водород — это тот, который получается из углеводородов методом парогазовой конверсии, при этом углекислый газ выбрасывается в атмосферу, а «голубой» водород получается тем же способом, но углекислый газ при этом захоранивается или перерабатывается, а не выбрасывается в атмосферу.

Аналогично «бирюзовый» водород, но он получается методом пиролиза. При этом надо учитывать, что «серый» водород от электролизного «зеленого» водорода по себестоимости пока отличается более чем в десять раз.

— Не получается ли так, что затраты энергии на производство самого чистого — «зеленого» — водорода больше, чем стоимость энергии, получаемой при его использовании?

— Конечно, такой водород сейчас дороже, как ни считай. Но вопрос, какие цели человечество ставит перед собой. Моя позиция в том, что человечество наконец доросло до того, что начинает отвечать за свои поступки и несет коллективную ответственность перед будущими поколениями, в том числе за сохранение климата. Я не большой сторонник теории антропогенного загрязнения окружающей среды, хотя вероятность того, что именно мы повлияли на климат, есть, и даже если она минимальная, мы все должны с этим бороться. Что мы оставим нашим детям? Хотим ли мы, чтобы наши дети жили в условиях постоянных наводнений, пожаров и ураганов? Если нет, то человечество просто обязано заняться решением этой проблемы. Хотя бы в техносфере, в которой от него что-то зависит.

Причем это вопрос не только экономический. Сейчас, когда весь мир, по крайней мере развитые страны, стал достаточно богат, мы можем часть накопленных богатств потратить на то, чтобы восстановить климат и экологически безопасную окружающую среду.

Тем более что технологии не стоят на месте. Вспомните, что еще десять-пятнадцать лет назад, когда строились первые солнечные электростанции, они были дороги, им была необходима серьезная поддержка государства. Прошло всего десять лет — и государственная поддержка солнечной энергетики во многих странах существенно снизилась, эти направления вполне развиты, себестоимость солнечной электроэнергии упала настолько, что она стала вполне конкурентоспособной. И я думаю, что со временем электролиз станет экономически более выгодным, чем другие виды производства водорода, как за счет совершенствования самой технологии, так и потому, что его можно производить на месте потребления электричества, что позволит достичь существенной экономии за счет логистики и самого водорода, и электричества.

Вывод простой: чтобы водородные технологии начали активно применяться и подешевели, необходима государственная поддержка, какая раньше существовала в отношении других ВИЭ.

Газ из газа

— Насколько Россия готова к серьезному производству водорода в том числе на экспорт? И насколько она готова реализовывать свои научно-технологические заделы, которые, как вы говорите, у нас есть?

— Если вы посмотрите водородные стратегии Европы до 2050 года, то увидите, что в них на этот период заложены только пятьдесят процентов «зеленого» водорода, а пятьдесят процентов — «голубого». То есть половина всего потребляемого водорода будет получаться из углеводородов. Нам это выгодно, все-таки мы углеводородная держава. Но нужна логистика. К сожалению, основная стоимость водорода лежит не столько в его производстве, сколько в транспортировке. Потребуется огромная система газопроводов, хотя некоторые из существующих у нас трубопроводов уже сейчас пригодны для транспортировки водорода. Например, «Северный поток-2»: можно просто подключать на входе водород и качать его прямо в Германию. И это самый дешевый способ передачи водорода. То есть у нас уже есть трубопроводы в Азию и Европу — туда, где водородные программы развиваются, и, на мой взгляд, преимущества наши очевидны: дешевые углеводороды и самый дешевый трубопроводный способ поставки водорода в эти страны.

— То есть на данном этапе, на ваш взгляд, самое перспективное производство водорода — из природного газа?

— Да. До 2050 года мы обеспечены потребителями такого водорода, если успеем встроиться в цепочку поставок. Но понятно, что после 2050-го доля такого водорода будет падать и падать, пока «зеленый» водород не займет все сто процентов потребления, это для меня очевидно. Эта программа точно будет выполнена, и нам нужно уже сегодня искать способы производства «зеленого» водорода. Источником электричества для такого производства у нас может стать малая гидроэнергетика, которая, в отличие от большой, считается «зеленой», потому что не нарушает биобаланс. Во-вторых, у нас в России много мест, где может активно использоваться солнечная и ветровая электроэнергия. При правильном планировании мы можем у себя потихоньку замещать наш «голубой» водород на «зеленый». У нас на это есть тридцать лет.

— А у нас есть серьезные компании, которые занимаются этой технологией?

— Сейчас пытается эти компетенции у себя собрать «Росатом». У них есть на это специальная программа. Там нет уже большой науки — научные основы получения водорода более или менее разработаны. там нужно отработать технологии.

Я не могу не сказать и о последнем нашем собственном проекте: мы собственными силами с одной небольшой компанией «Поликом», расположенной у нас же в Черноголовке, делаем первую российскую заправку с электролизером внутри. Сейчас идут испытания электролизера. А одна немецкая фирма по нашему техзаданию сделала заправочный блок, чтобы, взяв от этого электролизера водород, можно было сразу заправить, например, автомобиль или другую технику.

Я участвую в заседаниях Немецкого энергетического общества, и на них говорят, что примерно к 2030 году в Германии сумеют произвести всего четырнадцать тераватт-часов энергии в водороде, а им нужно по плану девяносто. Чувствуете разницу? Германия честно говорит, что сама не может стать производителем водорода, поэтому выделяет огромные деньги на развитие водородных технологий в странах, которые могут экспортировать водород, — на воспитание будущих экспортеров водорода.

Успеть поделить пирог

— На что в первую очередь делается упор в водородных стратегиях других стран?

— Именно на внутреннее потребление как составную часть «зеленой» энергетики. Цель понятна: сделать так, чтобы там, где более выгоден водород, был именно водород, но чтобы он был «зеленый». На решение этой задачи направлено все: как его транспортировать, как его получать, как создавать инфраструктуру. Но европейские страны — и, кстати, еще и Азия — в основном рассматривают себя в качестве импортеров водорода, что важно для России.

Но медлить нельзя! Уже через пять лет, гарантирую, водородный рынок будет поделен полностью. И при таком, как сейчас, отношении нашего правительства и нашей общественности к водороду мы можем не попасть в число игроков этого рынка.

— Казалось бы, правительство занялось этим…

— Огромный плюс, что все экспортно ориентированные компании начинают заниматься водородными технологиями, особенно получением водорода и его транспортировкой. В отличие от государственных кабинетов, где споры продолжаются, бизнес понимает, что водородный рынок обязательно возникнет.

Пример таких компаний — «Газпром» и «НоваТЭК», которые начинают заниматься водородными технологиями и активно финансировать НИОКР в этой области.

К сожалению, позиция «Газпрома» не всегда последовательна. Например, они создали компанию «Газпром водород», которая, по замыслу авторов идеи, должна на территории Германии строить заводы по получению водорода из наших углеводородов. При этом заводы будут выбрасывать там углекислый газ, а мы будем компенсировать эти выбросы тем, что в России будем захоранивать такое же количество углекислого газа. Понятно, что и Германия, скорее всего, на это не пойдет.

— Действительно, странная идея: строить заводы в другой стране.

— С другим нашим газовым гигантом — «НоваТЭКом» — у нас пока ведутся только предварительные переговоры. А я вам напомню, что перевозка СПГ и перевозка жидкого водорода — это, по большому счету, одна и та же технология. Ведь водород тоже можно возить танкерами. То есть у «НоваТЭКа» уже готова технологическая основа для экспорта водорода, не так сильно ее придется переделывать.

Но самую активную позицию занимает «Росатом», о котором я уже сказал. Государство еще только планирует начать разрабатывать программу развития водородных технологий, а «Росатом» уже вовсю реализует собственную программу.

— Но все-таки правительство решило этим заняться, опубликовало дорожную карту, и предполагается уже в первом квартале будущего года разработать концепцию развития отрасли. Значит, движение идет.

— В первом квартале 2021 года мы только узнаем, какая точка зрения победит и чем будет наполнена эта концепция, которую пишут несколько разных групп.

Трагично, если реализуется «усредненный» вариант: давайте мы пока поизучаем проблему и займемся НИРами и какими-то экзотическими способами получения водорода. Поэтому я всеми силами борюсь за то, чтобы победил хоть какой-то вариант развития водородной энергетики, а лучше, конечно, если бы возник полномасштабный вариант такой концепции. И я не одинок в этой борьбе, моими союзниками выступают те компании, о которых я сказал, которые понимают, что пришло время строить водородную энергетику. И у нас пока есть возможность продвинуть наш вариант концепции.

Универсальная электрическая автономная автомобильная платформа с источником энергии на основе водородного топливного элемента разработки Центра компетенций НТИ
Фото: предоставлено компанией

Должен напомнить, что Россия была одним из лидеров этой технологии. У нас прекрасно работали топливные элементы в космосе, под водой, у нас, как я уже сказал, летал первый в мире водородный самолет. За двадцать пять лет мы утеряли большинство технологий и лидерство в науке во многих других областях, но в водородных технологиях мы находимся вполне на мировом уровне.

Да, у нас нет пока водородных автомобилей, которые колесят по Европе уже двадцать лет. Но мы владеем всеми технологиями и можем у себя сделать такие автомобили даже на лучшем уровне, чем на Западе. Мы просто этим не занимались. И это сочетание оставшихся научных школ, научных компетенций в разных областях, промышленного потенциала и желания реализовать эти технологии может стать сильнейшим драйвером развития именно водородной отрасли. Скажем, в производстве литий-ионных аккумуляторов догнать Китай, США или Европу нам уже сложно, если, конечно, мы ничего революционного не изобретем. А вот в водороде у нас пока остался последний шанс вскочить в этот вагон. И это окно возможностей в несколько лет.

— А что нужно делать, чтобы стимулировать внутренний спрос у нас, в России?

— Тут много чего надо. В первую очередь нужна воля государства. Сейчас мы у себя в Центре компетенций НТИ занимаемся в большой степени водородным автотранспортом. Но, вы понимаете, перед нами стоит извечная проблема яйца и курицы: не будет у нас водородного транспорта, пока нет заправок, а заправки не нужны, пока нет водородного транспорта. Понятно, что инфраструктура — это ответственность государства. Частные компании точно не возьмут на себя задачу построения сети автозаправочных станций на данном этапе.

А экспортные компании, и не только углеводородные, должны помнить, что сейчас в Европе разрабатывается так называемый углеродный налог на импортируемую продукцию. Импортеры должны будут платить налог, размер которого будет зависеть от того, сколько углекислого газа было выброшено в атмосферу при производстве их продукции.

Пока неизвестны объем и механизмы начисления этого налога, но то, что этот налог будет, уже очевидно. Этот налог призван стать международным драйвером развития «зеленых», в том числе водородных, технологий. Значит, и в России необходимы правовые механизмы и государственная поддержка, чтобы подтолкнуть собственную промышленность к внедрению водородных технологий. Этого пока нет, но разработка таких мер уже начинается. И я счастлив, что, проработав более двадцати лет в водородной отрасли, я сейчас наконец вижу, что дело чуть-чуть начинает сдвигаться, не только на словах, но и в некоторых действиях.

Постепенно двигаясь к возобновляемой энергии, мы можем благодаря водороду не только менять энергетику, но менять все сферы производства, переводя их на более «зеленые» рельсы

— А какие у нас есть проекты в разных отраслях промышленности по применению водородной техники?

— Таких проектов уже немало. Сейчас по заказу «Росатома» мы заканчиваем работу по первому и далеко не полному анализу технологий, которые существуют в России. И сейчас есть от тридцати до пятидесяти больших проектов. Например, КамАЗ начинает заниматься водородными автобусами, ГАЗ — водородными грузовиками, «Автотор» начинает думать о выпуске легковых автомобилей на водороде. С «Росатомом», как я уже сказал, мы ведем в том числе работы по электролизу.

РЖД и Трансмашхолдинг начинают с того, что закупают маленькие водородные локомотивы за рубежом и создают вместе с «Росатомом» водородный кластер на Сахалине. А их следующая цель — и мы все будем им в этом помогать — научиться производить такой транспорт в России.

Причем водородный электротранспорт, в том числе железнодорожный, может стать уже сейчас экономически оправданным — не через пять лет, а в ближайшее время и даже без особой поддержки государства.

Таких локомотивов, причем больших, уже пятнадцать штук в Германии ходит. А водородные автобусы по Европе ездят уже двадцать лет, и там есть достаточное количество заправок для того, чтобы их обеспечивать. Например, в Германии имеется порядка 120–130 водородных автозаправочных станций.

— А в каком состоянии ваши собственные разработки? У вас же и самолет был, и автомобили были водородные.

— Работы идут. К сожалению, коронавирус нас здорово подкосил. А летом значительная часть коллектива не работала, была полностью на карантине. Поэтому мы решили сосредоточиться на тех проектах, которые надо закончить в первую очередь. Мы пока отодвинули, например, плановые летные испытания водородного самолета, еще и потому, что аэродромы были закрыты. Но зато мы довели до ума беспилотную электротранспортную платформу, и она совсем недавно демонстрировалась на открытии участка ЦКАД. Там же стояла и наша заправка. И мы раздумываем над тем, как дальше развивать нашу платформу, поскольку она оказалась весьма популярной. И даже есть шанс, что, задуманная как прототип, она станет после небольших доработок вполне коммерческим продуктом. Причем будет иметь свой искусственный интеллект, отечественный, оригинальный, разработанный специально под эту платформу Институтом проблем управления РАН вместе с фирмой «Электротранспортные технологии». Полезная нагрузка платформы — почти две тонны, и пробег внушительный: 500 километров — легко. По крайней мере, уже в эксперименте она столько проходила.

