Электролизер своими руками принцип работы, порядок создания

Водородные автомобили ТОП-7 моделей на 2019 год Autogeek

24.06.2019, 17:52 16.2k Перегляди

Альтернативные источники энергии – один из лучших способов сохранить окружающую среду, загрязняемую продуктами сгорания бензина, дизтоплива и даже метана или пропана.

Водород в этом плане безопаснее. Но автомобильные концерны не спешат переходить на выпуск транспорта с водородными топливными элементами (FCEV).

FCEV – fuel cell electric vehicles – это электромобиль на топливных ячейках (элементах). В таком автомобиле используется топливный элемент вместо батареи или в сочетании с батареей или суперконденсатором для питания его бортового электродвигателя.

Для этого есть немало причин – цены, неразвитая инфраструктура, опасность производства топлива для окружающей среды.

Хотя водородные автомобили уже существуют – почти все модели только в виде концепта, и только некоторые выпускаются серийно.

Особенности заправки водородом

Работающие на водородном топливе авто заправлять сложнее, чем привычный транспорт. Заправка выполняется газом в сжатом или сжиженном состоянии.

При этом водород уменьшается в объёме почти в 850 раз, температура в жидком виде достигает –259°C, а давление газа – 350 или 700 атмосфер.

На большинстве заправок топливо продаётся в газообразном состоянии. Жидкость встречается только на 10% станций. Использующих её машин тоже немного, включая выпускавшуюся в 2007-2008 годах модель BMW HydroGen 7 и авто HydroGen3 от GM с баками для газообразного и жидкого водорода.

Время заправки водородным топливом составляет около 5 минут. Примерно столько же тратится на заполнение полного бака бензинового транспорта. Современные технологии позволяют уменьшить это время до 3 минут – быстрее, чем придётся ждать на заполнение баллона с природным газом.

Работа установок по генерации водорода

Водородные заправочные станции (ВЗС) могут быть мобильными, стационарными и домашними. Первый вид предназначен для заправки автомобилей в местах без подходящей инфраструктуры.

Стационарные заправки обычно принадлежат крупным компаниям и продают водородное топливо автомобилистам. Большая часть таких станций находится в Канаде и США, Китае, Японии и Германии.

Домашняя заправка – комплект оборудования для частного использования. Производит до 1000 кг чистого водорода в год – достаточно для ежедневной заправки 1-5 автомобилей. Газ производится методом гидролиза воды в ночное время, чтобы не создавать резких скачков напряжения в электросети.

По объёмам выпускаемой продукции стационарные станции делят на три типа:

  • малые, выпускающие до 20 кг водорода в сутки (хватит на заправку 5-10 автомобилей);
  • средние, обеспечивающие ежедневную заправку 250 легковых авто или 25 грузовых – норма выработки от 50 до 1250 кг в день;
  • промышленные – заправляют больше 500 авто в сутки, предоставляя от 2500 кг газа.

В конструкцию водородной заправки входит электролизёр, системы очистки и хранения водорода, компрессор (если топливо находится в газообразном состоянии) и диспенсер, обеспечивающий раздачу водорода потребителям. Причём, на малых и средних станциях газ может выпускаться как с помощью электролиза воды, так и за счёт каталитического риформинга углеводородов – процесса, проводимого при температуре около 500 градусов и давлении до 4 МПа.

Сколько будет стоить заправка для водородных авто

Рыночная стоимость водорода в Европе сейчас составляет около 9 евро за килограмм, что соответствует примерно 45 евро для полного бака автомобиля Toyota Mirai . При запасе хода в 500 км сумма получается на уровне 9 евро на 100 км. Если учитывать, что стоимость бензина на европейских заправках около 1,3-1,35 евро, потребление водородного авто примерно соответствует среднему расходу седана с бензиновым мотором 1,5-2 литра в комбинированном режиме.

С одной стороны, это не много – но только, если не сравнивать с электромобилями. При использовании электродвигателей владелец автомобиля Tesla Model S или Toyota Prius потратит около 2,5 евро на то же стокилометровое расстояние. Поэтому, пока цена на водород для автомобилей не снизилась хотя бы до 25-30 евро за полный бак, преимущество останется за электрокарами.

