Метод за повишаване на ефективността на постояннотоков електролизер

[vdomov]

Дадената идея се предоставя под GPL лиценз и всяко ползване без упоменаване на източника й форума http://mazeto.net е нечовешки некоректно и оронва доброто име на ползвателя й.
Лиценз: GPL (General Public License) - означава, че се предоставя за свободно ползване, с условието задължително да се посочва източника mazeto.net, когато информацията я копирате или предоставяте публично.


Става въпрос за намаляване на I²R загубите в електролизера:

Всички предполагам сте чували и знаете закона на Георг Ом U=I*R.

 Ако разгледаме ситуацията на електролизер поставен в автомобил. За бордовата инсталация се знае, че при работа на двигателя от алтернатора се поддържат 13,6V(13,8V) или 14,5V при по-старите модели. Това е напрежението, което се осигурява от генератора или U във формулата на закона на Ом.

 Тока I го задаваме и поддържаме ние, като от големината му, зависи желаната продукция HHO газ.

 И ни остава само един параметър - съпротивлението R. В това R влизат: съпротивлението на проводниците; съпротивлението на прехода електрод-електролит и съпротивлението на електролита. За подробности виж литературата[1].

 От формулата I=U/R следва, че ако намалим R, ще можем да сложим повече на брой серийни клетки. При едно и също работно напрежение U. И така да увеличим съответно толкова пъти продукцията на ННО при едни и същи ток и напрежение P=U*I => ел.мощност отделяна за производството на този ННО газ.

 От наша гледна точка P=I²*R, са загуби или това е ел.мощността, която се разсейва в нашия електролизер, като топлина. Понеже тока I е предварително зададен, ни остава само да се опитаме да намалим загубите I²R, чрез намаляване на R. Това може да стане например: С увеличаване концентрацията на катализатора(NaOH, KOH) в разтвора(електролита); С намаляване на разстоянието между електродите; С увеличаване на площта на електродите т.е. намаляване на плътността на тока от 700А/м² на 500А/м² например; и т.н..

 Целта е чрез намаляване на съпротивлението R, да се промени напрежението на клетката, да спадне. И да се добавят още серийно включени клетки в електролизера. От които, при същия ток и напрежение, ще дойде повишената продукция на ННО газ, при същата консумирана мощност от електролизера ви.

Използвана литература:
 1."Электролиз Воды" Л.М.Якименко, изд."Химия", Москва 1970г.
 2.Bob Boyce
 3.Seeker

Искам специално да благодаря на колегата: PyroVeso за неговата огромна, задълбочена, навременна и неоценима помощ оказана на ЛС. Без която нямаше да ги има основно темите:
 ЕМГИ за захранване на електролизери по проф.Канарев
 Метод с ШИМ за няколкократно увеличение на продукцията ННО на електролизер
 Метод за повишаване на ефективността на постояннотоков електролизер
 както и няколко отговора в други теми в раздела "Разлагане на водата ".

Благодаря!

С пoчит: Vdomov

[bobokom]

Тук вече си тотално прав! Проверил съм го на практика!

[PyroVeso]

Благодаря, колега Vdomov,

И след като вече съм споменат (~разкрит) нека продължим малко с разсъжденията в, надявам се, правилната посока: При електролизата, съвсем естествено, както около повърхностите на електродите, така и в самия разтвор се образуват градиентни области на концентрациите както на полезните, така и на някои не толкова полезни вещества. Изчерпването на едни, както и пренасищането с други такива, също съвсем логично, води до намаляване скоростта на процеса и до понижаване на ефективността му. Циркулацията и разбъркването (хомогенизацията) на разтвора, или използването на пулсиращ еднополярен вместо прав ток, разбира се, помагат в голяма степен, но тези чисто механични процеси са напълно неефективни в микро-областите около повърхността на електродите, където концентрационните градиенти са най-големи и съответно - влияят най-съществено върху процеса.
Какво може да се направи, за да се намали това неблагоприятно ограничение?
Според мен, а и от разговори с колеги, изглежда най-ефективно средство би било за много кратък интервал от време (в сравнение с цялото време на процеса) ДА СЕ ОБЪРНЕ ПОЛЯРИТЕТА на приложеното напрежение, т.е. катодът за момент да стане анод и обратно. Може би това да стане дори с по-високо напрежение (като абсолютна стойност) от прилаганото по време на електролизата. Сега - колко по-високо, и за какъв интервал от време (us, ms, s...) експериментът най-добре ще покаже, но като цяло - това би разрушило тези градиентни области, след което процесът би тръгнал "на свежо". Можем да си го представин нагледно, като тлеещи дървени въглища, чиято повърхност постоянно обдухваме със свеж въздух, без да дадем възможност около тях да се образува повишена концентрация на CO₂, пепел, понижена на O₂, и други неблагоприятни за горенето фактори.