Автор: Александр Механик.


Вечный двигатель своими руками

Вечный двигатель — воображаемое неограниченно долго действующее устройство, позволяющее получать большее количество полезной работы, чем количество сообщённой ему извне энергии (вечный двигатель первого рода) или позволяющее получать тепло от одного резервуара и полностью превращать его в работу (вечный двигатель второго рода).

Вечный двигатель все-таки существует?

По представленной ниже схеме, была разработана реальная и вполне работоспособная модель вечного двигателя.

На схеме представлено более упрощенное соединение работающих элементов, а именно, соединение якорей двигателя и генераторов и единого агрегатного вала, в реальном исполнении применялась ременная передача.

Генератор и электродвигатель был зафиксирован таким образом, чтобы при запуске электродвигатель мог одновременно вращать генераторные валы.

Чтобы создать макет двигателя использовался обычный автомобильный аккумулятор и такой же электрогенератор 1 со стандарным 12 в напряжением. Генератор 2, относительно генератора 1 был сделан меньше размером, тем самым он вырабатывает меньше рабочей энергии и снижает нагрузку на электродвигатель.

Для вечного двигателя использовался обычный двигатель от шлифовальной машины, который может работать без перегрева может вращать якоря генератора в пределах от 2000-5000 об./мин., так он может работать как и с нагрузкой, так и с добавлением дополнительным генератором меньшей нагрузки. Усиливает или обеспечивает переменным током преобразователь МАП «Энергия», который получает входную энергию от аккумулятора.

Преобразователь или усилитель тока «Энергия» увеличивает напряжение поступающего тока от аккумулятора, со стандартных переменных 12в до 220в. Уже преобразованный постоянный ток обеспечивал работу электродвигателя с потребляемой мощностью 1200 Ватт.

Схема "вечного двигателя"

В электрическую цепь, с помощью проводов соединяются: Генератор 1, аккумулятор, электродвигатель и усилитель. Энергия, которая поступает от аккумулятора усиливается, преобразуется до 220В, а от усилителя переменный ток поступает к электродвигателю, который в свою очередь начинает вращать валы якорей, одновременно двух генераторов, а уже сами генераторы начинают вырабатывать электрический ток.

При том, что генератор 1 начинает вырабатывать постоянный ток 12 в и подзаряжает аккумулятор, а потребности потребиля, то есть уже целевой ток для населения будет обеспечивать генератор 2.

После запуска механизма накопленная энергия аккумулятора абслютно не тратится, за счет непрерывной подзарядки, тем и обеспечивается непрерывная цепь работы.

Ранее ЭлектроВести писали, что бельгийская компания CMB официально объявила о начале тестового производства водородных двигателей мощностью 1 МВт. Новая система была разработана в рамках проекта BeHydro совместно с крупнейшим производителем двигателей ABC Engines. Новый двигатель будет применяться в первую очередь в судоходстве, но технология может быть легко адаптирована и масштабирована под самых разных потребителей, включая больницы, железные дороги и центры обработки данных. Максимальная мощность одного агрегата может достигать 10 МВт.

По материалам: electrik.info.

Челябинские ученые разрабатывают водородный двигатель для спутников


Можно ли научить космические аппараты и спутники выходить на заданную орбиту «на воде»? А вернее, на ее составляющей — водороде, самом распространенном элементе и на Земле?

Это дешевое, экологически чистое топливо может произвести переворот в ракетостроении, сделать полеты в космос более доступными и безопасными. Но доставлять на орбиту большие «газовые объемы» слишком дорого, это тормозит создание такого двигателя. Аспирант ЮУрГУ Михаил Шалашов придумал, как решить эту проблему: он предлагает получать водород и кислород прямо в космосе с помощью электролиза воды. Проект получил высокую оценку экспертов, на него в 2019 году выделен грант Фонда содействия инновациям «УМНИК». Автор ноу-хау рассказал «ЮП» о возможностях, которые прорывная разработка может дать для освоения космоса.

Водородный проект

— Что даст запуск вашего проекта?

— Если он будет реализован, это может в разы продлить «жизнь» спутников. Дело в том, что многие из них выводятся на орбиту ниже МКС, где еще присутствует остаточная атмосфера. Они тормозятся, постепенно сходят с орбиты и падают на Землю. Этого можно избежать, если оснастить их двигательной установкой, с помощью которой выводить на более высокую орбиту. Мы предлагаем использовать для корректировки «курса» малых космических аппаратов не традиционное токсичное ракетное топливо, а вполне безопасные водород и кислород. Причем исходным «сырьем» для такого экотоплива может служить обычная вода, она же будет и «на выходе», после его сжигания.

— А как ее разделить на нужные газовые компоненты?

— У меня родилась идея использовать давно известный процесс электролиза. На спутнике будет электролизер, разделяющий воду на водород и кислород. Он сможет работать на электричестве, производимом солнечными панелями. Солнечная энергия преобразуется в электрическую, заряжает батареи, которые и будут подпитывать установку. В этом принципиальная новизна нашей разработки.

— Использовать водород в качестве топлива — идея не новая?

— Создать ракетный двигатель, работающий на кислородно-водородном топливе, предлагал еще в 1903 году Константин Циолковский, но долгое время эта идея не получала применения. Как известно, смесь водорода с воздухом может привести к возгоранию и даже взрыву, и сконструировать безопасную установку — сложная техническая задача. Но сегодня она вполне решаема, и на смену традиционным кислородно-керосиновым ракетным двигателям уже приходят кислородно-водородные, более мощные и безопасные.

— Но и у них есть и свои минусы.

— Это так. Поскольку кислородно-водородное топливо втрое легче керосиновой смеси, оно при той же массе требует втрое большего объема. Однако этот недостаток с избытком компенсируется выигрышем в мощности, высоким удельным импульсом. При равной стартовой массе космическая ракета на кислородно-водородном топливе способна вывести на орбиту втрое больший полезный груз, чем на кислородно-керосиновом.


3D-модель спутника с водородным двигателем

«Буран» на водороде

— Есть ли у вашего двигателя аналоги?

— Пока кислородно-водородное топливо в основном используется за рубежом, причем только в верхних ступенях космических ракет, где оно дает наибольший эффект. Примером тому — универсальная ступень «Центавр» ракет семейств «Атлас» и «Титан-3», вторая и третья ступени «Сатурна-5». По этому принципу работают двигатели, разработанные компаниями «Пратт-Уитни», и «Рокетдайн».

Попытка применять кислород и водород в качестве ракетного топлива предпринималась и в советском ракетостроении. Так, такой двигатель разработали в 80-х в НПО «Энергомаш», он успешно прошел испытания и в 1988 году вывел на орбиту корабль многоразового использования «Буран». Но потом из-за нехватки средств эти работы были приостановлены. Они возобновились сравнительно недавно: в ГКНПЦ им. Хруничева изготовили экспериментальные кислородно-водородные разгонные блоки для ракеты-носителя нового поколения «Ангара». Для них разработали два варианта системы поджига топлива — электроплазменную и лазерную, успешно испытанную в 2018 году.

— В чем новизна вашей разработки?

— В отличие от нашего проекта, водород и кислород в зарубежных аналогах обычно применяется для маршевых двигателей, предназначенных для вывода на орбиту с Земли. Для них приходится брать большие запасы жидкого водорода и кислорода, которые мы предлагаем заменить водой, чтобы вырабатывать нужные элементы уже в космосе. Но главная особенность проекта — это идея оборудовать спутники электролизером.

В нашем варианте водородно-кислородными двигателями будут оснащены так называемые кубсаты, или модульные спутники, состоящие из кубиков 10 на 10 см. Они универсальны, их характеристики: размер, масса, сила тяжести — давно известны, как и «поведение» на орбите. У них будут емкости для воды, накопления водорода и кислорода, камера сгорания.

«Печка» для спутника

— Какие могут возникнуть проблемы?

— К примеру, как «научить» электролизер работать в условиях нулевой гравитации. А чтобы дистиллированная вода не замерзала при сверхнизких космических температурах, планируем добавлять к ней специальные присадки.

Кроме того, для получения горючего водорода из воды электролизер будет оснащен протонно-обменной мембраной (такой «молекулярный фильтр» недавно разработали челябинские ученые). Возможно, их будет несколько: в Германии для условий космоса уже придумали двухмембранную технологию: одна — для превращения воды в пар, а другая — для электролиза.

А чтобы не создавать угрозу взрыва, кислород и водород будут храниться в отдельных баках под давлением всего 5 мегапаскалей. Срок их хранения всего несколько дней, газы быстро «пойдут в печку». Причем никакой газовой турбины, кислород и водород будут работать «по схеме вытеснения» и смешиваться в заданных объемах. Эта система проста, надежна в эксплуатации и безопасна.

— Какие перспективы открывает ваша разработка? И когда планируете ее запустить в серию?

— Сейчас мы прорабатываем вопрос проектирования электролизера как основной части двигательной установки, проводим научные изыскания, подбираем материалы. Через полгода планируем перейти к изготовлению макета, который можно будет испытать на стенде. Проведем анализ проделанной работы, просчитаем более компактные габариты устройства для установки на спутник. А через полтора-два года планируем и запатентовать нашу разработку.

К слову, к ней уже проявляют интерес в НИИ машиностроения города Нижняя Салда, который, как и наш вуз, вошел в космическую составляющую масштабного проекта создания научно-образовательного центра мирового уровня. А после обучения в аспирантуре я бы хотел продолжить спутниковую разработку в кластере космических индустриальных технологий инновационного центра «Сколково».

Что такое бесколлекторный двигатель?

Типы моторов?

Двигатели/моторы в мультироторных аппаратах бывают двух типов:

  1. Коллекторные/Brushed (др. названия: DC)/Сoreless.
  2. Бесколлекторные/Brushless.

Их главное отличие в том, что у коллекторного двигателя обмотки находятся на роторе (вращающейся части), а у бесколлекторного — на статоре. Не вдаваясь в подробности скажем, что бесколлекторный двигатель предпочтительнее коллекторного поскольку наиболее удовлетворяет требованиям, ставящимся перед ним. Поэтому в этой статье речь пойдёт именно о таком типе моторов. Подробно о разнице между бесколлекторными и коллекторными двигателями можно прочесть в этой статье.

Несмотря на то, что применяться БК-моторы начали сравнительно недавно, сама идея их устройства появилась достаточно давно. Однако именно появление транзисторных ключей и мощных неодимовых магнитов сделало возможным их коммерческое использование.

Устройство БК — моторов

Конструкция бесколлекторного двигателя состоит из ротора на котором закреплены магниты и статора на котором располагаются обмотки. Как раз по взаиморасположению этих компонентов БК-двигатели делятся на inrunner и outrunner.

В мультироторных системах чаще применяется схема Outrunner, поскольку она позволяет получать наибольший крутящий момент.

Плюсы и минусы БК — двигателей

Плюсы:

  • Упрощённая конструкция мотора за счёт исключения из неё коллектора.
  • Более высокий КПД.
  • Хорошее охлаждение.
  • БК-двигатели могут работать в воде! Однако не стоит забывать, что из-за воды на механических частях двигателя может образоваться ржавчина и он сломается через какое-то время. Для избежания подобных ситуаций рекомендуется обрабатывать двигатели водоотталкивающей смазкой.
  • Наименьшие радиопомехи.

Минусы:

Из минусов можно отметить только невозможность применения данных двигателей без ESC (регуляторы скорости вращения). Это несколько усложняет конструкцию и делает БК-двигатели дороже коллекторных. Однако если сложность конструкции является приоритетным параметром, то существуют БК-двигатели с встроенными регуляторами скорости.

Как выбрать двигатели для коптера?

При выборе бесколлекторных двигателей в первую очередь следует обратить внимание на следующие характеристики:

  • Максимальный ток — эта характеристика показывает какой максимальный ток может выдержать обмотка двигателя за небольшой промежуток времени. Если превысить это время, то неизбежен выход двигателя из строя. Так же этот параметр влияет на выбор ESC.
  • Максимальное напряжение — так же как и максимальный ток, показывает какое напряжение можно подать на обмотку в течение короткого промежутка времени.
  • KV — количество оборотов двигателя на один вольт. Поскольку этот показатель напрямую зависит от нагрузки на вал мотора, то его указывают для случая, когда нагрузки нет.
  • Сопротивление — от сопротивления зависит КПД двигателя. Поэтому чем сопротивление меньше — тем лучше.

Как работает ячейка Мэйера? Двигатель на воде.Где вымысел, а где правда?

В данной статье поговорим про историю появления ячейки Мэйера и подробно расскажем как работает ячейка Мэйера.

Прошло уже достаточно много времени, после изобретения двигателя на воде, или так называемой, «топливной ячейки» американца Стэнли (Стива) Мэйера (Мейера, или Майера) — как изобретателя только не называют. Кто случайно не знает, поясню: Ячейка Мейера – устройство, расходующее малое количество электрической энергии (фактически «на халяву»), и производящее из обыкновенной воды большое количество водородно-кислородной смеси. В попытках разобраться, как работает ячейка Мэйера, в настоящее время, «бьется» большое количество умов. Кто то, даже заявляет, что ему удалось реализовать этот «генератор водорода», но как то это делается украдкой, да и потом ничего не происходит: Мы, почему то не пересаживаемся на автомобили, работающие на воде, потому что их попросту нет. Я так же интересуюсь этой проблемой, проводил эксперименты с ячейкой Мэйера, поэтому предлагаю разобраться в этом вместе.