Есть ли будущее у водородных авто

Машины, работающие на водородном топливе, не выделяют в воздух углекислого газа, а, значит, не вредят окружающей среде и не способствуют глобальному потеплению.

Это преимущество – серьёзный повод для перехода на этот газ, но не единственный.

Есть у водородных авто и другие плюсы:

  • Бесшумная работа. В отличие от ДВС, водородные двигатели практически не создают шума.
  • Высокий крутящий момент в самом начале движения. Причина – использование в конструкции таких автомобилей только электрических моторов.
  • Большой рабочий диапазон. 1 грамм водорода позволяет получить втрое больше энергии по сравнению с 1 г бензина.
  • Быстрая заправка. Новые технологии позволяют залить бак с водородом быстрее, чем будет заряжаться любой электромобиль, и почти так же быстро, как заливается бензин.
  • Запас хода до 500-600 км, превышающий показатели большинства электромобилей. Конечно, с бензиновыми авто эта цифра не сравнится – но разница не такая большая. У многих работающих на бензине машин дальность поездки с полным баком не превышает 800-900 км.
Читайте также:  Снять Ручку Кпп Форд Фокус 2 Рестайлинг ~

Среди серьёзных минусов отмечают, что водородное топливо пока слишком дорогое по сравнению с электричеством.

Даже, если сравнивать его с бензином (цена 1 км пути почти одинакова), стоит уделить внимание высокой стоимости водородных автомобилей. Переплачивая за электрокар, можно рассчитывать на экономию в будущем – переплата за машину с водородным двигателем не окупится.

Внимание! Среди других минусов водорода стоит отметить его взрывоопасность, необходимость хранения в специальных баллонах, уменьшающих внутреннее пространство багажного отделения, и вредное влияние газа на металлические части цилиндропоршневой группы. Усиливая конструкцию автомобиля, производители сделают машины с водородными двигателями ещё дороже. Ещё один важный момент, влияющий на распространённость автомобилей FCEV – неразвитая инфраструктура заправок.

С одной стороны, причин для отказа от водородного топлива в качестве конкурирующего с электричеством варианта, достаточно.

С другой – проблему с заправками уже решают правительства разных стран – Китая, Японии, Германии.

Так, в КНР к 2030 году планируется установить больше 1000 водородных станций, число японских ВЗС превысило сотню, немецких – 50.

Интерес к развитию технологии проявили такие известные производители как VW, GM, Daimler AG и BMW. Когда заправок будет больше, водородный транспорт станет серийным, популярность FCEV может увеличиться.

Реальные водородные авто – ТОП-7 моделей

Серийного транспорта с водородными двигателями почти нет. Но в списках продукции нескольких автопроизводителей можно найти несколько машин, которые выпускались в количестве больше 1-2 выставочных экземпляров.

Цена на них не способствует повышению спроса, но у каждого авто есть свои впечатляющие особенности – от большого запаса хода до приличной динамики.

Toyota Mirai

Модель известной японской марки создана после десятков лет разработок. Компания «Тойота» занималась технологией больше 23 лет, после чего выпустила автомобиль Mirai сначала на японский ,а затем на американский рынок.

В Калифорнии в течение 2015 года было продано 836 машин, а до конца года бренд рассчитывает увеличить общее число продаж до 30 тыс. экземпляров. Запас хода авто – до 500 км, максимальная скорость – 178 км/ч.

На автомобиле установлен фронтальный радар, а бортовая система распознаёт препятствия и автоматически включает тормоза. Ещё одна система помощи водителю контролирует полосу движения, подавая водителю сигнал при смещении в сторону.

Для управления навигацией и контроля микроклимата в салоне автомобиля установлено два сенсорных экрана.

Honda Clarity

Первые продажи автомобиля FCX Clarity ещё одного известного автоконцерна Honda были отмечены в 2016 году.

