Biocarburanti
Fuel Cell all'idrogeno per i motori termici

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Morzilla
KiloWatt


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Msg:237

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Inviato il: 14/2/2011,19:14

Buonasera a tutti. Premetto che dell'argomento non me ne intendo assolutamente, però in una mia ricerca sulle fuel cell sono incappato in questo:

www.brownsgas.ws/brownsgas-diesel-engines.htm

in pratica è (credo) una fuel cell (che produce idrogeno e ossigeno dall'elettrolisi dell'acqua, un pò come le batterie al piombo sovraccaricate faccine/biggrin.gif ) che immette il gas prodotto nella presa d'aria del motore per aiutare la combustione...davvero può aiutare a ridurre i consumi del 20/50% o è solo una trovata commerciale delle case che vendono questi prodotti?

 

dega.81

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Inviato il: 17/2/2011,11:01

Mah... Io non riesco a leggere l'inglese, ma se ciò che hai capito tu è corretto, credo che ragionamento stia in piedi almeno in teoria, bisogna vedere però con cosa si fa funzionae la cella.
Mi spiego meglio, che tramite l'elettricità si possa ottenere l'idrolisi dell'acqua e cioè rompere la molecoladi acqua in idrogeno e ossigeno è una cosa fattibile. Che l'idrogeno cosi ottenuto possa bruciare legandosi nuovamente con l'ossigeno è altrettanto fattibile. Di coseguenza credo proprio che facendolo entrare nel motore dalla presa dell'aria l'idrogeo cosi ottenuto favorisca la combustione.
Le uniche domande che mi pongo sono queste:
- quanto idrogeno riesce a fare questa macchinetta? Quanto deve essere l'idrogeno prodotto per notare un miglioramento? Capirai che potrai anche produrre ldrogeno, ma se nella camera di combustione ne arriva una quantità troppo esigua è praticamente inutile.
- Cosa fà funzionare queto strumento? Se funziona ad esempio con l'energia ricavata dalle perdite termiche del motore va benissimo, ma se per produrre idrogeno devo utilizzare l'alternatore della vettura non ci siamo, perchè non farei altro che bruciare più carburante, per produrre più corrente, per fare l'idrogeno da usare come aiuto al carburante...
Se riesci a capire qualche dettaglio in più scrivilo, questo aggeggino è chiaramente molto interessante.
Saluti Dega

 

Morzilla
KiloWatt


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Msg:237

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Inviato il: 16/4/2011,12:42

Ciao dega.81.
In effetti il mio dubbio nasce proprio dal fatto che per effettuare l'elettrolisi dell'acqua viene utilizzato l'alternatore dell'auto...su alcuni video di youtube pare che l'assorbimento di corrente non sia poi così modesto...addirittura si arriva a 30-50A, che in effetti sono esagerati...
Comunque la quantità di idrogeno/ossigeno prodotta dipende dal numero di celle che si connettono in serie...questo video aiuta un pò a capire:

www.youtube-nocookie.com/watch?v=027EiHPyHI4&feature=related

comunque in effetti pare proprio che questo sistema non possa funzionare...se utilizzo l'alternatore devo consumare carburante per produrre la corrente necessaria per far funzionare le celle, al limite il guadagno del sistema potrebbe essere = 1, ma viste dispersioni di energia fra le conversioni, direi che ci si perde e basta...

 

Master Digit

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Msg:1425

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Inviato il: 16/4/2011,15:26

Ciao Morzilla, io penso che l'assorbimento sia di 3-5 Ampere viste le dimensioni dei cavi nelle foto per il guadagno del sistema invece bisogna sapere se l'energia di combustione dell'idrogeno e ossigeno ottenuto è maggiore dell'energia usata per separarli nell'acqua. Se questo è minore di poco potrebbe essere una soluzione l'aggiunta di energia sfruttando l'energia termica del motore, per esempio per scaldare l'acqua da cui ottenere idrogeno ed ossigeno ( più la temperatura dell'acqua è alta e minor energia serve per separarla) o altro!!!