Как знать, может быть, мои советы Вам помогут, и вскоре Вы заявите, что Ваш автомобиль на воде поехал. Почему не я? В анналы истории я не рвусь, на ближайшие половину года — год основная моя работа занимает много времени и кроме того, у меня нет условий позволяющих воссоздать ячейку Мэйера в «ближайшее время». Что, по моему мнению, необходимо и как вообще работает ячейка Мэйера Мы с Вами будем разбираться вместе. Об этом, Вы прочтёте в последующих статьях.


Для того, кто желает увидеть видеоматериал сделанный самим Мэйером и его друзьями, тот может перейти на страничку Книги, программы и видеоматериал для бесплатного скачивания, на которой имеются ссылки на большое количество видеофильмов от демонстраций, до конференций, а также другой материал от автора Ячейки — Стенли Мэйера.

 

Перед изложением материала, хочу акцентировать внимание на следующем: Эксперименты с водородом чрезвычайно опасны, Вы осуществляете их на свой страх и риск! Скорость сгорания водорода на несколько порядков выше скорости сгорания любых других видов углеводородного топлива и их паров. А смесь водорода с кислородом — так называемая «Гремучая смесь» не просто горит, а взрывается с огромной силой. Учитывая определённые сложности в изготовлении установки по разложению воды на составляющие, я осознаю, что простой школяр установку сам не сделает. Поскольку Вы взрослые люди, за Ваши действия, я ответственности не несу, и кроме того, заявляю, что если Вы не имеете достаточных знаний, навыков и умений обеспечивающих Вашу безопасность, то категорически не рекомендую Вам заниматься практическим изготовлением установок по выделению водорода.

Настоящая статья предназначена для того, чтобы развеять Ваши фантазии и невежество, которые в бесчисленном количестве появляются на различных форумах. Смешно выглядят публикуемые на различных сайтах радиосхемы Ячеек Мэйера, которые должны расходовать минимум энергии для получения резонанса воды. Это грамотно исполненные схемы, на самом деле «работающие», но абсолютно все они работают по принципу обыкновенного Электролизёра! Какой резонанс, какое накопление? Полный бред !!!

 

Почему ячейку Мэйера сделал только он сам, а другие не смогли?

 

Начнём с того, что существует версия, которая не вызовет ни у кого её отрицания. В мире есть «очень маленькая» кучка людей с «очень огромными» возможностями, это – нефтяные магнаты – владельцы мировых запасов топлива. Им бы очень не хотелось терять свои миллиарды миллиардов, которые они практически «на халяву» кладут к себе в карман выкачивая «кровь Земли». Фактически они живут за счёт всего человечества. Это Вы и я исправно платим им большие деньги, заправляя свой автомобиль, за то, что по сути им не должно принадлежать. И для того, чтобы этот процесс наполнения карманов не останавливался, они предпринимают всё, чтобы никто не придумал альтернативный источник энергии, превосходящий нефтепродукты. Есть, конечно, Атом, но от него быстро «откидывают лапти», поэтому Атом для нефти не конкурент. У нефтяных баронов трудится не одна сотня смышленых мальчиков, в том числе и хакеров, которые «продвинутую» информацию из средств массовой информации, в том числе интернета удаляют. Эти мальчики о совести и о том, что из-за плохой экологии «человечество на грани вымирания» не задумываются, бароны им исправно платят за работу. Поэтому до нас доходят только вершки знаний, а истина находится в корешках. Мало того, необходимая информация подменяется ложной, используя которую, мы никогда ничего не создадим во благо человечества, если «хозяева мира» этого не захотят.

Да и вообще, надо соображать, двигатель на воде это — крах мировой экономической системы. Если цены на нефть резко упадут, произойдёт революция 1917-го года, только в мировом масштабе. Потому, что нефтедоллар определяет цены на другие товары. По началу, год — два будет переоценка всего, в магазинах ничего не будет, а на свалках «завал». Кто то может сказать, что это лирика в защиту «буржуев».


А теперь приступим к существу вопроса ! Как работает ячейка Мэйера ? Я проведу анализ того, что написано в статье «Вода вместо бензина», которая имеется в большом количестве экземпляров на разных сайтах. Отдельные моменты я буду опровергать, а интересные моменты статьи — выделять. Позже, я проанализирую на мой взгляд, действительно важные моменты статьи, которые указывают на то, что существует большая вероятность изготовления ячейки Мэйера своими руками. Стоит отметить, что патенты Мэйера написаны на «техническом» английском языке. Любой знаток «обыкновенного» английского языка не сможет правильно перевести его патенты на русский язык. Посетители сайта могут бесплатно скачать патенты Стэнли Мэйера с Депозита по ссылке. А мы, тем временем, приступаем к анализу «русскоязычного перевода»!

1. Обычный электролиз воды требует тока, измеряемого в амперах, ячейка Мэйер производит тот же эффект при миллиамперах.

Оценим эту фразу с учётом большинства тех схем, которые появлялись в интернете. Прибор, который измеряет ток, потребляемый от источника тока – обыкновенный амперметр постоянного тока, а после амперметра никаких сглаживающих конденсаторов нет. Учитывая, что импульсы, поступающие на электроды ячейки, кратковременны и имеют большую скважность, то амперметр, в силу инерционности рамки должен показывать ток не больше одной десятой от реально потребляемого тока, а то и меньше.

2. Обыкновенная водопроводная вода требует добавления электролита, например, серной кислоты, для увеличения проводимости, а ячейка Мэйера действует при огромной производительности с чистой водой.

Любой электролизёр с недистиллированной водой, при расстоянии между электродами 1-2 мм будет работать с огромной производительностью. Кроме того, в статье сначала пишется, что Мэйер использует водопроводную воду, а теперь пишут про чистую воду. Не соответствие. Вообще, у меня появилась мысль, что в статье много «полезного» вырезано, и много «запутывающего нам мозги» добавлено — это к слову о нефтяных баронах, и людях зарабатывающих на сенсациях.

3. Согласно очевидцам, самым поразительным аспектом клетки Мэйера было то, что она оставалась холодной, даже после часов производства газа.

При кратковременных импульсах – ничего поразительного.

4. Эксперименты Мэйера, которые он счел возможными представить к патентованию, заслужили серию патентов США, представленные под Секцией 101. Представление патента под этой секцией зависит от успешной демонстрации изобретения Патентному Рецензионному Комитету.

Мне приходилось представлять научную работу в известный Научно-исследовательский институт России (не буду его называть, чтобы, не принижать его авторитет, а он действительно авторитетный). В этой работе была куча недоработок, но она была высоко оценена. Её ещё потом отправляли на Всероссийский конкурс и за неё у меня даже медаль от министра образования есть. Работа была перспективной, но требовала времени, которого у меня не было, а сейчас она стала не актуальной. Кроме того, запатентовать можно что угодно. Мэйер, например, отдельно запатентовал свою ячейку и отдельно способ генерации водорода, отдельно патентовал и автомобильный двигатель на воде. Странный факт. Но может я не прав, и в Комитете сидели умные и внимательные мужи науки.

5. Мэйер использует внешнюю индуктивность, которая образует колебательный контур с емкостью ячейки, — чистая вода, по-видимому, обладает диэлектрической проницаемостью около 81 (в других статьях — «около 5»), — чтобы создать параллельную резонансную схему. Она возбуждается мощным импульсным генератором, который вместе с емкостью ячейки и выпрямительным диодом составляет схему накачки. Высокая частота импульсов производит ступенчато поднимающийся потенциал на электродах ячейки до тех пор, пока не достигается точка, где молекула воды распадается и возникает кратковременный импульс тока.

Здесь, говорится о каком то, колебательном контуре. Догадайтесь, на какой из приведённых схем изображён колебательный контур, левой или правой, а может найдёте схему накачки? Судя по приведённым схемам, контуром тут не пахнет, да и схемой накачки тоже.

Поясню: Принцип работы колебательного контура предполагает разнополярный перезаряд ёмкости и индуктивности одна от другой, входящих в сам контур, а здесь, во первых мешает диод, во вторых вода ячейки-конденсатора должна быть как минимум дистиллированная, потому, что будет разряд через активное сопротивление воды. Подробно в статье «Колебательный контур. Резонанс«.

Схемы накачки энергии известных в радиоэлектронике устройств как минимум имеют накопительную линию, состоящую из нескольких конденсаторов и дросселей. Есть и более простой способ «накачки», но об этом позже мы обязательно поговорим. А здесь, вообще ничего нет, кроме устройства разряда – пластин ячейки, которые, препятствуют вообще какому либо накоплению. Мало того, накопление в известных системах происходит постепенно, а потом происходит кратковременный разряд. А здесь, описывается, что-то другое, совершенно не понятное классической науке.

 

6. Стэнли Мэйер, успешно разлагает обыкновенную водопроводную воду на составляющие элементы посредством комбинации высоковольтных импульсов, при среднем потреблении тока, измеряемого всего лишь миллиамперами.

Смотри пункт 1.

7. Мэйер отказался прокомментировать подробности, которые бы позволили ученым воспроизвести и оценить его «водяную ячейку». Однако, он представил достаточно детальное описание американскому Патентному Бюро, чтобы убедить их, что он может обосновать его заявку на изобретение.

Совсем странный факт. Мэйер что, решил стать «водяным магнатом»? Почему отказался? Любитель носить патент, хвалиться его обложкой, но никому не показывать? Патент тогда ценен, когда его владелец получает от его реализации дивиденды!

8. Как заявляет Мэйер, — выход газа увеличивался, когда электроды сдвигались более близко, и уменьшался, когда они отодвигались.

В любом электролизёре при уменьшении расстояния между пластинами, производительность газа увеличивается.

9. Вторая ячейка содержала 9 ячеек с двойными трубками из нержавеющей стали и производила намного больше газа.

А вот на этот факт я прошу обратить внимание. Предполагаю, именно здесь кроется вся загадка ячейки.

10. Практическая демонстрация ячейки Мэйера является существенно более убедительной, чем псевдо-научный жаргон, который использован для объяснения.

Коперфильд тоже убедительно демонстрировал свои фокусы, а в качестве объяснений, так же как и Мэйер, использовал псевдо-научный жаргон (объяснял всё «магией»).

11. Изобретатель лично говорил об искажении и поляризации молекулы воды, приводящему к самостоятельному разрыву связи, под действием градиента электрического поля, резонанса в пределах молекулы, который усиливает эффект.

На это так же, как и в пункте 9, прошу обратить внимание, об этом поговорим позже.

12. Он также заявил, что фотонное стимулирование пространства реактора светом лазера посредством оптоволокна увеличивает производство газа.

При определённой частоте лазерного генератора, он действительно может усиливать резонанс молекул используя гармоники частот (деление и умножение).

13. Подбирают частоту импульсов, поступающих на конденсатор, соответствующую собственной частоте резонанса молекулы.

Написано одно, а представленные схемы и чертежи не способны работать на частоте резонанса молекул воды, но о возможности такой реализации тоже напишем позже (как по пунктам 9 и 11).

14. Повышающая катушка намотана на обычном тороидальном ферритовом сердечнике 1.50 дюйма в диаметре и 0.25 дюйма толщиной. Первичная катушка содержит 200 витков 24 калибра, вторичная 600 витков 36 калибра. Трансформатор обеспечивает повышение напряжения в 5 раз, хотя оптимальный коэффициент подбирается практическим путем.

При указанном количестве витков первичной и вторичной обмоток, напряжение повысится ровно в 3 (три) раза, а не 5 (пять), это скажет любой радиомастер. С таким описанием, Вы долго будете разбираться, как же работает ячейка Мэйера. О том, как рассчитывается коэффициент трансформации, можете прочитать в статье «Силовой трансформатор. Расчёт трансформатора«. А кто-то не знает, как работает трансформатор? Отвечу, это знает любой мастер: «Ууууууууууу…..».

15. Реальная вода обладает некоторой остаточной проводимостью, обусловленной наличием примесей. Идеально, если вода в ячейке будет химически чистой. Электролит к воде не добавляется.

Химически чистая вода это – дистиллированная вода! А сначала говорили о водопроводной!

16. Два концентрических цилиндра 4 дюймов длиной составляют конденсатор. Расстояние между поверхностями цилиндров 0.0625 дюйма.

Запоминайте размеры, мы к ним ещё вернёмся вместе с пунктами 9, 11 и 13.

17. Расчет резонансной частоты традиционный. Вторую индуктивность подстраивают в зависимости от чистоты воды так, чтобы потенциал, приложенный к воде, был постоянен.

Какой «традиционный» расчёт? Авторов статьи учили рассчитывать резонанс колебательного контура состоящего из конденсатора, катушки и полупроводникового диода? Таких «традиционных» контуров не бывает! Подробно о традиционных расчётах читайте в статье «Колебательный контур. Резонанс«. И вообще, под какую резонансную частоту подстраивать?

 

18. Внешняя трубка подгоняется под размер 3/4 дюйма 16 калибра (толщина стенки 0.06 дюйма), длиной 4 дюйма. Внутренняя трубка диаметром 1/2 дюйма 18 калибра (стенка 0.049 дюйма, это приблизительный размер для этой трубки, фактический калибр не может быть вычислен из патентной документации, но этот размер должен работать), 4 дюйма длиной.