Машина способна проехать до 600 км – это максимум для такого транспорта и больше, чем у любого электрического авто в нормальном режиме езды. Притом, что заряжается водородная модель всего за 5 минут.

Купить машину можно было в конце 2000-х годов в японских и калифорнийских салонах – именно в этом штате крупнейшая в мире инфраструктура для такого транспорта.

Продажи автомобиля продолжались до 2014 года, после чего компания заявила о выходе ещё одной версии – Clarity Fuel Cell.

Заявленная стоимость модели – почти 8 миллионов иен ($72 тысячи), на 5% выше, чем у главного конкурента, модели Toyota Mirai. На одной заправке водородным топливом под давлением 700 атм. машина сможет проехать до 650-700 км.

Размеры машины позволяют ей быть пятиместной, а не четырёхместной, как у «Тойоты». Мощность мотора – 177 л.с., а спрятанных под передними сиденьями топливных элементов – 100 кВт.

Ford Airstream

Автомобиль Ford Airstream – разработанная в 2007 году концепция гибридного авто – с электромотором и водородными элементами.

Впервые представили её в Детройте, а базой для разработки послужила разработка HySeries Drive. Кроме водородных топливных элементов машина использует для движения Li-Ion батареи. Аккумуляторы могут заряжаться от работающего на водороде двигателя.

Работая на электричестве, машина проезжает до 40 км – это примерно 40% общей мощности АКБ. После этого включается мотор на водороде.

Максимальная скорость транспортного средства – 135 км/ч, в баке помещается до 4,5 кг водородного топлива под давлением 350 атм. Таких показателей достаточно для того чтобы проехать без заправки до 485 км пробега.

Mercedes-Benz GLC F-CELL

Компания Mercedes-Benz разработала машину GLC F-Cell , разработчики которой утверждают о возможности проехать до 50 км на электричестве и до 500 км – на водородном топливе. Бак для водорода заполняется в течение 3 минут.

Автомобиль поступил в продажу в 2017 году и стал первым серийным транспортным средством, в котором есть и водородные топливные элементы, и возможность зарядки от электрической розетки.

Покупателями только что сошедших с конвейера авто стали несколько немецких министерств, фирмы H2 Mobility и NOW, железнодорожная компания Deutsche Bahn, администрации городов Гамбург и Штутгарт.

Автомобиль имеет 211-сильный двигатель и баллоны, в которых вмещается 4,4 кг водородного топлива. Этого хватает на 430 км пробега, а ещё 51 км машина может проехать на аккумуляторе.

Водителю доступно три режима – гибридный, для оптимального распределения энергии между двумя источниками, F-Cell – для работы только с водородом и Charge, позволяющий аккумулятору заряжаться во время движения.

Предполагается, что машина будет использоваться в качестве обычного электрокара на небольших расстояниях, и как авто на водородном топливе при поездках на значительные дистанции.

Pininfarina H2 Speed

Водородный автомобиль Pininfarina создан одноимённой итальянской компанией, занимающейся разработками дизайна спорткаров.

Модель получилась близкой к гоночным – например, до 100 км/ч она разгоняется за 3,4 секунды. Максимальная скорость – 299 км/ч, запасы водорода в баке – 6,1 кг.

Транспортное средство получило систему рекуперативного торможения и контроля тяги. Стоит оно целых 2,5 миллиона долларов, поэтому отсутствие Pininfarina H2 Speed в продаже нельзя назвать серьёзной проблемой – купить бы её смогли немногие. Кроме двигателя, работающего на водороде, авто комплектуется аккумулятором на 20 А-ч и электромоторами общей мощностью 370 кВт.

Читайте также:  Шины Кама на Газель зимние, всесезонные, евро

BMW Hydrogen 7

Машина, работающая на жидком водороде и бензине. Транспортное средство создано на базе популярной BMW «семёрки», но получило не только бензобак на 74 литра и водородный баллон на 8 кг. Максимальный пробег на водороде – 480 км, на бензине – 300 км.

Машина переключается на другой вид топлива автоматически, хотя предпочтение отдаётся именно водородным элементам. Мощность транспортного средства при работе на водороде – 228 л.с., на бензине – 260 л.с. Скорость транспорта – 229 км/ч, разгон до сотни выполняется всего за 9,5 секунд.