[lazy]

        Колеги, много сте ми симпатични в ентусиазма си, също така признавам, че имате много добри познания в определени области, но в този случай аксиоматично приемате невярно твърдение. Напрежението на акумулатора зависи от включените консуматори, оборотите на двигателя (респективно алтернатора) и температурата му (на алтернатора). Това не са всички фактори, но изброените важат за всички автомобили. В тая връзка единствено възможно е да се регулира усреднената стойност на тока (дори когато е импулсен). Ако някой не вярва, да измери на празен ход и при 2000 оборота какво е напрежението с и без консуматори (вентилатор, фарове, отопление на задното стъкло). Електрохидравлично или чисто електрическо сервоуправление на волана тегли до 100А. Не желая да влизам в конфликт с никого, казвам го информативно за да ви избавя от погрешни постулати. Надявам се да намерите правилното решение. Поздрави и успех.

[PyroVeso]

Прав си, колега lazy, но Vdomov дава само изчислителен пример. Иначе ако токът от електрическата система на колата ни е малко, или напрежението спада много, когато черпим от нея - тогава или слагаме по-як алтернатор (и съответно вдигаме разхода на гориво) или слагаме акумулатор с по-голям капацитет, а най-добре и двете.

Производството на водород в автомобила и подаването му в ДВГ не е лишено от смисъл мероприятие. Съмнявам се обаче, че точно чрез електролиза ще могат да се осигурят необходимите количества за някакъв осезаем ефект... Освен това - оказва се например, че при common-rail двигателите с многоточково впръскване на горивото в цилиндъра, система като HHO, вкаран през всмукателния колектор не само не помага, а дори пречи, понеже първата и най-малка доза гориво (подготвителна, подгряваща), която на практика запалва и изгаря ВСИЧКИЯ водород, се подава преди ГМТ, което от своя страна води до биене на двигателя и до преразход на гориво... Супер-скъпият чип-тунинг, който предлагат за такива двигатели, всъщност изключва точно това предварително впръскване, с което пък вкарва двигателя в режим, който не е оптимален за него...     Но дори и това няма отношение към текущата тема 

[fever_wits]

Колегата vdomov е прав за това което е писал, мислил съм си, но това е само парче от мозайката за получаване на достатъчно количество водород за да се захрани една кола, така че дори и да се вдигне консумацията на гориво да бъде компенсирана от клетката. Картинката е малко по-голяма и по шарена

[oneman]

Здравейте!
Попаднах на едно видео, за електролиза с електроди от въглеродни нишки.
Изглежда електролизата протича доста бурно.
Моля, за коментари.
http://www.youtube.com/watch?v=lJ1iOXEec4A&feature=BFa&list=PL0B48B03C300EA270

[gguest]

Хайде и от мен малко информация по темата, защото прочетох и доста фантасмагории по темите за разлагане на вода. А и аз съм пробвал какво ли не, че и работя с Института по Обща и Неорганична Химия към БАН по друга причина.
Най-добрия начин за увеличаване на ефективността на постояннотоковата клетка се оказа (след доста опити) облъчването на електролита непосредствено преди клетката с ултравиолетова лампа. Почти с 20% се увеличи разпада на водата, при една и съща клетка (използвам смес от калиева и натриева основа като електролит в съотношение 2:1). Има си и научно обяснение защо се получава така, но сега ще го спестя, просто не разполагам в момента с достатъчно време за писане.
Пробвал съм и с паладиев прах като катализатор - купих от Русия 12 грама паладий по 65 лева за грам и там също имаше увеличение, но не съм мерил точно колко - видя ми се малко и ме домързя. А и голям зор беше да стрия метала и да сложа паладиев прах в клетката без да окъся пластините.
Продължавам с експериментите въпреки, че не ми остава много време за това.

[mzk]

Здравей. Информацията е интересна, а напоследък хората им се свиди да споделят.
Можеш ли да дадеш повече информация за УВ светлината - дължина на вълната, мощност на излъчвателя...?
Мога да ти дам панел с УВ светодиоди за опити, ако имаш желание.

[gguest]

Нямам информация за спектъра на лампата, 15W e тръбата, кварцова е и я паля с електронен баласт. Имах голям проблем да сглобя стъклената тръба за гърмящия газ (така се нарича в химията откакто има химия, никакви Брауновци, ННО - та и прочие глупости, които "интернет майсторите" повтарят като папагали), защото стъклената тръба трябва да пуска ултравиолетова светлина. Наложи се да чупя работеща кварцова лампа, а тя не може да се реже добре като стъкло - много е крехка. Първо бях монтирал вътрешната стъклена тръба в по- голяма от PVC, фолирана отвътре с алуминиево фолио. Но не издържа. Ултравиолетовата лампа я стопи въпреки фолиото. Наложи се да чупя и мерителна мензура, за да я направя на отворен цилиндър.
Това работи и то - много добре. Но поради бавното движение на електролита в тръбата ефектът явно е ограничен. Мисля за някакъв вариант- да направя прозрачна клетка с ултравиолетово осветяване, но тя иска специални материали, които не стареят толкова бързо в този светлинен спектър. Със светодиоди вероятно няма да стане, при тях спектърът е линия (т.е. те са почти монохромни), а не Гаусово разпределен спектър, както е при светещ йонизиран газ.
Но ще продължа опитите, само временце ми трябва... че много ме е яд на разни ШЕЛ-ове, ОЕмВита и ЛУКойли - имам три коли и съм демонтирал бензиновите резервоари и на трите. Не ща да чуя за бензин, а на дизела съм зверски противник. Няма по- мръсно автомобилно гориво от дизела! В момента основно карам на СH₄ и C₃H₈/C₄H₁₀, но второто само като резервно гориво.