Запоминайте размеры, мы к ним ещё вернёмся вместе с пунктами 9, 11 , 13 и 16.

19. Не указано, должна ли быть вода внутри трубки. Думается, что она там есть, но это совершенно не влияет на работу прибора.

А это как сказать, от этого может быть всё и зависит. Это у переписчика этой статьи не влияет! Вернёмся вместе с пунктами 9, 11 , 13, 16 и 18.

20. Частота не была напечатана, исходя из размера катушек и трансформатора, частота не превышает 50 Mhz. He упирайтесь в этот факт, это всего лишь моя догадка.

На основе чего автор догадывался о частоте, не превышающей 50 мегагерц? По парамерам катушек и трансформатора, без всяких вычислений, любой опытный радиолюбитель скажет, что частота не достигнет и 1 (одного) мегагерца. Автор статьи, как это он пишет сам, действительно попытался «догадаться», но получилось как в «Поле чудес» — играл но не угадал.


Теперь Вы, сами поняли, почему я сначала отнёсся к этой статье, как к очередному надувательству. Сейчас у меня противоположное мнение, но чтобы оно подтвердилось, необходимо всё «разложить по полочкам».

В следующей статье, мы с Вами «снимем с ушей лапшу» и раскроем то, что скрыто за выделенными в этой статье пунктами №№ 9, 11, 13, 16, 18, 19. А это именно то звено цепи загадок, которое нам предстоит раскрыть, чтобы ответить на вопрос: Как работает ячейка Мэйера?

Разработка усовершенствованных малых водородных двигателей (технический отчет)

Сапру, Кришна, Тан, Чжаошэн и Чао, Бен. Разработка усовершенствованных малых водородных двигателей . США: Н. П., 2010. Интернет. DOI: 10,2172 / 1008335.

Сапру, Кришна, Тан, Чжаошэн и Чао, Бен. Разработка усовершенствованных малых водородных двигателей .Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1008335

Сапру, Кришна, Тан, Чжаошэн и Чао, Бен. Чт. «Разработка перспективных малых водородных двигателей». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1008335. https://www.osti.gov/servlets/purl/1008335.

@article {osti_1008335,
title = {Разработка усовершенствованных малых водородных двигателей},
author = {Сапру, Кришна и Тан, Чжаошэн и Чао, Бен},
abstractNote = {Основная цель проекта - разработать усовершенствованные и недорогие модификации небольших (<25 л.с.) бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для работы на водородном топливе при сохранении таких же характеристик и долговечности.В этом окончательном техническом отчете суммируются результаты i) деталей преобразования нескольких небольших бензиновых ДВС для работы на водороде, ii) испытания на долговечность преобразованного водородного двигателя и iii) демонстрации прототипа системы хранения твердого водорода в собранных канистрах. Пиковая мощность водородного двигателя достигает 60% выходной мощности бензинового аналога. Попытки повысить мощность двигателя с помощью различных опций, включая установку турбонагнетателя увеличенного размера, модернизацию изготовленных на заказ поршней с высокой степенью сжатия, усовершенствованной системы зажигания и различных типов систем впрыска топлива, не реализованы. Переделанный двигатель Honda GC160 с системой ACS для работы на водородном топливе оказался успешным. Суммарное время работы 785 часов. Спроектирован, сконструирован и продемонстрирован прототип системы хранения твердого водорода со сборной канистрой номинальной емкостью 1,2 кг. Он способен поддерживать широкий диапазон выходной нагрузки водородного генератора.},
doi = {10.2172 / 1008335},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1008335}, журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {2010},
месяц = ​​{9}
}

Водородные двигатели - обзор

2.5.3 Использование для сжигания в транспортных средствах

Водород может использоваться в качестве топлива в обычных двигателях с искровым зажиганием, таких как двигатели Отто и дизельные двигатели, используемые в легковых автомобилях, и газовые турбины, используемые на обычных электростанциях. Первый водородный двигатель был продемонстрирован в 1808 году Франсуа де Риваз (Википедия, 2017). Время от времени появлялись усовершенствованные конструкции, не вызывающие коммерческого интереса. КПД двигателя такой же высокий, как у бензина или дизельного топлива, а водородное пламя быстро распространяется от ядра воспламенения (см. Таблицу 2.5). Однако из-за более низкой плотности энергии при давлениях, подходящих для поршневых цилиндров, объем рабочего объема должен быть в два-три раза больше, чем для бензиновых двигателей, что вызывает проблемы с пространством в моторных отсеках пассажирских транспортных средств. Один производитель автомобилей, активно занимающийся разработкой легковых автомобилей на водородном топливе, использовал огромные 8- или 12-цилиндровые двигатели с рабочим объемом более 4 литров для достижения приемлемых характеристик (BMW, 2004). У эффективных обычных бензиновых или дизельных автомобилей общий рабочий объем около 1.2 литра, распределенные на три-четыре цилиндра (VW, 2003 г.).

Таблица 2.5. Свойства водорода и других видов топлива, связанные с безопасностью (с использованием Dell и Bridger, 1975; Zittel and Wurster, 1996)

Свойство Водород Метанол Метан Пропан Бензин Установка
Минимальная энергия зажигания 0,02 - 0,29 0. 25 0,24 10 - 3 Дж
Температура пламени 2045 1875 2200 ° C
Температура самовоспламенения на воздухе 585 385 540 510 230–500 ° C
Максимальная скорость пламени 3,46 - 0,43 0,47 м с - 1
Диапазон воспламеняемости в воздухе 4–75 7–36 5–15 2.5–9,3 1,0–7,6 об.%
Диапазон взрывоопасности в воздухе 13–65 6,3–13,5 1,1–3,3 об.%
Коэффициент диффузии в воздухе 0,61 0,16 0,20 0,10 0,05 10 - 4 м 2 с - 1

На рисунке 2. 49 показаны результаты компьютерного моделирования водорода процесс сгорания на воздухе (в камере сгорания, которая может представлять собой цилиндр двигателя или, возможно, скорее газовую турбину), подтверждая замечание о быстром расходе впрыскиваемого водорода.H 2 входит с левой стороны. Распределение кислорода показывает «неиспользованный» кислород вдоль камеры, в которую воздух втягивается через многочисленные отверстия на внешней поверхности. Внизу рис. 2.49 показано распределение образовавшихся оксидов азота. Это похоже на только что показанное распределение высоких температур, поскольку образование оксидов азота резко возрастает при температурах выше 1700 К. Образование высоких уровней NO x является проблемой при сжигании водорода, который в данном случае больше не является экологически чистым.Однако добавление каталитического нейтрализатора может существенно уменьшить проблему (Verhelst, 2014).

Поведение водорода в термодинамических двигателях было установлено как моделированием, таким как показанное на рис. 2.49, так и измерениями, например, для установления влияния степеней сжатия (Verhelst and Sierens, 2003; Karim and Wierzba, 2004 г.). Высокая степень сжатия важна из-за низкой объемной плотности энергии водорода. У широкого диапазона воспламеняемости и легкости возгорания есть две стороны.Один из них - плавная работа при низких нагрузках. Однако при высоких нагрузках возникает ряд проблем, связанных с преждевременным зажиганием, обратным воспламенением или детонацией, которые необходимо решить (Shoiji et al., 2001). Имеются важные аспекты безопасности из-за широкого диапазона воспламеняемости водорода (см. Таблицу 2.2). Их необходимо контролировать, например, с помощью двухклапанных систем на каждом цилиндре или с помощью лазерного зажигания (NFC, 2000; Pal and Agarwal, 2015).

Проведены работы по двигателям, работающим на смесях водорода с бензином или с природным газом (Fontana et al., 2004; Akansu et al., 2004) и об использовании сжигания водорода только для выработки электроэнергии для двигателя (van Blarigan and Keller, 1998; Yuan et al. , 2016).

Из-за большого количества водорода по объему, необходимого для использования в двигателях внутреннего сгорания, приличный рабочий диапазон для легкового автомобиля обычных размеров требует гораздо более высокой плотности хранения H 2 , чем это возможно в газовой форме. Поэтому используется жидкий водород, подразумевающий охлаждение до температуры 20 К (с использованием энергии, что еще больше снижает эффективность) и использование очень специальных заправочных станций.Эти технологии были разработаны и использовались для прототипов автомобилей, работающих на водороде (Fischer et al., 2003). Были сконструированы специальные резервуары для хранения жидкого водорода с использованием множества слоев металлических цилиндров с высококачественной изоляцией между ними (Michel et al., 1998). Но даже в этом случае существует проблема утечки тепла и утечки водорода.

Сгорание водорода несколько легче внедрить в автобусы, потому что больший размер моторного отсека составляет меньшую часть от общего размера и - из-за более низких рабочих скоростей (при городском использовании) автобусы могут размещать водород, хранящийся на крыше, как это сделано в прототипах водородных автобусов производства MAN (Knorr et al. , 1998). Кроме того, корабли могли использовать водородное топливо вместо дизельного топлива в обычных двигателях.

Предложение об использовании водорода для прямого сжигания в турбинах привлекло много внимания в случае самолетов. Запасы жидкого водорода могут быть встроены в крылья или фюзеляж, и могут использоваться почти обычные газотурбинные двигатели. Первые испытания самолетов на жидком водороде включают бомбардировщик Boeing B57 1957 года и в 1988 году Туполев Ту-154, а недавно был начат аналогичный проект под названием Криоплан на базе самолета Airbus A310 (Pohl, Malychev, 1997; Klug, Faass, 2001 ).Более громоздкие запасы топлива привели к предположению, что эти самолеты должны работать на более низких высотах, что положительно скажется на выбросах NO x (Svensson et al., 2004). Это также снижает значимость выбросов в воду, поскольку поглощение солнечной радиации водой (приводящее к потеплению парниковых газов) более выражено на высоте более 10 км. Разработан проект самолета, способного работать от нуля до 5 Маха (в пять раз больше скорости звука, что составляет 1,22 × 10 6 м / с - 1 на уровне моря), при этом в автомобиле используется жидкий водород в режим обычного газотурбинного двухконтурного двигателя со скоростью до 3 Маха и режим прямоточного воздушно-реактивного двигателя выше этой скорости (Qing and Chengzhong, 2001).

Liquid H 2 уже несколько лет используется в космических аппаратах. Здесь общая масса при отталкивании является существенным ограничивающим параметром. Таким образом, высокое содержание энергии по массе делает водород более предпочтительным по сравнению с любой другой системой на основе топлива, и считается целесообразным дополнительное усложнение криогенного хранения. Двигатель может быть газовой турбиной или ракетным двигателем, в зависимости от режима работы космического корабля (полет в атмосфере Земли или уход от гравитации Земли).И водород, и кислород должны переноситься в жидкой форме, поскольку космическая среда за пределами атмосферы Земли не содержит воздуха или кислорода. Основной особенностью ракетного двигателя является сопло, через которое отводятся пороховые газы для обеспечения прямой тяги. Новые разработки в области высокоэффективной конструкции с несколькими соплами все еще продолжаются (Yu et al., 2001), как и эксперименты с несколькими видами топлива (обычно жидким водородом и твердыми углеводородами), чтобы удовлетворить требованиям на разных этапах полета в околоземном пространстве. с многоразовыми космическими аппаратами типа шаттл (Chibing et al., 2001). Оптимальное относительное расположение мест закачки жидкого водорода и жидкого кислорода было изучено путем экспериментов и моделирования (Kendrich et al., 1999).

HyTech Power, возможно, решил водород, одну из самых сложных проблем в чистой энергии

Это странный химический поворот в том, что топливо встроено в самое обычное вещество на Земле: воду.

Водород - символ славы h3O - оказался чем-то вроде универсального элемента, швейцарского армейского ножа для получения энергии.Его можно производить без парниковых газов. Он легко воспламеняется, поэтому может использоваться в качестве топлива для сжигания. Его можно подавать в топливный элемент для производства электричества напрямую, без сжигания, с помощью электрохимического процесса.

Может храниться и распространяться в виде газа или жидкости. Его можно комбинировать с CO2 (и / или азотом и другими газами) для создания других полезных видов топлива, таких как метан или аммиак. Его можно использовать в качестве химического сырья в различных промышленных процессах, помогая производить удобрения, пластмассы или фармацевтические препараты.

Довольно удобно.

И это самый распространенный химический элемент во Вселенной, поэтому можно подумать, что у нас есть все, что нам нужно. К сожалению, это не так просто.

Выделять водород из других элементов, хранить его и преобразовывать обратно в полезную энергию - это дорого как с точки зрения денег, так и энергии. Ценность, которую мы получаем от этого, никогда полностью не оправдывала того, что мы вкладываем в его производство. Это одна из тех технологий, которая, кажется, постоянно находится на грани прорыва, но никогда не достигает цели.

Уроженец Сиэтла Эван Джонсон считает, что он может это изменить. Он думает, что наконец-то понял, как разблокировать водородную экономику.

Джонсон - далеко не первый или единственный человек, поставивший эту цель. Но после 10 лет экспериментов, испытаний и подготовки он разработал ряд технологий и практический бизнес-план, который проложил путь к реальному коммерческому масштабу использования водорода.

И хотя HyTech Power, где Джонсон является техническим директором, очевидно, стремится к финансовому успеху, Джонсон видит в своих продуктах нечто большее: способ использовать водород для немедленного уменьшения загрязнения при одновременном увеличении и снижении затрат, достаточных для внесения более фундаментальных изменений в энергетику система.