Hyundai Nexo

Компания Хендай одна из первых занялась продажами серийных авто на водороде.

Хотя о массовых продажах модели Nexo говорить не приходится – она предназначена только для определённых рынков и выпускается в ограниченном количестве. Запас хода автомобиля – 600 км.

Мощность двигателя авто сравнительно небольшая – 161 лошадиная сила. Зато оно получило впечатляющий крутящий момент – 395 Н·м. Время разгона до сотни – 9,5 секунды. Цены на авто начинаются в Европе с 69000 долларов.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Как сделать электролизер своими руками

Многим знаком электролиз еще со школьной скамьи. Тогда мы помещали в воду два электрода под постоянным током и наблюдали сам процесс. Сегодня, попробуем вернуться в детство, только масштаб возьмем крупнее, и сделаем электролизер своими руками.

И, вот какими материалами для этого придется воспользоваться:

  • листом нержавейки;
  • болтами М6 х 150. Шайбами и гайками.
  • прозрачной трубкой. К примеру, можно воспользоваться водяным строительным уровнем. Цена такого шланга не
  • превышает 4,5 USD за 10 м;
  • несколькими штуцерами «елочкой», внешний диаметр которых составляет 8 мм (чтобы подходили к шлангу);
  • пластиковым контейнером 1,5 л (таким, в который упаковывают продукты питания);
  • маленьким фильтр очищающим проточную воду (таким ,который используется для стиральных машинок).
  • обратным клапаном для воды.

Нержавейку какого типа нужно использовать?

Идеальный вариант — это AISI 316L, отечественным аналогом которой является нержавеющая сталь 03Х16Н15М3 (применяется: для изготовления сварных конструкций, работающих в условиях действия кипящей фосфорной, серной, кислоты).

Не обязательно специально заказывать нержавеющую сталь, можно воспользоваться каким-нибудь старым куском из гаража. Покупка целого листа – это накладная операция: поскольку продается по — 2 м², а такое количество нам совершенно ни к чему! Вполне достаточно кусочка 50 на 50 см.

По какой причине пользуемся именно нержавейкой? Потому что обычный металл в воде будет ржаветь. Помимо этого, чтобы усилить эффект, мы будем пользоваться не водой, а щелочью, что уже является агрессивной средой. Помимо этого, по нашему электролиту будет происходить передача электрического тока. По этой причине жизни обычных металлических пластин в такой среде будет не долгой.

Следует осуществить разметку листа примерно таким образом, чтобы получилось около 16-ти ровных квадратов из нержавейки. Распилку листа можно произвести при помощи болгарки. В кусках следует спилить один из уголков, чтобы потом произвести правильное скрепление пластин.

В противоположном от спила углу следует просверлить дырку для болта М6, при помощи которого будет осуществляться скрепление пластин. В нашем электролизере производится полное погружение пластин в воду, что обеспечивает работу всей площади нержавеющих пластин.

Водородный генератор или электролизер, работает следующим образом: когда по электролиту течет электрический ток от пластины к пластине, происходит распад воды на водород и кислород. Из этого следует, что нужна положительная и отрицательная пластины.

Чем большей площадью обладают пластины, тем большие токи будут проходить по воде, и тем большее количество газов будет образовываться. По этой причине, на плюс и минус будут обладать несколькими пластинами.

Как можно увидеть на изображении, подключение пластин производиться поочередно (+-+-+-+- и т.д.). При такой схеме подключения, появляется возможность обеспечить электролизер своими руками малым питающим напряжением и достаточно большим током.

Чтобы изолировать соседствующих пластины друг от друга, пользуемся трубкой от водяного уровня. Такой шнур продается кратно метру, и этой длины вам вполне хватит на изоляцию.

Для начала, от уровня отрезается маленькое кольцо, которое в последствии разрезается. Получает своеобразную полоску, примерно 1 мм толщиной. Именно при таком расстоянии между пластинами наблюдается наиболее эффективная генерация газа в электролизере.