Master Digit



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Morzilla
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Msg:237

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Inviato il: 16/4/2011,18:38

Ciao Master Digit. Se non erro ad un certo punto nel video sopra si vede un amperometro che segna circa 40-45A (con uno switch per Hi e Low, probabilmente limitano la corrente massima di alimentazione della cella), però in effetti la sezione dei cavi è sottodimensionata per quei valori...

 

Master Digit

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GigaWatt


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Msg:1425

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Inviato il: 16/4/2011,20:20

Si l'ho visto ma per far scorrere 45 Ampere nell'acqua con 12 Volt occorre che l'acqua presenti una resistenza tra le piastre di 0,27 Ohm ed inoltre dovrebbe dissipare termicamente 540 Watt senza bollire ed evaporare (la vedo dura), senza contare che quei fili con 45 Ampere farebbero da serpentina per cuocerci qualche bistecca!!!
Quasi sicuramente a quell'amperometro a lancetta mancava lo shunt giusto!!!

Master digit



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Master Digit

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Inviato il: 18/4/2011,22:51

Ho fatto una prova con una pentola in acciaio inox per bollire l'acqua per la pasta nella quale ho poggiato sul fondo un tappo di un contenitore in plastica sopra al quale ho sistemato un aletta di raffreddamento in alluminio di quelle dei processori pentium4, ho quindi immesso nella pentola 2 litri di acqua e 6 cucchiaini di sale ed ho collegato la pentola al negativo (produzione di ossigeno) e l'aletta di raffreddamento al positivo (produzione di idrogeno) di 3 batterie in serie da 12Volt (36 Volt totali) e con mio grande stupore ho misurato con un contenitore graduato precedentemente riempito con l'acqua della pentola e capovolto in immersione sopra all'aletta di raffreddamento, 200 cl di idrogeno in meno di un minuto con un assorbimento di 6 Ampere (216 Watt), l'amperaggio e quindi la produzione di gas dipende dalla quantità di sale disciolto nell'acqua e dalla grandezza delle superfici positive e negative nell'acqua.
Ora io mi chiedo, perchè non lo sò, quale quantità di gas in cl/minuto occorre ad un motore di piccola cilindrata per funzionare?
Perchè, per esempio, una macchina con motore 1100 cc di cilindrata con i fari abbaglianti accesi e uno stereo un pò prepotente acceso consumano 300 Watt e la macchina degrada pochissimo il suo moto.
Il fatto che la trasformazione richieda molta energia è vero, però quanta energia si consuma per produrre 100 cl di idrogeno/ossigeno e quanta ne rendono questi 100cl di miscela in un motore?
Per quelli che pensano che converrebbe trasformare l'ossigeno e l'idrogeno in elettricità tramite una fuell/cell per alimentare un motore elettrico in quanto più efficente di un motore termico, penso che renda molto di più farlo esplodere in un motore termico perchè se non è così la trasformazione è per forza sotto all'unità.

Master Digit



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dega.81

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Msg:347

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Inviato il: 19/4/2011,11:55

Appena arrivo a casa provo a guardare un paio di tabelle e darti valori più certi, ma a mio avviso l'energia che si spende a spezzare la molecola d'acqua con l'idrolisi dovrebbe essere la stessa che poi ottieni quando bruci l'idrogeno con l'ossigeno e la ricomponi. Perciò se tutto andasse bene, sempre secondo ciò che mi rusulta, vai in parità e non ottieni nulla, se a quaesto ci aggiungi le varie perdite sicuramente vai in perdita.
L'unica differenza potrebbe essere, come è già stato notato, che l'idrogeno ha una resa migliore della benzina cosa che dubito, ma verificherò. Generalmente le molecole più piccole rendono meno di quelle più grandi, il metano rende meno dell'etanolo, che a sua volta rende meno delle benzina (miscela di molecole più lunghe) e che a sua volta rende meno del gasolio (molecole ancora più lunghe di quelle della benzina).
Grazie per il contributo a questa discussione Master e Morzilla avete fornito degli interessanti punti di discussione.
Saluti