Стационарный дизель-генератор с водородными форсунками HyTech. HyTech Power

HyTech нацелена на большой рынок, чтобы выйти на еще больший

HyTech Power, базирующаяся в Редмонде, штат Вашингтон, намеревается представить три продукта в течение ближайшего года или двух.

Первый будет использовать водород для очистки существующих дизельных двигателей, повышая их топливную эффективность на треть и устраняя более половины их загрязнения воздуха, со средней окупаемостью за девять месяцев, сообщает компания.Это потенциально огромный рынок с большим существующим спросом, который, как надеется HyTech, позволит капитализировать свой второй продукт - модернизацию, которая превратит любой автомобиль внутреннего сгорания в автомобиль с нулевым уровнем выбросов (ZEV), позволив ему работать на чистом водороде. В первую очередь это будет нацелено на крупные флоты.

И это станет третьим продуктом - тот, на который Джонсон положил глаз с самого начала, тот, который может революционизировать и децентрализовать энергетическую систему - стационарный продукт для хранения энергии, предназначенный для конкуренции и, в конечном итоге, вытеснения с такими большими батареями, как Powerwall Теслы.

По крайней мере, таков план.

Мир энергетики, конечно, полон громких стартапов, и путь от прототипа к рыночному успеху долог и опасен. Для успеха HyTech потребуется нечто большее, чем просто умная технология. Потребуется хорошее исполнение.

С этой целью компания недавно привлекла поддержку нескольких опытных руководителей Boeing, в том числе Джерри Аллина, который проработал 30 лет в Boeing и в декабре вышел на пенсию, чтобы возглавить расширение HyTech в качестве главного операционного директора.

Мягкая и неторопливая, с аккуратно подстриженной бородой, Аллин занимает небольшой офис на втором этаже бежевого здания HyTech, которое в основном занято огромным гаражом / мастерской. «Я очень скептически относился к технологии, как и обычно», - говорит он, но «как только я смог увидеть ее собственными глазами и понять физику, я подумал: о боже. Это действительно интересно! »

Его привлекло то, что исходные продукты не требуют новых рынков или инфраструктуры. «Они действительно могут изменить мир сейчас», - говорит он.Главное - это в первую очередь дизельные двигатели. Их миллионы, они грязные и дорогие, и политики настаивают на их очистке. Это большой спрос. Компания «ожидает совершить много ошибок», - говорит Аллайн, но потенциальный рынок почти непостижимо велик.

Работа в гараже HyTech, переоборудование больших дизельных грузовиков. HyTech Power

И ставки выше быть не могут.В последние годы стало ясно, что какое-то топливо с нулевым содержанием углерода, пригодное для хранения, горючее, если не необходимо для полной декарбонизации энергетической системы, по крайней мере, чрезвычайно полезно.

Перед тем, как углубиться в продукты HyTech, стоит объяснить, почему доступный водород является такой заманчивой перспективой для тех, кто озабочен устойчивой энергетикой.

Проблема с водородом: его дорого собирать, хранить и преобразовывать.

Около 95 процентов мирового производства водорода осуществляется за счет парового риформинга метана (SMR), продувки природного газа высокотемпературным паром под высоким давлением.Это энергоемкий процесс, требующий использования ископаемого топлива и оставляющий после себя поток углекислого газа, поэтому его использование для декарбонизации энергетической системы ограничено.

Но также можно извлечь водород непосредственно из воды с помощью электролиза - это процесс поглощения воды (содержащей различные «электрокатализаторы») электричеством, стимулируя химическую реакцию, которая расщепляет водород и кислород. Если электролиз проводится с использованием возобновляемой электроэнергии с нулевым выбросом углерода, полученный водород является топливом с нулевым выбросом углерода.

Это решает проблему углерода, но есть и другие. Водород в воде на самом деле не хочет выпускать кислород (они «прочно связаны»), поэтому их расщепление требует довольно много энергии. Полученный водород должен храниться либо путем его сжатия в виде газа с помощью больших насосов, либо путем (слабого) связывания его с чем-то еще и хранения в виде жидкости. Для этого газа или жидкости потребуется распределительная инфраструктура. Наконец, водород должен быть извлечен из хранилища и преобразован обратно в энергию путем его сжигания или пропуска через топливный элемент.

К тому времени количество энергии, вложенной в процесс, значительно превышает то, что может быть возвращено обратно.

Это был барьер. Если сложить все затраты на преобразование энергии, «добыча» водорода для использования в энергетической системе с нулевым выбросом углерода, как правило, была убыточным бизнесом. Полезные услуги, предоставляемые водородом, не могут компенсировать энергию (и деньги), необходимые для ее производства и использования. По крайней мере, не на сегодняшний день.

Вот почему, хотя люди добывают и сжигают водород с 17-го века, двигатели и топливные элементы, работающие на водороде, существуют примерно с 19-го, а водород прошел через многочисленные циклы ажиотажа, вплоть до 21-го века. - разрекламированная «водородная экономика» так и не получила широкого распространения.

Вы не видите таких много вокруг. Shutterstock

Еще в конце 2000-х годов большинство экспертов в области энергетики списали водород со счетов. С тех пор изменились две вещи.

Доступный водород может устранить основные препятствия на пути к устойчивой энергетике

Главное, что изменилось, - это глобальный переход на чистую энергию. Чтобы решить проблему изменения климата, мир фактически согласился полностью обезуглерожить энергетическую систему в течение столетия.Это вызвало интенсивные исследования инструментов, необходимых для создания системы с нулевым выбросом углерода.

Мы знаем, как производить электроэнергию с нулевым выбросом углерода (возобновляемые источники, гидроэнергетика, атомная энергия), поэтому один из ключевых шагов в декарбонизации - «электрифицировать все» или, по крайней мере, использовать как можно больше энергии.

Но масштабная электрификация - непростая задача. Существует множество существующих приложений, работающих на горючем жидком топливе. Помимо практически всего транспорта, подумайте о миллионах и миллионах зданий по всему миру, отапливаемых нефтью или природным газом.

Значительная часть транспорта может быть электрифицирована, и все эти печи теоретически могут быть заменены электрическими альтернативами, такими как тепловые насосы, но сделать все это за оставшееся время для обезуглероживания - поистине монументальная задача.

Конечно, было бы неплохо выиграть время, если бы у нас было жидкое топливо с нулевым выбросом углерода, которое мы могли бы просто использовать в этих существующих системах, чтобы сократить выбросы от транспортных средств и приборов, которые мы уже используем. (Великобритания экспериментирует с отоплением домов водородом; Норвегия запретит любое использование мазута для отопления домов к 2020 году.)

Кроме того, если переменная возобновляемая энергия (солнце и ветер) должна обеспечивать большую часть или всю нашу энергию, нам понадобится какой-то способ хранить эту энергию, когда солнце и ветер не хватает. Нам потребуется не просто посекундное или почасовое хранение (которое вполне может обеспечить батареи), но и ежедневное, ежемесячное или ежегодное хранение (для которого батареи не подходят), чтобы гарантировать от долгосрочных колебаний солнца и ветра. . Было бы неплохо, если бы мы могли хранить много резервной энергии в виде стабильного жидкого топлива.

Короче говоря, в наших планах по устойчивой энергетике есть дыра в форме водорода.

Второе, что изменилось, это то, что исследования, разработки и ранние рыночные испытания неуклонно снижали стоимость и повышали долговечность основных компонентов водородной технологии.

В общем, потребность в сочетании с инновациями может, наконец, означать, что под рукой есть рентабельные продукты. Вот почему наблюдается «возрождение водородной активности во всем мире», - говорит Адам Вебер, руководитель группы преобразования энергии в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.

Или, как недавно сказал Пьер-Этьен Франк, секретарь торговой группы Hydrogen Council, «2020-2030 годы будут для водорода такими же, как 1990-е годы для солнечной и ветровой энергии».

Несмотря на все недавние инновации, Джонсон снова и снова обнаруживал, что каждый раз, когда он отказывался от стандартных компонентов и создавал свои собственные - практически каждый элемент в продуктах HyTech спроектирован и изготовлен по индивидуальному заказу, с исходными материалами, заказанными через Интернет, - цена пошла вниз. Не знаю почему.”

Джонсон - высокий, худощавый блондин, заядлый мастер и строитель, глаза которого загораются, когда он говорит о технике. После учебы в Тихоокеанском университете Сиэтла он провел первые 10 лет своей 20-летней карьеры в области сжатия видео. Но работа в Норвегии с Innovation Norway над хранением водородной энергии привела его к водородной ошибке. С тех пор он стал истинным верующим. «Ставка на водород в будущем - лучшее, что вы можете сделать», - говорит он.

«Если электролиз действительно настолько дешевле, это меняет правила игры»

Это начинается с электролизера, который вытягивает водород из воды.Джонсон не смог найти такой дешевый, простой и эффективный, как он хотел, поэтому он построил свой собственный.

Электролизер HyTech (в данном случае присоединенный к стационарному дизель-генератору). HyTech Power

Ничего особенного, просто трубка с дистиллированной водой. Примерно в центре подвешена небольшая титановая пластина, покрытая специальной смесью электрокатализаторов, оптимизированных для разделения водорода и кислорода.Газы поднимаются от пластины непрерывным потоком пузырьков. Он полностью герметичен, в нем нет движущихся частей, поэтому он чрезвычайно прочен и не требует значительного обслуживания.

В целом, по словам Джонсона, система «очень проста и бессмысленна». (Это тема, к которой он часто возвращается - предпочтение замкнутых, простых, полностью перерабатываемых систем.) Но благодаря эффективности электрокатализаторов, добавляет он, «очень точно, сколько энергии необходимо для производства необходимый водород.”

Джонсон может похвастаться тем, что его электролизер может производить водород примерно в три или четыре раза быстрее, чем электролизеры с аналогичными габаритами, используя примерно треть электрического тока. Это означает постепенное снижение затрат.

«Очевидно, я не могу проверить их экономику издалека, - сказал мне Джеймс Бреннер из Национального центра исследований водорода при Технологическом институте Флориды, - но если электролиз действительно намного дешевле, это меняет правила игры».

А теперь давайте посмотрим, что HyTech планирует с этим делать.

Модернизация. HyTech Power

Способ очистки дизельных двигателей для рынка, который остро нуждается в одном

Первый продукт, дебют которого запланирован на апрель, - ключ ко всему остальному.

Это называется система помощи при внутреннем сгорании (ICA), модификация двигателей внутреннего сгорания, которая позволяет им значительно повысить эффективность использования топлива и уменьшить загрязнение воздуха. Это достигается путем добавления к топливу крошечных количеств газообразного водорода и кислорода непосредственно перед его сгоранием в цилиндрах двигателя.Смесь HHO придает интенсивность сгоранию, позволяя топливу сгорать более полно, генерируя больше энергии и меньше загрязнений.

Система ICA может технически работать на любом двигателе внутреннего сгорания, но для начала HyTech нацелена на самые грязные двигатели с самой быстрой окупаемостью, а именно на дизельные двигатели - в транспортных средствах, таких как грузовики, грузовые автофургоны, автобусы и вилочные погрузчики, а также большие стационарные дизельные генераторы, которые по-прежнему обеспечивают резервное (и даже основное) питание миллионов людей по всему миру.

Все эти дизельные двигатели выделяют канцерогенный дым, содержащий твердые частицы (сажа) и оксиды азота (NOx), которые наносят вред здоровью человека. Штаты и города по всему миру борются с загрязнением воздуха дизельным топливом.

Но дизельные сажевые фильтры (DPF), которые задерживают твердые частицы, дороги, требуют технического обслуживания и должны часто заменяться. Жидкости для избирательного каталитического восстановления (SCR), добавляемые в выхлопные газы для удаления NOx, сами по себе являются загрязнителями, и их необходимо часто менять.

Короче говоря, есть много дизельных двигателей, они очень грязные (ответственны за до 50 процентов загрязнения городского воздуха зимой), и многие люди тратят много денег, пытаясь их очистить. Это большой рынок.

Предложение

HyTech на этом рынке весьма примечательно: оно утверждает, что его ICA может повысить топливную экономичность дизельного двигателя на 20–30 процентов, снизить содержание твердых частиц на 85 процентов и сократить выбросы NOx на 50–90 процентов. В сочетании с сажевым фильтром и некоторым количеством SCR он может дать дизельный двигатель, который соответствует официальным калифорнийским стандартам для автомобилей со «сверхнизким уровнем выбросов».

Стоимость преобразования грязного дизельного двигателя в относительно чистый: около 10 000 долларов на установку, которые, по оценке HyTech, окупятся за девять месяцев за счет сокращения расходов на топливо и техническое обслуживание.

Устройство помощи внутреннего сгорания (ICA) HyTech, установленное на большом дизельном двигателе.(Видите маленький ряд форсунок?) HyTech Power

HyTech - не первая и не единственная компания, разработавшая систему присадок HHO, но ничто на рынке не может сравниться с такими цифрами.

ICA достигает этой эффективности благодаря компьютеризированному контроллеру времени, который определяет и анализирует вращение коленчатого и распределительного валов, чтобы определить точное время и размер впрыска HHO. Предыдущие системы HHO более или менее заполняли двигатель HHO через воздухозаборник, но HyTech использует «впрыск через порт» с отдельным инжектором на впускном клапане каждого цилиндра, управляемым таймером.Каждый инжектор (размером примерно с человеческий волос) впрыскивает крошечные струйки HHO в цилиндр именно тогда, когда это необходимо.