Скрепление пластин производится при помощи шайб. Делается это таким образом: берется болт, на который насаживается шайба, потом пластина, потом еще три шайбы, потом еще пластина и т.д. Нужно насадить в зеркальном порядке 8 пластинок на плюс и 8 пластинок на минус. При правильной реализации сборки, спиленные края пластин не будут задевать электроды.

Теперь следует выполнить затяжку гаек, и изоляцию пластин. Пластины следует «прозвонить», чтобы убедиться, что отсутствует короткое замыкание, после чего, вся конструкция помещается в пластиковый бокс.

После этого, следует определить, в каком месте происходит касание болтов и стенок бокса, и просверлить в данном месте две дырки. Если болты не помещаются в емкости, они должны быть подрезаны при помощи ножовки или болгарки. После этого, болты следует затянуть при помощи шайб и гаек, так чтобы соблюдалась герметичность. Теперь сверлим крышку пластикового бокса вставляем штуцера. Для обеспечения герметичности, следует выполнить промазку шва при помощи силиконового герметика.

Читайте также:  Доводчик для двери установка своими руками, типы, схемы, выбор

Когда электролизер будет собран, следует произвести его тестирование. Чтобы сделать это, нужно подключить прибор к источнику питания, заполнить его водой до самых крепежных болтов, надеть крышку, подключить к штуцеру трубку и опустить противоположные её конец в емкость заполненную водой. При слабом токе, трубка не будет выпускать газ явно, но газ в нутри электролизера будет виден!

Теперь, повысим количество газа на выходе. Для этого следует увеличить ток, проходящий по электролиту. Из воды получается плохой проводник электричества, поскольку прохождение тока в воде осуществляется благодаря солям и примесям. Для изготовления настоящего электролита, в воду должна быть добавлена щелочь. Для этих целей воспользуемся гидроксидом натрия. Он имеется на прилавках любого хозяйственного магазина, в составе очистительного средства «Крот».

Функции защитного клапана и фильтра от «стиралки» заключаются в том, чтобы воспрепятствовать чрезмерному накоплению газа, что может привести к неприятным последствиям.

Ну, вот и все, что вам нужно знать чтобы смастерить электролизер своими руками. Удачных вам экспериментов!

Видео электролизер своими руками

Электролизер для автомобиля своими руками: качественное удаление ржавчины с кузова

  • Электролизер для очистки металла от коррозии своими руками
  • Электролитно-плазменное полирование
  • Полезное видео

При эксплуатации автомобиля бывают случаи, когда его надо подкрасить. Чаще всего это небольшие аварии с разнообразными повреждениями частей кузова.
При этом место, требующее окраски, надо предварительно подготовить: выправить металл, обезжирить, устранить коррозию с подкрашиваемых мест и так далее.

Есть несколько вариантов удаления ржавчины, а также подготовки авто для окраски. Один из них — электролитический. Рассмотрим его подробнее.

Электролизер для очистки металла от коррозии своими руками

Достоинством такого процесса является сохранность основного металла вашего авто. И для выполнения электролитический метод прост, ведь доступен даже в домашних условиях. Устройство для выполнения работ легко собрать своими руками.

Вот перечень всего, что понадобится:

  • источник постоянного тока;
  • пластмассовая емкость для очищаемых деталей;
  • металлическая пластина в качестве анода;
  • электропровода с зажимами (типа «крокодил»);
  • кальцинированная сода;
  • вода.

Полезное! Как источник постоянного тока можно использовать зарядное устройство аккумулятора.

Размер емкости для очищаемых деталей зависит от размера деталей. Для больших деталей можно взять, например, прицеп к машине, выложив его изнутри полиэтиленовой пленкой.
Металлическую пластину лучше взять из нержавейки (она дольше прослужит), согнуть по контуру емкости, чтобы она окружала очищаемое место. При этом электролиз проходит активнее. Но можно взять просто стальную полосу. Кальцинированную соду с водой смешать в пропорции 1 чайная ложка соды на 3 литра воды.
Удаление ржавчины происходит следующим образом. Надо налить в емкость воды, добавить соды, размешать. Затем подключить анод (пластину) и катод (очищаемая деталь) к источнику питания, погрузить их в раствор, включить источник питания.