[mzk]

Здравей! Интересна е констатацията ти за спектъра, мисля, че трябва да се предвиди все пак каква зависимост има от дължината на вълната. Моят панел по принцип е за осветяване на фотолака на платки и е 20х20см. Не помня точният брой на светодиодите, мисля, че към 115, 395нм дължина на вълната. Може да се навие прозрачен маркуч пред тях и електорлитът да се върти с помпа.

[elektros]

Колеги, истината е модулация на напрежението  със звукова честота, спрягат се различни   стойности между 50., 75, 125, 250 и 400 херца...И без електролит, защото всичко алуминиево по мотора заминава за 30 000 км. Някъде там е истината...

[gguest]

...мисля, че трябва да се предвиди все пак каква зависимост има от дължината на вълната.

Да, но трябва спектрален анализ, в ИОНХ има апаратура, но колегите от БАН няма да се навият на такива опити. Понякога много ме е яд, но все пак голяма част от тях са доста заети, работи се по Европейски проекти масово вече.

... да се навие прозрачен маркуч пред тях и електорлитът да се върти с помпа.

Сънувал съм го това от много мислене по въпроса, но каква ще да е тая помпа, която вади от клетката електролит (неелектролизиран все още), че и да го връща в резервоара, а на всичкото отгоре е силно агресивен агент? Засега не съм намерил решение.
Едно е ясно- разлагането на вода се ускорява от светлина. Последната внася енергия във водните молекули и хидроксилната група се разпада по- лесно. Всъщност, при опитите за студен ядрен синтез се облъчва с лазер тежка вода - по същата причина, но на ядрено - атомно ниво, а не на ниво електронни връзки заради огромната енергия вкарвана в молекулите на водата.

[vsl]

Може да се използва перисталтична помпа. Трябва да се има в предвид дебита. Маркучето издържа на почти всякакви разтвори. Проблемът идва от това, че маркучето трябва да се сменя периодично защото се износва и се пука.

[GTV]

.Сънувал съм го това от много мислене по въпроса, но каква ще да е тая помпа, която вади от клетката електролит (не електролизиран все още), че и да го връща в резервоара, а на всичкото отгоре е силно агресивен агент? Засега не съм намерил решение.......

   Заповядай идея за електролизер с помпа.
http://www.bing.com/images/search?q=mhd+pump&id=9F86D497A88517CE0922C6464263BF990EB74352&FORM=IQFRBA#view=detail&id=9F86D497A88517CE0922C6464263BF990EB74352&selectedIndex=0
  А тук в действие.
 http://www.youtube.com/watch?v=5FWFjFcW5Xs

 И аз бих експериментирал, но в качеството му И на отоплител. За съжаление ще трябва да започна от нулата без подготовка.

Да, но трябва спектрален анализ, в ИОНХ има апаратура, но колегите от БАН няма да се навият на такива опити.....
Едно е ясно- разлагането на вода се ускорява от светлина. Последната внася енергия във водните молекули и хидроксилната група се разпада по- лесно....

           
              Ето какво прочетох в един акваристки форум:
   
 Да споделя какво намерих след 3 минути ровене:
Има различни видове УВ лъчи. В зависимост от дължината на вълната обикновеното стъкло пропуска различно.
Цитат : "Дължината на вълната на лъчението влияе силно върху отражението, поглъщането и преминаването на ултравиолетовите лъчи. Например обикновеното стъкло с дебелина 7мм различно пропуска ултравиолетовите лъчи с дължина на вълната 366 nm – 90%; с дължина на вълната 314 nm – 14% и с дължина на вълната 313 nm – по – малко от 1% . Най-близката област от ултравиолетовото лъчение в граници с дължина на вълната от 320 до 400 nm е лъчение, което широко се използва за луминесцентен анализ, а също и за възбуждане на луминесценция при някои вещества. Средната област за ултравиолетовата радиация – в граници с дължина на вълната от 275 до 320 nm, се характеризира със способността да предизвиква пигментиране на човешката кожа и благотворно действие в определени дози върху растежа и развитието на животните и растенията. Още по-късовълновата област от ултравиолетовото лъчение – в граници с дължина на вълната от 120 до 275 nm, се характеризира със свойството си да озонира въздуха и с това да убива микроорганизмите. "

http://referati.com/component/option,com_mamblog/Itemid,48/task,show/action,view/id,160/