Такой уровень точности позволяет ICA использовать гораздо меньше водорода, чем его конкуренты, гораздо более эффективно. Небольшого бортового электролизера производит более чем достаточно.

Это смелые заявления, но пока они остаются верными. ICA был включен в список EPA как кандидат на технологию сокращения выбросов; Уважаемая испытательная фирма SGS обнаружила, что ICA повысила топливную экономичность грузовика FedEx на 27.4 процента; FedEx в настоящее время проводит дорожные испытания ICA на автопарке грузовиков и обнаруживает, что экономия топлива на 20–30 процентов выше, а затраты на техническое обслуживание сажевого фильтра значительно снизились. При стороннем тестировании и при ограниченных местных продажах в районе Редмонда ICA выполнила свои обещания.

Если он сможет сделать это в масштабе HyTech - надежно повысить экономию топлива на треть и уменьшить загрязнение почти до нуля, с окупаемостью за девять месяцев - возможностей не будет конца. Компания оценивает рынок очистных работ в 100 миллиардов долларов, включая портовые грузовики, грузовые суда, рефрижераторы, грузовики дальнего следования, автобусы, генераторы и все другие грязные дизельные двигатели.

ICA не полагается на новую инфраструктуру или субсидии. Это способ выйти на большой рынок, немедленно сократить выбросы и накопить финансирование для долгосрочных усилий по полной замене дизельного топлива.

HyTech также хочет очистить существующие автомобили

Позже в этом году HyTech представит свою вторую линейку продуктов: модифицированные водородом автомобили с ДВС. Проще говоря, потребуется любой двигатель, работающий на дизельном топливе, бензине, пропане или СПГ, и переключить его на 100-процентный водород. (В настоящее время компания находится в процессе сертификации своего модифицированного продукта Калифорнийским советом по воздушным ресурсам как имеющий нулевой уровень выбросов.) Это позволит любому водителю получить автомобиль с нулевым уровнем выбросов по значительно меньшей цене, чем стоимость покупки нового электрического или электрического автомобиля. автомобиль на водородных топливных элементах.

Джонсон признает, что, если бы он проектировал автомобиль с нуля, он бы спроектировал его на основе водородного топливного элемента без сгорания, но «мы не заинтересованы в том, чтобы становиться автомобильной компанией», - говорит он.Вместо этого HyTech хочет очистить существующие автомобили.

Не каждый может позволить себе автомобиль Toyota Mirai на водородных топливных элементах (начиная с, кхм, 58 365 долларов). Shutterstock

Для такого применения с чистым водородом (в отличие от смешанного HHO) электролизер немного отличается. Водород проходит через мембрану, которая лишает его остатков кислорода или азота, оставляя чистый водород для сгорания автомобиля.(Это делает электролизер протонообменной мембраной или ПЭМ, электролизером, вариант, знакомый любителям водорода.)

По обыкновению, Джонсон разработал собственную мембрану, смешав сырье, чтобы создать что-то более эффективное и дешевое, чем другие продукты PEM на рынке.

Есть еще одно отличие, которое представляет собой еще одну из основных технологических разработок Джонсона.

Потребляемая мощность двигателя транспортного средства варьируется и может быстро увеличиваться и уменьшаться, поэтому системе необходимо хранить немного водорода в качестве буфера на случай, если он потребляет больше, чем может произвести электролизер.

Обычные автомобили на водородных топливных элементах (такие как Toyota Mirai) хранят водород в виде сильно сжатого газа при давлении около 8000 фунтов на квадратный дюйм. Но со сжатым газом возникают самые разные проблемы. Для сжатия газа требуется много энергии, для этого требуется собственная специализированная инфраструктура, заправочные станции для сжатого газа чрезвычайно дороги в строительстве, а сжатый водород, ну, взрывоопасен, поэтому каждый заполненный им бак - потенциальная бомба.

Джонсон не хочет иметь с этим ничего общего. Итак, он пошел другим путем.Его система хранит водород, слабо связанный с металлами в виде «гидридов», в инертном жидком растворе без давления (~ 200 фунтов на квадратный дюйм).

Проблема с гидридами была двоякой: а) создание связи, достаточно слабой, чтобы ее можно было разорвать без излишней энергии, когда необходимо высвободить водород, и б) увеличение плотности энергии образующейся жидкости. (На сегодняшний день большинство гидридных жидкостей обладают меньшей энергетической плотностью, чем сжатый водород, и намного меньше ископаемого топлива. Они весят слишком много для той энергии, которую они обеспечивают.)

Джонсон думает, что решил обе проблемы. Он не раскрывает подробностей о задействованных гидридах, но у него достаточно высокое соотношение мощности к весу, чтобы побить литий-ионные батареи (которые очень тяжелые), и достаточно слабую гидридную связь, чтобы ее можно было разорвать, используя только перенаправляем отработанное тепло от двигателя (не требуется дополнительного тепла или давления).

Более того, он работает с командой над наноматериалами для гидридов и ожидает «огромного скачка» в соотношении мощности к весу в ближайшие годы; в конечном итоге, по его словам, он хочет, чтобы плотность энергии была конкурентоспособной с ископаемым топливом.

Эффективный электролиз плюс эффективное накопление гидридов означает, что в результате модернизации Hy-Tech будет создан автомобиль с нулевым уровнем выбросов (ZEV) со средней дальностью полета 300 миль, сравнимый с электромобилями высокого класса, но способный работать с любым существующим транспортным средством. Когда я посетил завод HyTech в Редмонде, Джонсон отвез меня на обед в гигантском пикапе Ford Raptor, работающем на водороде.

Ford Raptor, работающий на чистом водороде. HyTech Power

Есть два способа «заправить» автомобиль.Медленный способ - включить его на ночь, чтобы электролизер мог заполнить бак. Самый быстрый способ - заполнить его раствором гидрида, который можно получить на месте, дома или на заправочной станции, не имея ничего, кроме электролизера, немного дистиллированной воды и резервуара.

Инфраструктуры для поддержки такой быстрой дозаправки пока не существует, но это не похоже на сжатый водород под высоким давлением, подчеркивает Джонсон. Это не опасно; не производит токсичных побочных продуктов; он не требует множества государственных правил безопасности и правоприменения; Теоретически, на заправочных станциях «мама и папа» можно было бы довольно дешево запустить насос.

Несколько утопическое видение Джонсона состоит в том, что в конечном итоге в каждом доме и на предприятии будет электролизер и полный бак связанного водорода, который можно будет использовать либо для выработки электроэнергии для здания (подробнее об этом в третьем этапе), либо для топлива водородных транспортных средств.

По словам Джонсона, цель - оставить двигатели внутреннего сгорания, но «это все равно что бросить курить - каждый хочет остыть индейки». Этого просто не произойдет ". Модернизация существующих транспортных средств за небольшую часть стоимости нового автомобиля с нулевым уровнем выбросов позволит компании быстро начать сокращение транспортных выбросов.

Святой Грааль HyTech: долгосрочное и доступное хранилище энергии

Наконец, получив финансирование и капитализацию за счет продуктов для модернизации, HyTech приступит к производству аккумуляторов энергии. Его масштабируемое хранилище энергии (SES) предназначено для конкуренции с большими батареями, такими как Powerwall от Tesla, либо в качестве локального хранилища для домов и предприятий, либо в качестве хранилища масштаба сети, подключенного к крупным солнечным и ветряным электростанциям.

Идея хранения водородной энергии заключается в том, что когда-нибудь скоро будут регулярные периоды, когда ветер и солнце вырабатывают электроэнергию, значительно превышающую спрос. Эти излишки энергии будут стоить очень дешево - на самом деле, мы будем искать способы не тратить их зря.

Одна из все более популярных идей - «энергия в газ», то есть преобразование этой избыточной энергии в водород и его хранение. «Водород - это, вероятно, самое простое, что можно сделать, когда цены на электроэнергию низкие», - говорит Вебер.

Часть этого водорода может быть закачана в существующие газопроводы, что снижает углеродоемкость газа. Некоторые из них могут быть объединены с диоксидом углерода для создания другого жидкого топлива.И некоторые из них можно было бы напрямую преобразовать обратно в энергию с помощью топливных элементов. «Стационарное хранилище - это прекрасная потенциальная возможность для водородных топливных элементов», - говорит Леви Томпсон, директор Лаборатории технологий водородной энергетики Мичиганского университета.

Проблема, опять же, заключалась в том, что сквозная эффективность накопления водородной энергии на основе электролиза обычно была меньше половины, чем достигается литий-ионной батареей.

Некоторая плохая картина, иллюстрирующая накопление водородной энергии. Shutterstock

И снова Джонсон думает, что сломал его.

Вот как работает система SES HyTech: энергия поступает (в идеале от солнечных панелей или ветряных турбин) для запуска электролизера. Произведенный водород либо поступает в топливный элемент (да, Джонсон построил свой собственный), либо связывается в виде гидридов и хранится в резервуаре. Когда требуется энергия, гидридные связи разрываются с использованием отработанного тепла системы, высвобождая больше водорода для топливного элемента.

Избегая сжатия и обнаружив достаточно слабую гидридную связь, чтобы ее можно было разорвать отходящим теплом, Джонсон заметно повысил эффективность.Он еще больше повысил эффективность с помощью другой умной техники. В большинстве хранилищ водорода используются огромные электролизеры и топливные элементы, которые не могут точно масштабировать производство энергии в соответствии с потребностями. Джонсон построил свою систему по модулям: она содержит стопки небольших электролизеров и топливных элементов, которые можно вводить в эксплуатацию по одному по мере роста спроса. «Глупо просто», - говорит он с улыбкой.

Внешне SES работает как большая батарея, но есть отличия и компромиссы.

С другой стороны, несмотря на то, что он значительно увеличил сквозную эффективность по сравнению с водородными конкурентами, Джонсон все еще не совсем соответствовал эффективности батарей.Он говорит, что на данный момент эффективность SES составляет около 80 процентов. По крайней мере, когда они новые, традиционные свинцово-кислотные батареи составляют около 90 процентов, а литий-ионные батареи - около 98 процентов или выше, хотя все батареи со временем разрушаются. (Джонсон ожидает, что эффективность SES будет продолжать расти по мере разработки новых материалов для своих электролизеров и топливных элементов - он думает, что 85 или 90 процентов находятся в пределах досягаемости. )

С другой стороны, SES прослужит намного дольше, чем батарея, пройдя более 10 000 циклов зарядки и разрядки, по сравнению с примерно 1000 для литий-ионной батареи.Это приблизит срок ее службы к сроку службы типичной солнечной панели, что позволит более удобно соединять эти две батареи.

В отличие от аккумуляторов, которые нельзя полностью зарядить или разрядить из-за опасения ухудшения характеристик, SES может перейти от 100-процентной емкости до 0 и обратно без повреждений.

И когда он действительно изнашивается, в отличие от батарей, SES полностью подлежит переработке. Металлы плавятся, перетираются и используются повторно; вода перегоняется.

Лучше всего то, что раствор гидрида может храниться неограниченное время без обслуживания или потери потенциала.Его не нужно сжимать или охлаждать, как сжатый водород. Он не разлагается, как электрохимический заряд аккумуляторов. Гидриды можно хранить столько, сколько необходимо.

Это делает SES фантастическим кандидатом на долгосрочное хранение энергии, святым Граалем действительно устойчивой энергетической системы. Если бы электричество было дешевым и достаточно обильным, в принципе не было бы ограничений на количество резервной энергии, которую можно было бы накапливать.

Это также делает SES идеально подходящим для распределенной энергетической системы.Без движущихся частей, надежных компонентов, устойчивых к экстремальным температурам и погодным условиям, и возможности вторичной переработки на 98 процентов, это был бы чрезвычайно простой способ для любого, у кого есть несколько солнечных панелей, получить степень энергетической независимости. Это может быть особенным благом для удаленных, автономных сообществ.

Жутко горящий электролизер. HyTech Power

Какова бы ни была судьба HyTech, потребность в водороде приведет к инновациям.

Распределенная безуглеродная водородная экономика - это то, о чем размышляет Джонсон, когда дает себе время подумать.Но в наши дни перед нами стоит более неотложная задача: запустить HyTech.

Ни один из экспертов по водороду, с которым я разговаривал, не обнаружил каких-либо особых тревожных сигналов в технических заявлениях HyTech, но все они проявили с трудом завоеванный скептицизм "шоу-не-говори". В водородном мире произошло много новых событий. История усеяна трупами многообещающих стартапов, которые не смогли воплотить свои инновации в жизнеспособные рыночные продукты.

Тем не менее, Hytech, похоже, занимает хорошие позиции, имея надежную команду руководителей, некоторое раннее финансирование, положительные результаты испытаний, партнерские отношения с такими крупными игроками, как FedEx и Caterpillar, а также целевой рынок с продемонстрированным спросом на ее продукцию.Скорее всего, через год или два мы узнаем, удалось ли им это.

В любом случае, по мере того, как стремление к созданию устойчивой энергетической системы всерьез набирает силу, потребность в водороде будет только расти. Нам нужно топливо с нулевым выбросом углерода и нам нужно долгосрочное хранение энергии. Водород подходит обоим счетам.

Когда есть большая социальная потребность и деньги, люди становятся умными. Если Джонсон сможет достичь нескольких ступенчатых успехов в водородной технологии, совершая покупки в Интернете и возясь в своей лаборатории, скоро другие сделают то же самое.А по мере выхода продуктов на рынок масштабирование приведет к снижению затрат, как это произошло с ветровой и солнечной энергией.