 

mixtrb

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Msg:835

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Inviato il: 19/4/2011,14:44

curiosando in giro sulla rete pare di capire che il vantaggio ottenuto dall'immissione di idrogeno ed ossigeno sia una più alta temperatura finale del gas in camera di scoppio che permette una combustione più completa del carburante (e qui la situazione è più vantaggiosa per il gasolio, che brucia in percentuale più bassa che altri carburanti)
il rendimento totale aumenta per questo miglior utilizzo del carburante, la conversione in idrogeno-ossigeno e sua combustione è in perdita;
usare l'alternatore (notoriamente un "cesso" di generatore) per produrre la corrente necessaria alla produzione di idrogeno ed ossigeno mi lascia alquanto perplesso
per alzare il rendimento complessivo, immagino che forse un sistema migliore potrebbe essere quello di recupero di energia in frenata nelle auto elettriche, ma ne so poco in merito
di sicuro serve un generatore elettrico a (relativa) alta efficienza

certo mi piacerebbe prima o poi poter montare una modifica sulla mia vecchia Yaris a gasolio, per risparmiare un po', sopratutto coi tempi/prezzi che corrono faccine/wink.gif

 

dega.81

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Msg:347

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Inviato il: 19/4/2011,18:08

CITAZIONE (mixtrb @ 19/4/2011, 15:44)
usare l'alternatore (notoriamente un "cesso" di generatore) per produrre la corrente necessaria alla produzione di idrogeno ed ossigeno mi lascia alquanto perplesso

Credo anche io che sia come dici tu, l'elettrolisi in se è una perdita di energia, ma la presenza di idrogeno e ossigeno in camera di scoppio migliorano la combustone del gasolio con sucessivo aumento del rendimento e recupero dell'energia persa inizialmente. A fonte di questo probabilmente non serve nemmeno produrre ettolitri di idrogeno, dato che non funge da carburante vero e proprio ma più che altro da catalizzatore (passatemi il termine anche se non è appropriato al 100%) e anche l'alternatore dell'auto va bene per attenerne una quantità sufficiente per notare miglioramenti.

Ho fatto due conti, per produrre 20 litri di idrogeno e 10 di ossigeno a 25°C (298K) occorrono 158000 coulomb (cioè ampere per secondo). Quanti ampere fa l'alternatore di un auto?

 

Ferrobattuto

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Msg:4117

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Inviato il: 19/4/2011,20:44

CITAZIONE (dega.81 @ 19/4/2011, 19:08)
Ho fatto due conti, per produrre 20 litri di idrogeno e 10 di ossigeno a 25°C (298K) occorrono 158000 coulomb (cioè ampere per secondo). Quanti ampere fa l'alternatore di un auto?

Da 40 a 150, a secondo del tipo di alternatore, ma con rendimenti che difficilmente superano il 60%.....
Ciao.

 

livingreen

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Msg:598

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Inviato il: 19/4/2011,21:32

Solo per mettere qualche puntino sulle "i"....

1 - Non si tratta affatto di fuel cells: le celle a combustibile sono l'esatto opposto. Nelle fuel cells viene fatto entrare del gas combustibile e lo si fa combinare con ossigeno per ottenere energia elettrica, ed ottenendo (nel caso di quelle a idrogeno) della semplice acqua come prodotto finale. Come succede in una combustione, insomma, ma senza la fiamma (ed ottenendo direttamente energia elettrica, senza passare per un ciclo termico)

2 - quello di cui si sta parlando è il famigerato HHO, che dovrebbe garantire l'overunity eterna visto che is dovrebbe autoalimentare.