После завершения следует уже своими руками очистить поврежденный участок авто от остатков ржавчины металлической щеткой, промыть, высушить. Оставшийся раствор можно просто слить в канализацию, он не токсичен. При электролитической очистке следует соблюдать меры предосторожности:

  • не трогайте оголенные провода мокрыми руками;
  • во время процесса выделяется водород, поэтому электролиз надо проводить в хорошо проветриваемом помещении или на улице;
  • не допускайте детей к установке;
  • хотя раствор не представляет опасности, не лезьте в него своими руками.

Удаление ржавчины с авто посредством описанной технологии быстро докажет эффективность электролитической очистки. И вам будет приятно, что вы сделали такое устройство своими руками.

Информация! Есть еще более эффективный способ, при котором удаление ржавчины происходит гораздо быстрее. Это электролитно-плазменное полирование деталей автомобиля.

Электролитно-плазменное полирование

Один из передовых способов подготовки металлических изделий для авто, который позволяет совместить несколько операций при подготовке к окраске.
Например:

  • удаление ржавчины;
  • удаление жировых пятен (обезжиривание);
  • удаление загрязнений;
  • упрочнение поверхности;
  • повышение коррозионной стойкости;
  • полировка.

Это особенно удобно при очистке участков, имеющих сложную форму (например, дверей авто), когда другие варианты затруднены или не дают нужного эффекта. Электролитно-плазменное полирование производится на специальном агрегате, принципиальная схема которого показана на рис. 3.
Анодом является обрабатываемая деталь авто, к которой подсоединяется «+» от источника тока, а катодом, с подсоединенным к нему «-», – металлическая ванна с электролитом. Возможно также использование в качестве катода специальной пластины, в этом случае материалом для ванны обычно является пластик.

За счет чего вблизи микровыступов напряженность электрополя увеличивается, и возникают импульсные разряды. Микровыступы разрушаются – поверхность сглаживается. Электролитно-плазменное полирование протекает при температурах электролита от 70 до 90 °С, напряжении в 220-350 В.

Устройства для электролитно-плазменного полирования выпускаются промышленностью. Имеют различные показатели по мощности (от 5 до 1000 кВт).
Выбор зависит от площади поверхности обрабатываемой детали, в нашем случае – от размеров детали автомобиля, с которой нужно удалить ржавчину. Чем больше площадь, тем мощнее должна быть установка.

Важно! Из-за высокой температуры, высокого напряжения, большой силы тока изготовлять такие агрегаты своими руками не рекомендуется. Приобрести их можно у производителей. Работать на таких установках должны только подготовленные специалисты.

Полезное видео

Посмотрите как можно легко и быстро очистить суппорта автомобиля от ржавчины в домашних условиях:

Ссылка на основную публикацию
Электрическая регулировка сидений Автокресла
Электропривод на сидения своими руками - схема, фото, видео Установить электропривод передней спинки сидения на автомобиль ВАЗ с передним приводом...
Штрафы водителям, не пропустившим пешеходов — особенности, размеры, наказание
Непропуск пешехода «Должен ли я был пропускать пешехода?» — с таким вопросом в редакцию обратился житель Бреста, приславший неоднозначную видеозапись....
Штрафы ГИБДД за превышение скорости в 2020 году — что важно знать
Дорожный знак 6 Чего греха таить, некоторые водители, приобретая некий (подчас, непродолжительный) опыт управления транспортным средством, позволяют себе весьма пренебрежительно...
Электрическая схема ВАЗ 2108, 2109, 21099 с низкой панелью приборов
Электрооборудование 2108 Полная схема — Энциклопедия журнала За рулем Схема электрооборудования автомобилей ВАЗ–2108, ВАЗ-21083, ВАЗ–2109, ВАЗ-21093 и ВАЗ-21099 исполнения «стандарт»...
Adblock detector