Во многих отношениях доступный водород - это последняя часть головоломки устойчивой энергетики, энергоноситель, который может заполнить трещины в системе, работающей преимущественно на ветровой и солнечной энергии. На протяжении многих лет его несколько раз оставляли умирать, но, поскольку мир серьезно относится к декарбонизации, водород может наконец выиграть свой день на солнце.

Как превратить воду в топливо, построив самодельный кислородно-водородный генератор «Безумная наука :: WonderHowTo

Вот как создать сексуально выглядящий водотопливный генератор, который превратит вашу водопроводную воду в чрезвычайно мощный и чистый горящий газ!

Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы посмотреть это видео.

Генератор кислородного водорода, подобный этому, использует электричество от автомобильного аккумулятора для разделения воды на водород и кислород. Вместе они создают топливо, которое намного более мощное, чем бензин, и единственный выделяемый выброс - вода!

Для этого проекта вам понадобится нержавеющая сталь и некоторые фитинги из АБС-пластика. Я посетил местную производственную компанию, и у них не только было много металлолома на выбор, они даже были готовы помочь мне разрезать его до нестандартных размеров. Работа, которая заняла бы у меня часы с парой ножниц и ножовкой, с их оборудованием потребовалось всего несколько минут.

Я использовал нержавеющую сталь 20 калибра и с помощью их гидравлического перфоратора вырезал точные отверстия в верхней и нижней части пластин. Когда закончили, у меня было 12 пластин размером 3 x 6 дюймов, 4 пластины размером 1-1 / 2 x 6 дюймов и три 1-дюймовых соединительных ленты размером 6 дюймов, 4-1 / 2 дюйма и 3 1/4 дюйма. ". Ленточный шлифовальный станок использовался для сглаживания неровных краев вокруг отверстия.

Затем я наждачной бумагой с зернистостью 100 отшлифовал каждую пластину по диагонали.Вы можете увидеть узор «X», который я отшлифовал на обеих сторонах пластин. Это увеличивает площадь поверхности пластины и помогает производить больше газа.

Пластины соединяются в этой конфигурации с помощью пластиковых стержней, пластиковых шайб и гаек из нержавеющей стали для обеспечения надлежащих электрических соединений. Затем наверху с помощью нескольких болтов из нержавеющей стали была прикреплена 4-дюймовая заглушка для чистки из АБС-пластика.

Я прикрепил поворотное колено к верхней части крышки, и главный генератор готов.Теперь сделаем тело.

Корпус изготовлен из двух 4-дюймовых переходников для очистки из АБС-пластика с перевернутой 4-дюймовой заглушкой, вклеенной в дно. Трубка из акрила или АБС диаметром 4 дюйма делает корпус, а пластины генератора и крышка привинчиваются к верхней части. Барботер для воды изготавливается аналогичным образом, но его необходимо закреплять сбоку.

Зажимы сделаны из лома акрила. или трубку из АБС-пластика и приклеенную к боковой стороне корпуса

К верхнему колену добавлена ​​трубка из полимера и односторонний обратный клапан, чтобы клапан пропускал газ, но не входил обратно.

Электролит - дистиллированная вода и около 2-4 чайных ложек КОН (гидроксид калия). Также можно использовать соль или пищевую соду, но со временем они могут загрязнить тарелки.

В барботер добавляют воду, затем снова закрывают колпачок и подсоединяют полиэтиленовые трубки. Пришло время проверить это с помощью автомобильного аккумулятора на 12 В и нескольких соединительных кабелей. Газ образуется, и я собрал его в небольшую бутылку с водой для тестирования.

Газ горит так быстро, что почти взрывоопасен, и баллон летит по улице.Топливо снова превращается в воду, и это хорошо для окружающей среды.

Вода, уже находящаяся в этой системе, должна быть способна производить несколько тысяч литров топлива. Чтобы наполнить его, просто добавьте еще воды!

Вы еще не видели видео? Вы все еще можете увидеть это здесь!

Если вам нравится этот проект, возможно, вам понравятся некоторые из моих. Посмотрите их на www.thekingofrandom.com

.

Как работает генератор водорода?

Генератор водорода использует протонообменную мембрану (PEM) для производства газообразного водорода высокой чистоты из воды.Ячейка PEM была первоначально разработана НАСА и широко используется в промышленных и лабораторных приложениях.

Производство газообразного водорода

Водород - самый распространенный элемент во Вселенной, хотя в газообразном состоянии он не встречается на Земле в природе и должен производиться. В промышленности H 2 (g) производится в больших масштабах с помощью процесса, называемого паровым риформингом, для отделения атомов углерода и водорода от углеводородного топлива. Водород используется в лаборатории для различных лабораторных применений, таких как газовая хроматография (ГХ) в качестве топлива или газа-носителя и ICP-MS в качестве газа для столкновений, в химической промышленности для синтеза аммиака, циклогексана и метанола, а также в пищевой промышленности для гидрирование масел с образованием жиров.

Значительные исследования и разработки предоставили более безопасные, экологичные, более эффективные и экономичные средства производства газообразного водорода по запросу для лабораторных, производственных и промышленных применений. Безопасность повысилась настолько, что в настоящее время газообразный водород используется в некоторых транспортных средствах в качестве чистого «экологически чистого» топлива, при этом газ вырабатывается из воды, а побочным продуктом его сгорания является вода.

В этой статье даются ответы на несколько вопросов по охране труда и здоровья, собранные из мировых лабораторий здравоохранения, окружающей среды, промышленности, тестирования, медицинских и исследовательских лабораторий относительно безопасного использования генераторов водорода на рабочем месте.

Улучшите свою лабораторию с помощью генератора водорода

Как работает водородный генератор?

Электролиз воды - лучший метод получения газообразного водорода высокой чистоты по запросу. Наиболее важным элементом генератора является ячейка электролизера, в которой протекает реакция электролиза. Ячейка состоит из двух электродов (анода и катода), разделенных ионообменной мембраной. Для производства водорода высшей степени чистоты до 99.Чистота 9995%, на электродах используется платиновый катализатор.

Когда на электроды ячейки электролизера подается постоянное напряжение, происходят следующие реакции: -

Иллюстрация электролиза в ячейке PEM

На аноде (положительно заряженный электрод) молекулы воды теряют два электрона, образуя молекулу кислорода и четыре иона водорода.

Анод 2H 2 O - 4e = O 2 + 4 H +

Кислород, который образуется в этой половине реакции, безопасно сбрасывается в атмосферу через заднюю часть генератора.Образовавшиеся четыре иона водорода проходят через ионообменную мембрану (притягиваются отрицательно заряженным катодом) и собирают четыре электрона, превращая их в две молекулы водорода.

Катод 4H + + 4e = 2H 2

Образующийся водород отделяется от кислорода ионообменной мембраной, непроницаемой для молекулярного кислорода.

Генераторы водородного газа - это безопасная, удобная и обычно более экономичная альтернатива использованию баллонов высокого давления H 2 .Генератор водорода будет обеспечивать водород постоянной чистоты, исключая риск изменения качества газа, что может повлиять на результаты анализа.

Генератор также производит газ по запросу круглосуточно, а это значит, что вам не нужно беспокоиться о том, что газ закончится в неподходящий момент. Водородный генератор освободит больше вашего времени, поскольку вам не нужно будет тратить время на заказ и замену баллонов для замены.

Водородный генератор является экологически чистой альтернативой баллонам, поскольку после его установки генератору не нужно будет покидать лабораторию, обеспечивая газ для лабораторных применений, при этом все техническое обслуживание проводится в лаборатории.Генератор также снижает углеродный след вашей лаборатории, поскольку нет необходимости в грузовиках для доставки запасных баллонов и удаления пустых баллонов.

Газ-носитель водорода

Многие лаборатории теперь переходят на водород в качестве газа-носителя в качестве альтернативы гелию , , который на растет в цене на из года в год. Использование водорода-газа-носителя может сократить среднее время анализа, увеличивая пропускную способность пробы, поскольку водород имеет вязкость, которая примерно вдвое меньше, чем у гелия.Многие лаборатории могут рассчитывать вдвое сократить время анализа, если перейдут на водородный газ-носитель.

Использование расходных материалов, таких как колонки, также может быть сокращено при использовании газообразного водорода из-за более низкой температуры элюирования продуктов, что означает, что можно использовать более низкие температуры печи, а в ГХ-МС частота очистки источника ионов может быть значительно снижена при использовании водородного газа-носителя, потому что водород постоянно очищает компоненты ионного источника, что сокращает время простоя.

Многие приложения могут использовать водород в качестве альтернативы газу-носителю гелию, например, Анализ FAMEs в пищевых продуктах, Подробный анализ углеводородов (DHA), и SIMDIST в нефти и газе, а также такие методы, как EPA 8270 для анализа окружающей среды.Подробная информация о ключевых шагах по замене газа-носителя изложена в , здесь .


Как я могу перейти с цилиндров на генератор с ограниченным временем простоя?

Переключение обычно происходит без проблем. Если вы переключаетесь с баллонов с водородом на генератор, существующие трубки можно отсоединить от баллона и подсоединить к генератору с помощью фитингов SwageLok. Если вы переходите с гелия на водород , всегда следует использовать новые трубки.

Безопасен ли водородный генератор?

Пиковый водородный генератор хранит менее 300 куб. См газа по сравнению с баллонами, в которых хранится до 9000 л при чрезвычайно высоком давлении (~ 2000–3000 фунтов на квадратный дюйм).Генераторы пикового водородного газа серии производят газ по запросу, что означает, что газовый хроматограф (ГХ) производит только необходимое количество газа при регулируемом потоке (макс. 0,5 л) и давлении (макс. 120 фунтов на кв. Дюйм).

Насколько безопасен генератор?

A Peak Precision H 2 Газогенератор оснащен непрерывной внутренней и внешней проверкой утечек в дополнение к функции автоматического отключения.

  • Полная диагностическая проверка при запуске.
  • Постоянная проверка герметичности по давлению во время работы.
  • Автоматическое отключение путем изоляции ячейки поколения h3
  • Звуковая и визуальная сигнализация
  • Принудительная вентиляция по всему генератору
  • Низкое содержание водорода в системе (<0,3 л макс.)

В случае внутренней утечки генератор прекратит добычу газа и предупредит персонал лаборатории через сенсорный экран HMI, который подаст предупреждение, а также звуковой сигнал. Если есть утечка за пределами генератора или его мощность превышена в течение 20 минут, генератор отключится, чтобы предотвратить накопление газообразного водорода в лабораторных условиях или в приборе.Система также отключится, если внутреннее давление превысит 120 фунтов на квадратный дюйм.

Генераторы водородного газа устраняют риски безопасности, связанные с работой с баллонами высокого давления. Наслаждайтесь беспроблемным ГХ-анализом без необходимости менять резервуары и без простоев.

Наши сотрудники службы безопасности обеспокоены скоплением газа H

2 и взрывом в лаборатории. Возможно ли это с газогенератором H 2 ?

Водород воспламеняется при содержании в воздухе от 4,1% до 78%. Например, лаборатория размером 5 м х 4 м х 2.5 м имеют объем 50 000 л. Для достижения нижнего взрывоопасного уровня (НПВ) 4,1% газообразного водорода нам потребуется 2050 л газообразного водорода, выпущенного в это лабораторное пространство за 1 мгновение.

Газовый баллон H 2 среднего размера «G» содержит 9000 л газа. В случае утечки в баллоне для достижения нижнего предела взрываемости в этой лаборатории потребуется только 25% от его общего объема.

Генератор Peak Precision Hydrogen Trace 500cc производит 0,5 л в минуту. Чтобы достичь нижнего предела взрываемости с помощью этого газогенератора, он должен находиться в полностью закрытом помещении, не подключаться к ГХ / приложению, иметь серьезную утечку и полностью отказываться от всех функций безопасности. Даже в этом крайне маловероятном сценарии генератору потребуется проработать 67 часов (~ 3 дня), чтобы достичь нижнего предела взрываемости.

Проводились ли какие-либо испытания для оценки безопасности генераторов водорода?

Генераторы водорода

Peak имеют маркировку CE и CSA и прошли внешние испытания в соответствии со стандартами IEC для лабораторного использования и требованиями безопасности на остаточную опасность взрыва. Оценка проводилась при наихудшем сценарии путем испытаний на разбавление и неработающего вентилятора.Испытания показали, что опасности взрыва не существует, поскольку нижний предел взрываемости, равный 4,1% водорода, не был достигнут в наихудших условиях как внутри, так и снаружи генератора.

Где мне установить генератор?

Генератор можно безопасно разместить в лаборатории на столе, на полу или под автоматическим пробоотборником ГХ. Многослойная конструкция линейки Peak Precision позволяет размещать генераторы рядом с ГХ или другими устройствами. Генератор для работы должен располагаться на ровной ровной поверхности.

Газогенератор Peak Precision в лаборатории

Блок газогенераторов серии Precision в масштабе

Могу я поставить генератор в шкаф?

Вокруг генератора должен поддерживаться адекватный воздушный поток, чтобы система вентиляции работала эффективно. Если генератор хранится в замкнутом пространстве, окружающая среда должна контролироваться с помощью кондиционера или вытяжного вентилятора. Необходимо предусмотреть возможность изменения объема воздуха в помещении 5 раз в час.

Задняя часть генератора при работе нагревается на ощупь - рекомендуется минимальный зазор 15 см (6 дюймов) от других тел.

Вентиляционные отверстия не должны быть закрыты или подключены к какому-либо приложению. В генератор встроен безопасный принудительный отвод отработавших газов для предотвращения любого внутреннего газа или повышения давления.