3 - se vi informate sull'argomento (e soprattutto se tenete occhi ed orecchie ben aperti), scoprirete una infinità di fregnacce impressionanti (una delle migliori è che non solo si produca un mai dimostrato idrogeno monoatomico, ma soprattutto che uno sperimentatore ben allenato veda ad aocchio nudo se le molecole sono monoatomiche o biatomiche).

4 - in mezzo a questo marasma di incompetenti arroganti, c'è un barlume di verità: la presenza di idrogeno contribuisce ad ottenere un miglior rendimento del motore, per via della maggiore espansione del volume in vapore ed alle ricombinazini che abbattono particolato e monossido di carbonio; il maggiore contributo viene però dall'apporto dell'ossigeno, che permette temperature più alte e quindi un maggior rendimanto termodinamico del motore.

Detto questo, aggiungo alcune considerazioni:

CITAZIONE
Per quelli che pensano che converrebbe trasformare l'ossigeno e l'idrogeno in elettricità tramite una fuell/cell per alimentare un motore elettrico in quanto più efficente di un motore termico, penso che renda molto di più farlo esplodere in un motore termico perchè se non è così la trasformazione è per forza sotto all'unità.

E' esattamente il contrario: un motore termico converte l'energia chimica primaria in termica e poi in lavoro, con un rendimento se va bene del 40%. Una cella a combustibile supera agevolmente il rendimento dell'80% (ormai, su alcuni modelli siamo oltre il 90%). Mandare l'energia elettrica in un motore che renda anche solo il 90% vuol dire avere un rendimento globale almeno del 70%, e nei casi migliori anche di più. Rende il doppio di un motore tradizionale.

CITAZIONE
L'unica differenza potrebbe essere, come è già stato notato, che l'idrogeno ha una resa migliore della benzina cosa che dubito, ma verificherò.

Infatti rende di meno: renderebbe di più se fosse a parità di peso, ma siccome l'idrogeno è leggerissimo...

CITAZIONE
la presenza di idrogeno e ossigeno in camera di scoppio migliorano la combustone del gasolio con sucessivo aumento del rendimento

La combustione è di solito quasi perfetta, c'è poco da migliorare... basta vedere la ridicola quantità di incombusti durante la prova dei fumi.

 

Master Digit

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GigaWatt


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Msg:1425

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Inviato il: 19/4/2011,22:14

Scusa livingreen, una cosa non ho mai capito, ma in queste fuel cells l'idrogeno e l'ossigeno vanno pompati o se li assorbe spontaneamente?

Master Digit



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livingreen

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Msg:598

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Inviato il: 19/4/2011,22:42

Beh, forse dire così è un po' estremista... le FC non hanno certamente un risucchio che possa "attirare" i gas, ma anche dire che vanno pompati forse è esagerato.
Di solito, operano fra 0,2 e 0,3 bar , ma ne esistono ad alta pressione (1,1 - 1,8 bar) ed a bassissima pressione (30 millibar, più o meno la pressione del metano di casa)
Considerando che di solito usano gas in bombole, è solo questione di regolare il riduttore: solo nel caso che si usasse la rete del metano a bassa pressione, si dovrebbe usare per qualche tipo di cella un compressore (ma basterebbe anche lì allacciarsi alla rete di zona a 3 bar, o al metanodotto a 50 bar)

 

_AKRO_

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Inviato il: 20/4/2011,10:13

ciao a tutti, non so se nel link lo dice, ma il motore ha bisogno di qualche accorgimento per non buttarlo dopo pochi km
questo sistema ha un problema, che ossida velocemente le parti del motore
quindi è meglio usare un motore con cilindri in alluminio e canne cromate o nichelate, bisogna fare il riporto ceramico sulla testa e sul cielo dei pistoni, e sostituire tutto lo scarico con parti in acciaio inox.

master digit, tu hai provato con 36 volt, ma non è necessario usare voltaggi così alti. io ho fatto una prova con il caricabatteria del cellulare (5.7V, 500mA) e un po di elettrolisi l'ha fatta (il processo di elettrolisi comincia intorno a 1.2 volt)

 
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