Могу ли я разместить генератор вне лаборатории?

Это возможно при соблюдении рекомендуемых условий окружающей среды, необходимых для нормальной работы.Уменьшение длины трубопроводов снизит расходы, если они еще не установлены, и риск любых потенциальных утечек в трубопроводе останется незамеченным, что повысит безопасность установки. По возможности генератор следует размещать рядом или близко (<10 м) от ГХ / приложения.

Нужно ли вентилировать мои ГХ?

Если заказчик желает использовать вытяжной вентилятор или соединить трубку между выхлопом генератора и вытяжным шкафом, это возможно, но водород, выпущенный из ГХ, будет быстро рассеиваться в воздухе и не представляет опасности для лаборатории. персонал или окружающая среда.Если к выпускным отверстиям генератора прикреплены трубки, очень важно часто контролировать это, поскольку любые перегибы могут вызвать скопление газа и вызвать дополнительные проблемы для здоровья и безопасности. Нижний предел взрываемости (НПВ) водорода составляет 4,1%, и показано, что он не достигается газогенератором Peak. Большая часть лабораторной среды не будет полностью герметичной, с кондиционированием воздуха, допускающим движение воздуха. Если у вас есть какие-либо вопросы, Peak предлагает бесплатные оценки объекта, опросы по установке и демонстрации.

Нужны ли мне датчики водорода в лаборатории или печи ГХ?

В лаборатории количество водорода, произведенного / выброшенного в лабораторию, недостаточно для накопления и достижения LEL водорода. Риск значительного скопления газа в термостате ГХ также чрезвычайно низок, поскольку предусмотрены как функция аварийного отключения генератора водорода для защиты от утечек, так и функция аварийного отключения на входе в ГХ.

Если ваша лаборатория, правительство штата или бизнес-политика требует регулирования, датчиков или мониторинга, Peak может предложить датчики мониторинга как в помещении, так и в печи ГХ для полного спокойствия.

Звучит технически: Насколько сложно обслуживать генераторы газообразного водорода?

Техническое обслуживание очень простое, экономичное и не требует регулярного технического обслуживания инженера. Просто наполняйте резервуар деионизированной воды еженедельно. Профилактическое обслуживание (PM) требуется два раза в год - требуется замена картриджа деионизатора.

Peak также предлагает обучение пользователей, учебные пособия по Skype, PowerPoints, подробные руководства пользователя, круглосуточную техническую поддержку по телефону и поддержку на местах. Нажмите здесь , чтобы связаться.

Сколько ГХ может обеспечить один водородный генератор?

Как правило, 100 куб.см обеспечит два детектора ПИД. Конечно, требуемый генератор будет зависеть от расхода, типа газа-носителя, колонки, других детекторов и уникальных методов.

Ваш калькулятор потребности в газе можно найти здесь .

Или , свяжитесь с нами для консультации.

ROI - действительно ли это будет рентабельно?

Расчет затрат на газ, доставку, аренду баллонов, время простоя персонала, администрирование, меры по охране труда и обучение, окупаемость инвестиций обычно составляет от 9 до 15 месяцев.

Каковы преимущества генераторов водорода перед баллонами?

  • Более низкое давление = безопаснее (1-100 фунтов на кв. Дюйм на выходе)
  • Регулируемый поток поддерживает безопасный уровень водорода (до 500 куб. См на выходе)
  • Встроенные датчики утечки и функция автоматического отключения.
  • Производство по запросу = минимальное хранилище.
  • После установки - перемещать не нужно
  • Все техобслуживание проводится в лаборатории
  • Круглосуточная работа - нет необходимости контролировать поставку
  • Сократите расходы и админ - никаких повторных заказов на газ
  • Снижение выбросов углекислого газа - более экологичный вариант для вашей лаборатории

Сложно ли установить водородный генератор?

Вовсе нет.Просто снимите упаковку, подключите внешнюю бутылку с деионизированной водой с защитой от ультрафиолетового излучения (на той же высоте или ниже генератора), подключите к электросети (10 А) и дайте ей нагреться до комнатной температуры. Подключайтесь к вашему ГХ с помощью предварительно очищенной (очищенной газом) трубы из меди или нержавеющей стали 1/8 дюйма.

Какой трубопровод мне нужен?

Подача газообразного водорода должна осуществляться через трубки из нержавеющей стали или меди аналитического качества с использованием компрессионных фитингов Swagelok. Важно заменить трубку, которая ранее использовалась для подачи гелия в ГХ, так как со временем на внутренней стороне трубки могут накапливаться отложения, которые водород будет переносить в приложение, вызывая более высокий фоновый сигнал в течение более длительного периода времени. .

Для любых соединений рекомендуется использовать компрессионные фитинги Swagelok для соединения труб из меди или нержавеющей стали. Никогда не следует использовать химическое соединение (например, Loctite), сварку или клеи, поскольку это может привести к попаданию летучих органических соединений (ЛОС) в подачу газа, что может повлиять на результаты.

Если длина линии превышает 3 м, может потребоваться использование трубопровода с 1/4 дюйма, уменьшенного до 1/8 дюйма, для питания каждого ГХ. Это значительно увеличивает объем и может усложнить установку.

Для линий длиной> 10 м между генератором и ГХ - проконсультируйтесь с Peak или специалистами по монтажу.

Какую воду можно использовать для водородного генератора?

Peak рекомендует деионизированную воду (DI) с удельным сопротивлением> 1 МОм / чистотой проводимости <1 мкСм или лучше. Если на вашем предприятии есть вода MilliQTM, это предпочтительнее. Пик не рекомендует подключать генератор к постоянной подаче деионизированной воды.

Для получения дополнительных технических, сервисных или консультационных услуг на месте:
Обратитесь в местную службу технической поддержки

Получите цитату сегодня

Как работают автомобили на водородных топливных элементах?

При преобразовании газообразного водорода в электричество в качестве побочного продукта образуется только вода и тепло. Это означает, что автомобили на топливных элементах не загрязняют выхлопные трубы, когда они находятся в движении. Производство водорода само по себе может привести к загрязнению, включая выбросы парниковых газов, но даже когда топливо поступает из одного из самых грязных источников водорода, природного газа, современные легковые и грузовые автомобили с топливными элементами ранних моделей могут сократить выбросы более чем на 30 процентов по сравнению с их бензиновые аналоги. Будущие стандарты возобновляемого топлива, такие как требования, действующие в настоящее время в Калифорнии, могут сделать водород еще чище.

Поскольку автомобили на топливных элементах только начинают выходить на рынок США, заинтересованные водители должны убедиться, что они живут рядом с водородными заправками.

Характеристики водородного топливного элемента

Автомобили, работающие на водородных топливных элементах, сочетают в себе запас хода и заправку обычных автомобилей с преимуществами для отдыха и окружающей среды от езды на электричестве.

Заправка автомобиля на топливных элементах сравнима с заправкой обычного автомобиля или грузовика; водород под давлением продается на станциях заправки водородом, для заправки существующих моделей требуется менее 10 минут. Некоторые договоры аренды могут полностью покрывать стоимость заправки. После заполнения запасы хода автомобиля на топливных элементах различаются, но аналогичны диапазонам автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем (200–300 миль).По сравнению с аккумуляторными электромобилями, которые заряжают свои батареи путем подключения к электросети, сочетание быстрой централизованной дозаправки и увеличенного запаса хода делает топливные элементы особенно подходящими для больших транспортных средств, требующих больших расстояний, или для водителей, у которых нет доступа к подключению к электросети. дома.

Как и другие электромобили, автомобили и грузовики на топливных элементах могут использовать режим холостого хода, при котором топливный элемент отключается при появлении знаков остановки или в движении. В некоторых режимах движения рекуперативное торможение используется для улавливания потерянной энергии и зарядки аккумулятора.

Различия между автомобилями на топливных элементах и ​​другими электромобилями

Аккумуляторные электромобили работают от электродвигателя и аккумулятора. Это обеспечивает им повышенную эффективность и, как автомобили на топливных элементах, позволяет им ездить без выбросов, когда электричество поступает из возобновляемых источников. В отличие от автомобилей и грузовиков на топливных элементах, электромобили с аккумуляторными батареями могут использовать существующую инфраструктуру для подзарядки, но должны быть подключены к сети на длительное время. Узнайте больше о том, как работает электрика аккумуляторной батареи.

Подключаемые гибридные электромобили похожи на аккумуляторные электромобили, но также имеют обычный бензиновый или дизельный двигатель. Это позволяет им ездить на короткие расстояния только на электричестве, а в дальних поездках переходить на жидкое топливо. Хотя гибриды с подзарядкой от электросети и не такие чистые, как электромобили или автомобили на топливных элементах, они производят значительно меньше загрязнения, чем их обычные аналоги. Узнайте больше о том, как работают подключаемые автомобили.

Обычные гибриды также имеют обычные двигатели, электродвигатель и аккумулятор, но не могут быть подключены к электросети.Несмотря на то, что они чище, чем обычные легковые и грузовые автомобили, гибриды без подключаемых модулей получают всю свою энергию от бензина и дизельного топлива и не считаются электромобилями. Узнайте больше о том, как работают гибриды.

Узнайте больше о технологии электромобилей здесь, в том числе о ее потенциале в качестве общенационального решения для экономии масла.

Водородное топливо набирает обороты, но вот почему оно не стало массовым • Журнал Trojan Family

Водородное топливо, которое запускает ракеты НАСА в космос и обеспечивает электроэнергией через топливные элементы, дает только один продукт отходов: воду, настолько чистую, что экипаж астронавтов может ее пить.

Здесь, на Земле, первые автомобили, работающие на водородных топливных элементах, появятся на рынке в 2015 году, обещая более чистый воздух и более здоровую планету. Но если вы еще не видели его на дороге, вы не одиноки. В США их меньше 7000. Так почему же водород не стал популярной альтернативой бензиновым двигателям?

Пол Ронни, профессор аэрокосмической и механической инженерии Университета Калифорнии в Витерби, изучающий горение и движение, говорит, что водород имеет некоторые препятствия, в том числе эффективность и стоимость.Он изучает, что нужно, чтобы преодолеть некоторые из них. Здесь он рассказывает о роли водорода в области альтернативных видов топлива.

Какие преимущества предлагают автомобили на водородных топливных элементах?

Они не выделяют парниковые газы из выхлопной трубы, поэтому могут уменьшить загрязнение в городских районах с плохой циркуляцией воздуха, таких как Южная Калифорния в США и многие крупные города Индии и Китая.

Автомобили, работающие на водороде, кажутся безупречно чистыми. Почему мы все не ведем их?

Чистого водорода на Земле практически нет, потому что он очень реактивный. Большая часть водорода производится из метана [природного газа] в процессе производства двуокиси углерода и других парниковых газов. Водород также можно получить из воды с помощью электролиза, но для этого требуется электроэнергия. Чтобы добиться этого, мы вернемся к сжиганию ископаемого топлива.

Можно ли производить водород без образования парниковых газов?

Солнечное электричество можно использовать для разделения воды на водород и кислород с помощью электролиза. Поскольку солнечная энергия обеспечивает лишь часть всей электроэнергии, вырабатываемой в США.S., использование солнечной электроэнергии для производства водорода не снижает выбросы парниковых газов. Это может измениться, если в будущем будет наращиваться производство электроэнергии на основе солнечной энергии.

Чистота водорода зависит от энергии, используемой для его производства. Есть ли другие ограничения?

Водород в транспортных средствах должен сжиматься в дорогих резервуарах высокого давления, для чего, как вы уже догадались, требуется энергия. Современные водородные автомобили используют топливные элементы для преобразования химической энергии в энергию. Топливные элементы очень дороги, потому что они сложны и требуют дорогих материалов, таких как платина.

Можем ли мы это обойти?

Топливные элементы привлекательны тем, что теоретически преодолевают ограничения эффективности, связанные с традиционными двигателями внутреннего сгорания. Думайте о потраченной впустую энергии как о тепле и шумах в традиционном автомобиле. В то время как многие ученые изучают способы сделать более дешевые топливные элементы, в моем исследовании используется другой подход: повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания, использующих водород.

Каковы преимущества сжигания водорода?

Прежде всего, двигатели внутреннего сгорания дешевы в изготовлении и могут быть легко модифицированы для работы на водороде.Как и в случае с топливными элементами, основными отходами являются вода, а не двуокись углерода. Кроме того, в отличие от бензина, водород хорошо сгорает в «условиях обеднения топлива», когда кислорода намного больше, чем топлива. Это хорошо для экономии топлива, а также значительно снижает выбросы оксидов азота.

Как насчет использования водорода в стационарных установках?

Транспортному сектору было поручено нести основную ответственность за сокращение выбросов парниковых газов, хотя его вклад составляет лишь треть.Если мы серьезно настроены противодействовать изменению климата, нам необходимо также отказаться от ископаемого топлива в неавтомобильных приложениях. Идея прокачки водорода в дома или на предприятия кажется надуманной, но это возможно. Существующая инфраструктура сжиженного природного газа может быть модифицирована для использования водорода. Воспламеняемость водорода представляет собой проблему с точки зрения безопасности, но при правильных мерах предосторожности эти опасения можно уменьшить - электричество опасно, но мы все его используем.

Наука и технологииСоциологическое влияниеАэрокосмическая промышленность и машиностроениеЭнергетикаОкружающая средаУстойчивое развитие Транспорт

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *