Электролизер пластины: Сборка электролизера: электролиз своими руками в домашних условиях

Содержание

About my hydrogen generator. My hydrogen generator for my car.

   Электролизер сделан по книге Л.М.Якименко, И.Д.Модылевская, З.А.Ткачек «Электролиз воды», издательство «Химия», Москва, 1970. Она посвящена получению водорода методом электролиза воды. Отличная книга в которой есть ВСЁ об электролизе воды! Исключительно хорошее и качественное издание, равных которому нет и, скорее всего, больше не будет. Моя искренняя благодарность Авторам.

  Если Вы собрались экспериментировать с водородом, то пробегитесь взглядом по 267-ти страницам, и возвращайтесь к чтению, по мере возникновения вопросов. Книга найдена Гуглом, а копия лежит здесь.

  Электролизер, который вы видите на фотографии сверху, не является произведением искусства, но хорошо справляется со своими задачами. С практической точки зрения, он имеет одно большое преимущество: в него можно «вкачать» столько тока, сколько необходимо. Регулировка осуществляется концентрацией электролита. Единственное ограничение, которое существует, это нагрев.

После 40 А начинают нагреваться пластины электролизера и болты, по которым подводится ток.

  В отличии от всех остальных конструкций, которые наводнили Интернет, этот электролизер производит водород и кислород раздельно!!!  Цель конструкции – максимальная безопасность системы!

  Из чего он сделан и как? Это просто. На фотографии, ниже, Вы видите процесс подготовки, лист кровельного железа и выкройку, с оптимальным расположением заготовок. 

  Берем  ножницы по металлу и лист превращается в огромное количество мелких полосок – заготовок. Короткие это непосредственно пластины, длинные – кронштейны, по которым подводится ток к набору пластин. Средние пластины в два раза шире, чем боковые.

 

    Остается просверлить отверстия и собрать электролизер. Весьма досадная проблема заключалась в том, что длинные болты диаметром 4 мм и длиной 100 мм, найти не так просто, я бы сказал, невозможно.

Выход был найден в сварочных электродах, на которых в два прохода,  была нарезана резьба М4. Процесс берет не больше минуты, если использовать низко-оборотистую дрель на аккумуляторе. С помощью этой же дрели, и маленького трубореза, 8 мм трубка разрезается короткие цилиндрики, которые вставляются между пластинами при сборке.

  На этой фотографии Вы можете увидеть часть деталей, из которых  собраны электролизеры. Спереди, слева и справа, большая и малая пластины электролизера, в центре – пластина, которая удерживает мембрану. За ними кронштейны, на которых собраны малые пластины. В центре – труборез. Маленькие цилиндрики, оставшиеся в большом количестве, это то, что установлено между пластинами электролизера. Резиновые трубки защищают от короткого замыкания. Для того, что бы представить какое количество деталей необходимо для сборки десяти электролизеров и сколько это занимает места, скажу, что только маленьких цилиндриков необходимо изготовить более 60 штук на ячейку (на фотографии их только 50 : ).

Так или иначе, весь этот «ворох» деталей превращается в электролизеры.

  Результат на фотографии. Спереди – запасной электролизер из последней серии. Отличается тем, что все кронштейны изготовлены двойными. Сзади – то, что откаталось в автомобиле несколько месяцев. Он абсолютно работоспособный, не смотря на плохой внешний вид.

  Индикатором уровня электролита служит пластинка в правом верхнем углу, которая подключена к угловому болту. Такой же датчик уровня находится в противоположном углу.

  Цинк на пластинах, защищает их от коррозии и снимается непосредственно перед установкой в автомобиль. Поваренная соль (NaCl), в качестве электролита, легко и быстро освобождает пластины от цинка.

  Максимальный ток, на котором может работать такая ячейка ограничен. Как ни странно, это ограничение в болтах, которыми подводится ток к кронштейнам пластин. Каждый из них выдерживает ток до 10 Ампер, после которого начинает ощутимо нагреваться. В моих экспериментах были подключены ВСЕ контактные болты, четыре средних вместе и две группы по два, для правой и левой пластины.

При использовании обоих боковых пластин, ячейка долговременно выдерживает ток до 40 Ампер. Уменьшение общего тока через ячейку производилось отключением одной из боковых пластин.


    В заключение.

  С одной стороны — ячейка, по своей конструкции, получилась сложной. 

  С другой стороны — она обладает рядом полезных качеств:

  •      Легко повторяется в домашних условиях.
  •      Для ее изготовления не нужен специальный инструмент. 
  •      Все материалы – легко доступны.
  •      
    Производит водород и кислород отдельно.
  •      Конструкцию можно менять по желанию или по необходимости.
  •      Даже после сильной коррозии сохраняет работоспособность.
  •      Имеет очень большую площадь электродов, что уменьшает плотность тока.
  •      Позволяет регулировать ток через ячейку, переключением групп электродов.
  •      Два в одном! Имеет две ячейки в одной. 
  •      Вы можете использовать ЛЮБОЙ комп. блок питания для экспериментов.
  •      Такая конструкция, таки да, работает.

    Теперь предположим, что Вы собрались делать электролизер. Для экспериментов не хватает источника тока. Можно, конечно, использовать автомобильный аккумулятор с зарядным устройством. Но для домашних экспериментов это не подходит (аккумулятор постоянно воняет, а зарядное устройство раздражает постоянным жужжанием). Выход из положения – использовать старый блок питания от компьютера. 

        Об этом читаем дальше.

13.07.2011 SKootS

 

About my hydrogen generator — metal materials.

  Посмотрим какой металл можно использовать для изготовления  пластин электролизера.


 

    Металл для пластин (нержавейка).

  Напомню, что мы ищем материал, которого хватит для изготовления простого электролизера, состоящего из 11 пластин размером 120  мм на 120 мм.
  Хорошим материалом для электродов является нержавеющая сталь толщиной 0,8-1мм. Она не подвержена коррозии и не рождает рыжий осадок в электролите. В реальных конструкциях электролизеров применяется нержавейка толщиной от 0,1 до 1,5 мм. Единственным недостатком нержавейки, как и любой другой стали, является ее высокое (по сравнению с медью и алюминием) удельное сопротивление. При токах более 5 Ампер она начинает ощутимо нагреваться, чем тоньше, тем больше. Это накладывает некоторые ограничения на конструкцию.

    Итак.

  1. Если Вам удалось найти нержавейку толще, чем 0,8-2 мм, то эти проблемы Вас не касаются. При этом электролизер получится достаточно массивным и тяжелым. 
  2. При толщине меньше, чем 0,8 мм, ток к пластине пройдется подводить в нескольких местах.
  3. Очень тонкую нержавейку, то же можно использовать. Из нее изготавливаются сетки электробритв, фильтры соковыжималок, декоративные накладки и тд. Её можно скорее назвать фольгой, чем листом.

  Решить проблему с нагревом и механической прочностью позволяет установка прокладок из фольгированного стеклотекстолита или гетинакса, широко применяющегося для изготовления печатных плат. При этом, сторона покрытая медью прижимается к пластине из тонкой нержавейки и помогает прохождению тока. Для промежуточных пластин электролизера это не имеет значения. Как альтернативный вариант: из толстого металла выполнить только те пластины, к которым подводится электричество.

    Извечный вопрос «Где взять?».

  Если на близлежащих предприятиях, доноров нержавейки не нашлось, то стоит осмотреться вокруг. Вилки, ложки, посуда, раковина из нержавейки, стиральная машина …  – это все несерьезно. Одним из подходящих изделий является поднос (или разнос, если правильно) сделанный из нержавейки толщиной 0,2-0,3 мм и, конечно, китайского производства.  Существуют разных размеров. На маленький поднос свободно помещается один лист бумаги для принтера, на большой – два листа. Цена – правильная.

    Металл для пластин («ржавейка»:).

  Весьма логично будет предположить, что кроме обширного класса сталей с названием нержавейка, существует не менее большой класс называемый «ржавейка». Назовем этим названием все стали, которые корродируют (ржавеют) в присутствии воды и кислорода. Они не хуже нержавейки подходят для процессов электролиза, я бы даже сказал, что электролизеру все равно. Единственным недостатком является то, что такие пластины будут, хоть и медленно, корродировать, меняя цвет электролита и добавляя в него хлопья оксида железа. Проблема лечится установкой фильтра из мочалки в расширительный бачек, куда вся эта ерунда будет уноситься вместе с пеной выходящей из электролизера. Цвет электролита легко лечится фильтрованием через промокашку или бумажный фильтр используемый в кофеварках.

  Доноры, такой стали, могут выстраиваться в очередь. Корпуса от магнитофонов, видиков, музыкальных центров, СВЧ печки … Но самым лучшим донором будет корпус от старого компьютера, который уже несколько лет стоит под столом, а выкинуть его не поднимается рука. Перечень можно продолжать. К примеру, мой последний электролизер сделан из листа оцинкованного кровельного железа, а предыдущие модели работали на металле консервных банок.

  Недостаток таких вторичных материалов заключается в наличии покрытия, которое защищает их от ржавчины. Это может быть краска, оловянное или цинковое покрытие, а иногда и то и другое. Не спешите бежать в магазин за смывкой для старой краски или набором кислот, что бы избавится от защитного металла. Достаточно нагреть заготовки на кухонной плите. Краска сгорит сразу, хоть и с большим количеством едкого дыма. Если нагревание продолжить, то металл защитного покрытия начнет окисляться и его можно будет счистить вместе с остатками краски.

  В любом случае, металлические заготовки пластин электролизера придется прокалить на пламени плиты для того, что бы выжечь углерод с поверхности металла. Это улучшает эффективность электролиза, уменьшает коррозию и не позволяет углероду реагировать со щелочным электролитом превращая его в соду или что то подобное. К электродам из нержавейки это не относится.

  В заключение скажу, что если у Вас «нет выхода» на гильотинные резку, которая с легкостью нарубит необходимые заготовки, то не стоит отчаиваться. Тонкие листы легко режутся ножницами по металлу, а толстые — ножовкой. Если у Вас уже есть небольшой электролизер, то резка тонкого металла, пламенем водородной горелки, превращается в удовольствие. Варит водород не очень хорошо, но за то режет  …

  Этот обзор по материалам показывает, что если есть время и желание, то материал, для изготовления простого электролизера, не найдет только ленивый.

   Решаем вопрос с источником тока для электролизера (20+ Ампер, 12 – 14 Вольт).

   Идеальным источником тока для будущего электролизера является зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. При чем, чем проще зарядное устройство, тем лучше.

   Одна только проблема: бытовые зарядные устройства не дают более 10 Ампер, долговременно. Придется ставить промежуточный аккумулятор (и мириться с постоянным запахом серной кислоты в квартире) или покупать профессиональную зарядку (что бессмысленно дорого).

   Более простое решение – переделать блок питания от старого компьютера и наслаждаться 15 Амперами при 12-ти Вольтах или 30-ю Амперами при 5-ти (3,3) Вольтах. Как это сделать, не вскрывая корпуса компьютерного блока питания и ничего не перепаивая, смотрим здесь.

   Если, к примеру, нужен ток 25 Ампер (12 В), то проблема, так просто не решается. Можно, конечно, включить два компьютерных блока питания в параллель, предварительно «развязав» их диодами и балластными резисторами. Но тогда, на всей этой дополнительной «кухне», потеряется около 1-го Вольта и мы получим 25 Ампер, но уже при 11-ти Вольтах. Что бы поднять выходное напряжение придется потратить месяц — вскрывая блоки питания, ища схемы, подбирая элементы …

  Но мы не по этим делам. Нам нужен простой и дешевый (лучше бесплатный : ) блок питания на 40+ Ампер (12,6+ Вольт) и ни пульсации, ни стабильность выходного напряжения нас совсем не интересуют. Что делать?

   В этом случае, единственный и реальный вариант, это переделать нерабочую СВЧ печку в зарядное устройство / источник питания электролизера. Это более, чем реально. Как устроена СВЧ печка, Вы можете посмотреть здесь. Конструкция профессионального зарядного устройства на 60 Ампер – здесь. Это даст идеи как скомпоновать все вместе.

  А если проблему с источником тока для электролизера Вы уже решили, то перейдите сюда. Это даст идеи как выполнить электрические подключения в автомобиле, подобрать провода, реле, переключатели и не «наступать на грабли» плохого автоэлектрика.

30.04.2011 SKootS

Атомная энергия. Том 5, вып. 1. — 1958 — Электронная библиотека «История Росатома»

Атомная энергия. Том 5, вып. 1. — 1958 — Электронная библиотека «История Росатома»

Главная → Указатель произведений

ЭлектроннаябиблиотекаИстория Росатома

Ничего не найдено.

Загрузка результатов…

 

 

Закладки

 

 

 

Обложка12345678910111212 вкл. 1131414 вкл. 1151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454646 вкл. 14748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798080 вкл. 1818282 вкл. 182 вкл. 282 вкл. 382 вкл. 4838485868788899090 вкл. 1919293949596979899100

 

 

Увеличить/уменьшить масштаб

По ширине страницы

По высоте страницы

Постранично/Разворот

Поворот страницы

Навигация по документу

Закладки

Поиск в издании

Структура документа

Скопировать текст страницы

(работает в Chrome 42+,
Microsoft Internet Explorer и Mozilla FireFox
c установленным Adobe Flash Player)

Добавить в закладки

Текущие страницы выделены рамкой.

 

Содержание

ОбложкаОбложка

1Титульные листы

3Содержание

 5Статьи

 5

Бочвар А. А., Конобеевский С. Т., Займовский А. С., Сергеев Г. Я., Кутайцев В. И., Правдюк Н. Ф., Левитский Б. М.

Исследования в области металловедения плутония, урана и их сплавов 24

Картушова Р. Е., Руденко Т. И., Фомин В. В.

Термическое разложение оксалатов четырехвалентного и трехвалентного плутония 29

Королев В. В., Сидорова И. И.

Электрическое моделирование ядерных реакторов 44

Лазуков Н. А., Челноков И. Е., Иванов В. П.

Исследование на стенде экспериментального ядерного реактора ВВР-С 52

Бродский А. И.

Применение изотопов к изучению химического строения и механизма реакций 64

Комаишко Г. С., Матвиенко В. И., Пермяков В. М., Субботин Е. С., Феофилов О. Г.

О некоторых методах массового изготовления Po-α-Be-нейтронных источников

 68Письма в редакцию

 68

Бялобжеский А. В., Вальков В. Д.

Метод определения количества задержанных электронов и поглощенной энергии моноэнергетического электронного пучка 69

Владимирский В. В., Панов А. А., Радкевич И. А., Соколовский В. В.

Измерение сечения деления U233 и полных эффективных сечений мышьяка, ванадия, тантала и висмута 71

Протопопов А. Н., Блинов М. В.

Определение среднего числа нейтронов, испускаемых при делении U233 нейтронами с энергией 14,8 Мэв 71

Горшков Г. В., Кодюков В. М.

Поглощение водой γ-излучения от точечных и объемных источников 73

Алимарин И. П., Свобода К. Ф.

Некоторые особенности выходов процесса Сцилларда—Чалмерса у алкилпроизводных йода 75

Ильин Д. И., Петрова А. И., Чепкасова Н. Я.

К вопросу о миграции радиоактивных веществ из открытого водоема

 78Новости науки и техники

 78

Рудаков В. П.

VIII Всесоюзное совещание по ядерной спектроскопии 80

В. П.

Исследования взаимодействия космических лучей с веществом 82

В. С.

Тепловые нейтронные константы элементов 83

В. А.

Французский исследовательский реактор EL-3 84

Г. З.

Литье урановых сплавов под давлением 86

В. П.

Фторный электролизер большой производительности и срока службы 87

В. П.

Фторная установка для получения ~11,5 кг фтора в час 88

Черносвитов Ю. Л.

Ураноносные пегматиты в районе Бэнкрофт 90

М. К.

Подземный атомный взрыв 91

С. Л.

Содержание некоторых радиоактивных веществ во внешней среде и организме человека

 92Краткие сообщения

 95Справки и библиография

 95Термины и определения

 95Новая литература

 99Список иностранных журналов, используемых редакцией в разделах «Новости науки и техники» и «Справки и библиография»

100Содержание приложения 3—4 к журналу «Атомная энергия» за 1958 г.

100Концевая страница

 

 

Обращаясь к сайту «История Росатома — Электронная библиотека»,
я соглашаюсь с условиями использования представленных там материалов.

Правила сайта (далее – Правила)

  1. Общие положения
    1. Настоящие правила определяют порядок и условия использования материалов, размещенных на сайте www.biblioatom.ru (далее именуется Сайт), а также правила использования материалов Сайтом и порядок взаимодействия с Администрацией Сайта.
    2. Любые материалы, размещенные на Сайте, являются объектами интеллектуальной собственности (объектами авторского права или смежных прав, а также прав на средства индивидуализации). Права Администрации Сайта на указанные материалы охраняются законодательством о правах на результаты интеллектуальной деятельности.
    3. Использование материалов, размещенных на Сайте, допускается только с письменного согласия Администрации Сайта или иного правообладателя, прямо указанного на конкретном материале, размещенном на Сайте, или в непосредственной близости от указанного материала.
    4. Права на использование и разрешение использования материалов, размещенных на Сайте, принадлежащих иным правообладателям, нежели Администрация Сайта, допускается с разрешения таких правообладателей или в соответствии с условиями, установленными такими правообладателями. Никакое из положений настоящих Правил не дает прав третьим лицам на использование материалов правообладателей, прямо указанных на конкретном материале, размещенном на Сайте, или в непосредственной близости от указанного материала.
    5. Настоящие Правила распространяют свое действие на следующих пользователей: информационные агентства, электронные и печатные средства массовой информации, любые физические и юридические лица, а также индивидуальные предприниматели (далее — «Пользователи»).
  2. Использование материалов. Виды использования
    1. Под использованием материалов Сайта понимается воспроизведение, распространение, публичный показ, сообщение в эфир, сообщение по кабелю, перевод, переработка, доведение до всеобщего сведения и иные способы использования, предусмотренные действующим законодательством Российской Федерации.
    2. Использование материалов Сайта без получения разрешения от Администрации Сайта не допустимо.
    3. Внесение каких-либо изменений и/или дополнений в материалы Сайта запрещено.
    4. Использование материалов Сайта осуществляется на основании договоров с Администрацией Сайта, заключенных в письменной форме, или на основании письменного разрешения, выданного Администрацией Сайта.
    5. Запрещается любое использование (бездоговорное/без разрешения) фото-, графических, видео-, аудио- и иных материалов, размещенных на Сайте, принадлежащих Администрации Сайта и иным правообладателям (третьим лицам).
    6. Стоимость использования каждого конкретного материала или выдача разрешения на его использование согласуется Пользователем и Администрацией Сайта в каждом конкретном случае.
    7. В случае необходимости использования материалов Сайта, права на которые принадлежат третьим лицам (иным правообладателям, нежели Администрация Сайта, о чем прямо указано на таких материалах либо в непосредственной близости от них), Пользователи обязаны обращаться к правообладателям таких материалов для получения разрешения на использование материалов.
  3. Обязанности Пользователей при использовании материалов Сайта
    1. 3.1. При использовании материалов Сайта в любых целях при наличии разрешения Администрации Сайта, ссылка на Сайт обязательна и осуществляется в следующем виде:
      1. в печатных изданиях или в иных формах на материальных носителях Пользователи обязаны в каждом случае использования материалов указать источник – электронная библиотека «История Росатома» (www. biblioatom.ru)
      2. в интернете или иных формах использования в электронном виде не на материальных носителях, Пользователи в каждом случае использования материалов обязаны разместить гиперссылку на Сайт — электронная библиотека «История Росатома» (www.biblioatom.ru), гиперссылка должна являться активной и прямой, при нажатии на которую Пользователь переходит на конкретную страницу Сайта, с которой заимствован материал.
      3. Ссылка на источник или гиперссылка, указанные в пп. 3.1.1 и 3.1.2. настоящих Правил, должны быть помещены Пользователем в начале используемого текстового материала, а также непосредственно под используемым аудио-, видео-, фотоматериалом, графическим материалом Администрации Сайта.
    2. Размеры шрифта ссылки на источник или гиперссылки не должны быть меньше размера шрифта текста, в котором используются материалы Сайта, либо размера шрифта текста Пользователя, сопровождающего аудио-, видео-, фотоматериалы и графические материалы Сайта, а также цвет ссылки должен быть идентичен цветам ссылок на Сайте и должен быть видимым Пользователю.
    3. Использование материалов с Сайта, полученных из вторичных источников (от иных правообладателей, нежели Администрация Сайта, о чем прямо указано на таких материалах либо в непосредственной близости от них), возможно только со ссылкой на эти источники и, в случае необходимости, установленной такими источниками (правообладателями), — с их разрешения.
    4. Не допускается переработка оригинального материала (произведения), взятого с Сайта, в том числе сокращение материала, иная его переработка, в том числе приводящая к искажению его смысла.
  4. Права на материалы третьих лиц, урегулирование претензий
    1. Материалы, права на которые принадлежат третьим лицам, размещенные на Сайте, размещены либо с разрешения правообладателя, полученного Администрацией Сайта, либо, в случае, если таковое использование прямо не запрещено правообладателем, в соответствии с Законодательством РФ в информационных целях с обязательным указанием имени автора, материал которого используется, и источника заимствования.
    2. В случае, если в обозначении авторства материалов в соответствии с п. 4.1. настоящих Правил содержится ошибка, или в случае использования материала с предполагаемым или реальным нарушением прав третьих лиц, или в иных спорных случаях использования объектов интеллектуальной собственности, размещенных на Сайте, в том числе в случае, когда права третьего лица тем или иным образом нарушаются с использованием Сайта, применяется следующая схема урегулирования претензий третьих лиц к Администрации Сайта:
      1. в адрес Администрации Сайта по электронной почте на адрес [email protected] направляется претензия, содержащая информацию об объекте интеллектуальной собственности, права на который принадлежат заявителю и который используется незаконно посредством Сайта или с нарушением правил использования, или иным образом права заявителя как обладателя исключительного права на объект интеллектуальной собственности, размещенный на Сайте, нарушены посредством Сайта, с приложением документов, подтверждающих правомочия заявителя, данные о правообладателе и копия доверенности на действия от лица правообладателя, если лицо, направляющее претензию, не является руководителем компании правообладателя или непосредственно физическим лицом — правообладателем. В претензии также указывается адрес страницы Сайта, которая содержит данные, нарушающие права, и излагается полное описание сути нарушения прав;
      2. Администрация Сайта обязуется рассмотреть надлежаще оформленную претензию в срок не менее 5 (пяти) рабочих дней с даты ее получения по электронной почте. Администрация Сайта обязуется уведомить заявителя о результатах рассмотрения его заявления (претензии) посредством отправки письма по электронной почте на адрес, указанный заявителем, а также направить ответ в письменном виде на адрес, указанный заявителем (в случае неуказания такового адреса отправки, обязательство по предоставлению письменного ответа на претензию с Администрации Сайта снимается). В том числе, Администрация Сайта вправе запросить дополнительные документы, свидетельства, данные, подтверждающие законность предъявляемой претензии. В случае признания претензии правомерной, Администрация Сайта примет все возможные меры, необходимые для прекращения нарушения прав заявителя и урегулирования претензии;
      3. Администрация Сайта в любом случае предпринимает все возможные меры к скорейшему удовлетворению обоснованных претензий третьих лиц и стремиться к максимально скорому урегулированию всех спорных вопросов.
  5. Прочие условия
    1. Администрация Сайта оставляет за собой право изменять настоящие Правила в одностороннем порядке в любое время без уведомления Пользователей. Любые изменения будут размещены на Сайте. Изменения вступают в силу с момента их опубликования на Сайте.
    2. По всем вопросам использования материалов Сайта Пользователи могут обращаться к Администрации Сайта по следующим координатам: [email protected]
    3. Во всем, что не урегулировано настоящими Правилами в отношении вопросов использования материалов на Сайте, стороны руководствуются положениями Законодательства РФ.

СогласенНе согласен

Электролизер своими руками — советы по изготовлению

В свое время с помощью электролиза из расплавов солей удалось впервые выделить чистые калий, натрий и многие другие металлы.

Сегодня этот процесс применяют и в быту – для «добычи» водорода из воды. Технология более чем доступна, ведь прибор для электролиза воды представляет собой всего лишь контейнер с раствором соды, в который погружены электроды.

Далее мы посмотрим, как делается электролизер для получения водорода своими руками из доступных деталей дома и какие разновидности этого прибора научились делать домашние умельцы.

Содержание

  • 1 Модель с двумя фильтрами
  • 2 Устройство с верхним расположением контейнера
  • 3 Модель с нижним расположением контейнера
  • 4 Устройство с двумя клапанами
  • 5 Модели на три клапана
  • 6 Устройство с оцинкованной платой
  • 7 Модель с оргстеклом
  • 8 Модель на электродах
  • 9 Применение пластиковых прокладок
  • 10 Модель на две контактные клеммы
  • 11 Схематическое представление
  • 12 Заключение
  • 13 Видео на тему

Модель с двумя фильтрами

Электродами служат небольшие квадратные листы, вырезанные из оцинкованной стали или, лучше, из нержавейки марки 03Х16Н15М3 (AISI 316L). Обычная сталь будет очень быстро «съедена» электрохимической коррозией.

[ads-pc-2]Прорезав ножом отверстие в стенке контейнера, нужно установить на нем два фильтра грубой очистки – подойдут «грязевики» (второе название – косой фильтр) или фильтры от стиральных машин.

Далее контейнер при помощи болтов фиксируют на металлическом основании, после чего к нему присоединяют обратный клапан.

Следом устанавливаются плата толщиной 2,3 мм и барботажная трубка.

Завершается создание электролизера установкой форсунки с затвором, расположенным со стороны платы.[ads-mob-1]

Устройство с верхним расположением контейнера

Электроды выполняются из нержавеющего листа размером 50х50 см, который нужно разрезать болгаркой на 16 равных квадратов. Один угол каждой пластины подрезается, а в противоположном выполняется отверстие под болт М6.

Один за другим электроды одеваются на болт, а изоляторы для них нарезаются из резиновой или силиконовой трубки. Как вариант, можно воспользоваться трубкой от водяного уровня.

Контейнер фиксируется при помощи штуцеров и только после этого устанавливаются барботажная трубка и электроды с клеммами.

Модель с нижним расположением контейнера

В этом варианте сборку прибора начинают с нержавеющего основания, размеры которого должны соответствовать размерам контейнера. Далее устанавливают плату и трубку. Монтаж фильтров в данной модификации не требуется.

Затем к нижней плате нужно прикрепить 6-миллиметровыми винтами затвор.

Установка форсунки осуществляется посредством штуцера. Если все же принято решение установить фильтры, то для их крепления следует использовать пластиковые зажимы на резиновых прокладках.

Готовое устройство

Толщина изоляторов между пластинами-электродами должна составлять 1 мм. При таком зазоре сила тока будет достаточной для качественного электролиза, в то же время пузырьки газа смогут легко оторваться от электродов.

К полюсам источника питания пластины подключаются поочередно, например, первая пластина – к «плюсу», вторая – к «минусу» и т.д.

Устройство с двумя клапанами

Процесс изготовления 2-клапанной модели электролизера не отличается особой сложностью. Как и в предыдущем варианте, сборку следует начинать с подготовки основания. Выполняется оно из стальной листовой заготовки, которую нужно подрезать в соответствии с размерами контейнера.

К основанию прочно крепится плата (применяем винты М6), после чего можно устанавливать трубку для барботажа диаметром не менее 33 мм. Подобрав к устройству затвор, можно приступать к монтажу клапанов.

Пластиковый контейнер

Первый устанавливается на основании трубы, для чего в этом месте необходимо закрепить штуцер. Соединение уплотняется зажимным кольцом, после чего устанавливается еще одна пластина – она понадобится для фиксации затвора.

Второй клапан следует монтировать на трубе с отступом от края в 20 мм.

Модели на три клапана

Эта модификация отличается не только количеством клапанов, но также и тем, что основание для нее должно быть особенно прочным. Применяется все та же нержавеющая сталь, но большей толщины.

Место для установки клапана №1 нужно выбирать на входной трубе (она подсоединяется прямо к контейнеру). После этого следует закрепить верхнюю пластину и вторую трубку барботажного типа. Клапан №2 устанавливают на конце этой трубки.

Штуцер при установке второго клапана нужно крепить с достаточной жесткостью. Также потребуется зажимное кольцо.

Готовый вариант водородной горелки

Следующий этап – изготовление и установка затвора, после чего к трубе прикручивают клапан №3. При помощи шпилек он должен соединяться с форсункой, при этом посредством прокладок из резины должна быть обеспечена изоляция.

Вода в чистом виде (дистиллированная) является диэлектриком и чтобы электролизер работал с достаточной производительностью, ее следует превратить в раствор.

Наилучшие показатели демонстрируют не солевые, а щелочные растворы. Для их приготовления в воду можно добавить пищевую или каустическую соду. Также подойдут некоторые средства бытовой химии, например, «Мистер Мускул» или «Крот».

Устройство с оцинкованной платой

Очень распространенная версия электролизера, применяющаяся, главным образом, в системах отопления.

Подобрав основание и контейнер, соединяют винтами (их понадобится 4 шт.) платы. Затем сверху на приборе устанавливают изолирующую прокладку.

Стенки контейнера не должны обладать электропроводимостью, то есть быть изготовленными из металла. Если есть необходимость сделать емкость высокопрочной, нужно взять пластиковый контейнер, и поместить его в того же размера металлическую оболочку.

Остается прикрутить контейнер шпильками к основанию, и установить затвор с клеммами.

Модель с оргстеклом

Сборку электролизера с применением заготовок из органического стекла назвать простой задачей нельзя – данный материал достаточно сложен в обработке.

Трудности могут подстерегать и на этапе поиска контейнера подходящего размера.

В углах платы высверливают по одному отверстию, после чего приступают к монтажу пластин. Шаг между ними должен составлять 15 мм.

На следующем этапе переходят к установке затвора. Как и в других модификациях, следует применять прокладки из резины. Только нужно учесть, что в данной конструкции их толщина должна составлять не более 2-х мм.

Модель на электродах

Несмотря на слегка настораживающее название, эта модификация электролизера также вполне доступна для самостоятельного изготовления. В этот раз сборку прибора начинают снизу, укрепляя на прочном стальном основании затвор. Контейнер с электролитом, как и в одном из вышеописанных вариантов, расположим сверху.

После затвора приступают к монтажу трубки. Если размеры контейнера позволяют, ее можно оснастить двумя фильтрами.

Далее прикручивают форсунку и принимаются за установку верхнего стального листа. При этом должны соблюдаться два условия:

  • лист не касается контейнера;
  • расстояние между ним (листом) и зажимными винтами должно составлять 20 мм.

При таком исполнении генератора водорода электроды следует крепить к затвору, размещая по другую сторону от него клеммы.

Применение пластиковых прокладок

Вариант изготовления электролизера с прокладками из полимеров позволяет применить алюминиевый контейнер вместо пластикового. Благодаря прокладкам, он будет надежно изолирован.

Вырезая прокладки из пластика (понадобится 4 шт.), необходимо придать им форму прямоугольников. Они укладываются по углам основания, обеспечивая зазор в 2 мм.

Теперь можно приступать к установке контейнера. Для этого понадобится еще один лист, в котором просверливают 4 отверстия. Их диаметр должен соответствовать наружному диаметру резьбы М6 – именно такими винтами будет прикручиваться контейнер.

Стенки у алюминиевого контейнера жестче, чем у пластикового, поэтому для более надежного крепления под головки винтов следует подложить шайбы из резины.

Остается заключительный этап – установка затвора и клемм. [ads-mob-2]

Модель на две контактные клеммы

К основанию, выполненному из стального или алюминиевого листа, прикрепите при помощи цилиндров или винтов пластиковый контейнер. После этого нужно установить затвор.

В этой модификации применяется игольчатая форсунка диаметром в 3 мм или чуть больше. Ее нужно установить на свое место, подсоединив к контейнеру.

Теперь при помощи проводников нужно присоединить клеммы прямо к нижней плате.

Последним элементом монтируется трубка, причем место, в котором она присоединяется к контейнеру, должно быть уплотнено зажимным кольцом.

Фильтры можно позаимствовать в поломанных стиральных машинах либо установить обычные «грязевики».

Еще на шпинделе нужно будет закрепить два клапана.

Схематическое представление

Схематичное описание реакции электролиза займет не более двух строк: положительно заряженные ионы водорода устремляются к отрицательно заряженному электроду, а отрицательно заряженные ионы кислорода – к положительному. Для чего вместо чистой воды приходится применять электролитический раствор? Дело в том, что для разрыва молекулы воды требуется достаточно мощное электрическое поле.

Соль или щелочь выполняет значительную часть этой работы химическим путем: атом металла, имеющий положительный заряд, притягивает к себе отрицательно заряженные гидроксогруппы ОН, а щелочной или кислотный остаток, имеющий отрицательный заряд – положительные ионы водорода Н. Таким образом, электрическому полю остается только растащить ионы к электродам.

Схема электролизера

Наилучшим образом электролиз проходит в растворе соды, одна часть которой разбавляется в сорока частях воды.

Наилучшим материалом для электродов, как уже говорилось, является нержавеющая сталь, а вот для изготовления пластин лучше всего подходит золото. Чем большей будет их площадь и чем выше сила тока – тем в большем объеме будет выделяться газ.

Прокладки можно делать из различных токонепроводящих материалов, но лучше всего для этой роли подходит поливинилхлорид (ПВХ).

Заключение

[ads-pc-4]Электролизер может эффективно применяться не только в промышленности, но и в обиходе.

Вырабатываемый им водород можно превратить в топливо для приготовления пищи, или обогащать им бензо-воздушную смесь, повышая мощность автомобильных двигателей.

Несмотря на простоту принципиального устройства прибора, умельцы научились изготавливать целый ряд его разновидностей: любую из них читатель сможет изготовить собственноручно.

Видео на тему

  • Предыдущая записьВоздушный клапан для отопления: назначение, принцип действия и конструктивные особенности
  • Следующая записьНасколько необходим ИБП для циркуляционного насоса отопления? Выбор бесперебойника, примерные цены на приборы

Adblock
detector

Электролизер — газогенератор.

Электролизер — газогенератор.
Начало

Установка на рабочее месте расширяет творческие возможности мастера при выполнении работ: пайка твердым припоем, изготовление, ремонту ювелирных изделий и многое другое… Установка является безопасной и высокоэкологической, так как при сгорании газов получается просто перегретый водяной пар, не имеющий цвета и запаха.

Основная часть устройства электролизера состоит из ряда герметических полостей, образованных из стальных пластин — электродов, раз-деленных резиновыми кольцами и сжатых пластинами (стенки), выполненными из оргстекла. Герметизация набранного пакета, таким образом, осуществляется четырьмя шпильками. Внутренняя часть электролизера (полости) наполовину заполнена водным раствором NaOH или КОН.
    Приложенное к пластинам-электродам постоянное напряжение вызывает электролиз воды и выделение газообразного водорода и кислорода.
Эта смесь отводится через надетую на штуцер полихлорвиниловую трубку в промежуточную емкость, из нее в водный затвор, которые сделаны из двух порожних баллончиков для заправки газовых зажигалок (баллончики завода “Северный пресс” г. Ленинград). Газ, прошедший через водный затвор, где смесь воды с ацетоном в соотношении 1:1 приобретает необходимый для горения состав, и отведенный другой трубкой в форсунку в медицинский шприц с иглой, сгорает у ее выходного отверстия с температурой порядка 1800° С, так работает электролизер. Конструкция установки проста. Стенки электролизера выполнены из оргстекла толщиной 25 мм, химически стоек к электролитам и позволяет визуально контролировать его уровень, чтобы при необходимости добавлять через наливное отверстие дистиллированную воду.
    Пластины-электроды изготовлены из нержавеющей стали любой марки, толщиной 0,6—0,8 мм. Для удобства сборки в пластинах выдавлены круглые углубления под резиновые кольца уплотнения, глубина их при толщине кольца 5—6 мм должна быть 2—3 мм.
    Кольца, предназначенные для герметизации внутренней полости и электрической изоляции пластин, вырезаются из листовой кислотоупорен или маслобензостойкой резины. Все детали соединяют с помощью четырех шпилек М8, изолированных полихлорвиниловой трубкой.
    Количество пластин-электродов в сборе — 10. Оно определяется параметрами блока электропитания: его мощностью и максимальным напряжением — из расчета 2 В на пластину. Потребляемый ток зависит от количества задействованных пластин (чем их меньше, тем ток больше) и от концентрации раствора щелочи. В работе лучше применять 4—8%-ный раствор электролита, при работе он не так сильно пенится.

Выводы с электронаконечниками припаиваются к первой и трем последним пластинам. В качестве источника питания можно использовать выпрямитель, описанный в книге (совет 16). или стандартное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов ВА-2, подключенное на 8 пластин, при напряжении 17 В и токе около 5 А, которое обеспечивает необходимую производительность горючей смеси для форсунки-иглы с внутренним диаметром  0,6 мм- Оптимальное соотношение диаметра иглы форсунки и производительности электролиза устанавливается опытным путем так, чтобы зона воспламенения смеси располагалась вне иглы. Если производительность мала или диаметр отверстия слишком велик, горениеначнется в самой игле, которая от этого быстро разогреется и оплавится.
    Надежным заслоном от распространения пламени по подводящей трубке внутрь электролизера является водяной затвор, который выполнен из полупрозрачного материала и позволяет контролировать уровень жидкостей в водяном растворе. Промежуточная емкость исключает возможность смешивания электролита и состава водного затвора в режимах интенсивной работы или под действием разряжения, возникающего при выключении электропитания. А чтобы этого избежать, по окончании работы следует сразу же отсоединить трубку от электролизера. Штуцеры емкостей сделаны из медных трубок диаметром 4 и 6 мм, устанавливаются в верхней части баллончиков на резьбе. Через них же осуществляется заливка состава водного затвора и слив конденсата из разделительной емкости.
    Соедините короткой полихлорвиниловой трубкой диаметром 5 мм электролизер с промежуточной емкостью, последнюю — с водным затвором, а его выходной штуцер с более длинной трубкой (шланг) с форсункой—медицинский шприц с иглой. Внутрь рукоятки (шприца) помещается огнегасительная набивка — латунная сетка, свернутая в спираль.
    Включите выпрямитель, подрегулируйте напряжением или количеством подключаемых пластин номинальный ток и подожгите выходящий из форсунки газ. Температура пламени также поддается некоторой корректировке составом водяного раствора, если залить в водяной раствор метиловый спирт, можно поднять температуру факела до 2600° С, для снижения температуры пламени водяной затвор заполняют смесью ацетона и воды в соотношении 1:1.


Журнал “Моделист-конструктор”

Сайт управляется системой uCoz

АНАЛИЗ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ АНОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ФТОРА

Том 330 № 4 (2019)
DOI https://doi.
org/10.18799/24131830/2019/4/202

Актуальность исследования. Единственным промышленным способом получения фтора является электролиз фтороводорода из расплавов гидрофторидов калия системы KF·nHF. При этом в основном используют среднетемпературные (95–105 °С) электролизеры с электролитом состава KF·2HF на силу тока от 5 до 40 кА. Электролизер является весьма сложным аппаратом, в котором решено множество проблем, связанных с агрессивностью сред фтора, фтороводорода и других фторидов. В то же время существует технологическая задача увеличения эксплуатационной стойкости анодов, которые изготавливают из углеродных пластин. Углерод имеет в зависимости от строения материала различную структуру: графит, сажа, кокс, алмаз и другие. Для среднетемпературного электролиза наиболее устойчивой формой углерода, в которой углерод имеет разупорядоченную рентген-аморфную структуру, оказался кокс, поэтому эти пластины называют коксовыми. Коксовые пластины получают в основном из нефтяного пиролизного малосернистого кокса определенного фракционного состава и каменноугольного пека. В последнее время качество коксовых пластин стало крайне низким: некоторые компоненты пластин были заменены на более дешевые, например, нефтяной пек – на каменноугольный. Качество коксовых пластин российских производителей должно соответствовать требованиям ТУ 48-12-34-95 «Пластины коксовые обожженные». В ТУ приведены следующие показатели и требования к ним: кажущаяся плотность – не менее 1,64 кг/дм3; прочность на сжатие – не менее 58,8 МПа; пористость – не более 21 %; содержание золы – не более 0,6 %; удельное электрическое сопротивление – (25–40) мкОм·м. При анализе фторного производства России было замечено, что срок службы многих коксовых пластин, удовлетворяющих требованиям ТУ, не является максимальным. Это свидетельствует о недостаточности числа показателей для оценки качества коксовых пластин, установленных этим ТУ. Поэтому исследования, направленные на разработку новых способов оценки качества коксовых пластин, являются актуальными.   В связи с этим нами был проведен комплексный анализ качества коксовых пластин, выпускаемых зарубежными фирмами, с целью проверки возможности использования их при производстве фтора в России. Цель: проведение анализов по определению физико-механических, химических и физико-химических характеристик коксовых пластин зарубежных фирм и установление их качества. Методы: дифференциальный термический анализ, рентгеноструктурный анализ, атомно-эмиссионная спектроскопия, сканирующая электронная микроскопия, физико-механические и электрические методы анализа. Результаты. Были определены: плотность, пористость, зольность, удельное электрическое сопротивление, прочность на сжатие коксовых пластин иностранных производителей, которые в основном удовлетворяют требованиям российского ТУ 48-12-34-95, но имеют и различия. Прочность на сжатие китайских пластин марки «HS» превосходит требования ТУ почти в 1,8 раз. Пористость и зольность японских пластин значительно ниже требований российского ТУ. В связи с этим провели элементный анализ пластин методом атомно-эмиссионной спектроскопии и установили, что химические составы коксовых пластин близки. Суммарное содержание примесей в исследованных коксовых пластинах не превышает 0,5–0,6 мас. %, причем содержание основной вредной примеси – серы – в образцах не превышает 0,1–0,3 %. Определили размеры пор и их распределение в пластинах с применением сканирующей электронной микроскопии. В целом для французских и китайских образцов характерны поры с размерами в интервале 2,9–117 мкм, для немецких образцов – с размерами менее 5,9 мкм. Почти 70 % пор японских образцов соответствуют трем интервалам: 2,9–5,9; 2,0–2,3 и 0,9–2,0 мкм. Анализом с использованием рентгеновских лучей установили, что материалы всех производителей имеют схожие дифракционные картины, кроме японских «GS-R», для которых характерно наличие значительного количества углерода со структурой графита, определенных по положению рефлексов. Это, видимо, связано с различными условиями процесса кристаллообразования при изготовлении данных коксовых пластин. По результатам дифференциально-термического анализа определили характеристики основных процессов, протекающих при нагревании образцов коксовых пластин в атмосфере воздуха, и провели их классификацию по термической стойкости.  

Ключевые слова:

Коксовые пластины, механические характеристики, пористость, электрическое сопротивление, зольность, химический состав, дифференциальный термический анализ, сканирующая электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, атомно-эмиссионный анализ

Авторы:

Владимир Леонидович Софронов

Петр Борисович Молоков

Александра Валерьевна Муслимова

Анна Вадимовна Полянская

Юрий Петрович Дамм

Андрей Иванович Рудников

Скачать PDF

На пути к замене титана медью в биполярных пластинах для электролиза воды с протонообменной мембраной

Введение в водородную технологию. Джон Уайли и сыновья; Хобокен, Нью-Джерси, США: 2009. с. 211. [Google Scholar]

2. Динсер И., Акар С. Обзор и оценка методов производства водорода для повышения устойчивости. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2015;40:11094–11111. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.12.035. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

3. Wittstadt U. Электролиз: Производство водорода с использованием электричества. В: Züttel A., Borgschulte A., Schlapbach L., редакторы. Водород как энергоноситель будущего. Wiley-ВЧ; Вайнхайм, Германия: 2008. с. 155. [Google Scholar]

4. Милле П., Нгамени Р., Григорьев С.А., Мбемба Н., Бриссет Ф., Ранджбари А., Этьеван К. Электролизеры воды с ФЭМ: от электрокатализа к разработке стеков. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2010;35:5043–5052. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.09.015. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

5. Лангеманн М., Фриц Д.Л., Мюллер М., Столтен Д. Проверка и характеристика подходящих материалов для биполярных пластин в электролизе воды PEM. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2015;40:11385–11391. doi: 10.1016/j.ijhydene.2015.04.155. [CrossRef] [Google Scholar]

6. Ледре С., Конгштейн О.Е., Эдегаард А., Каролиуссен Х., Селанд Ф. Материалы для биполярных пластин водного электролизера с протонообменной мембраной. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2017;42:2713–2723. doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.11.106. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

7. Панто Ф., Сиракузано С., Бригульо Н., Арико А.С. Долговечность мембранно-электродной сборки на основе катализатора рекомбинации для проведения электролиза при высокой плотности тока. заявл. Энергия. 2020;279:115809. doi: 10.1016/j.apenergy.2020.115809. [CrossRef] [Google Scholar]

8. Сиракузано С., Ван Дейк Н., Бэкхаус Р., Мерло Л., Баглио В., Арико А.С. Проблемы деградации МЭА электролиза PEM. Продлить. Энергия. 2018;123:52–57. doi: 10.1016/j.renene.2018.02.024. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

9. Сиракузано С., Трочино С., Бригульо Н., Панто Ф., Арико А. С. Анализ снижения производительности в стационарных и нагрузочно-термических циклах водных электролизеров с протонообменной мембраной. J. Источники питания. 2020;468:228390. doi: 10.1016/j.jpowsour.2020.228390. [CrossRef] [Google Scholar]

10. Dodwell J., Maier M., Majasan J., Jervis R., Castanheira L., Shearing P., Hinds G., Brett D.J.L. Открытая схема растворения платины с катода в мембранных электролизерах с полимерным электролитом. J. Источники энергии. 2021;498:229937. doi: 10.1016/j.jpowsour.2021.229937. [CrossRef] [Google Scholar]

11. Берч М.Дж., Левински К.А., Бакетт М.И., Луопа С., Сан Ф., Олсон Э.Дж., Стейнбах А.Дж. Новый рабочий процесс для изучения истончения и растворения Ir-электрода в водных электролизёрах с протонообменной мембраной. J. Источники энергии. 2021;500:229978. doi: 10.1016/j.jpowsour.2021.229978. [CrossRef] [Google Scholar]

12. Кармо М., Фриц Д.Л., Мергель Дж., Столтен Д. Всесторонний обзор электролиза воды PEM. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2013;38:4901–4934. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.01.151. [CrossRef] [Google Scholar]

13. Chen Z., Duan X., Wei W., Wang S., Ni B.-J. Электрокатализаторы кислой реакции выделения кислорода: достижения и перспективы. Нано Энергия. 2020;78:105392. doi: 10.1016/j.nanoen.2020.105392. [CrossRef] [Google Scholar]

14. Сиракузано С., Баглио В., Григорьев С.А., Мерло Л., Фатеев В.Н., Арико А.С. Влияние химической степени окисления иридия на характеристики и долговечность катализаторов выделения кислорода в электролизе PEM. J. Источники энергии. 2017; 366:105–114. doi: 10.1016/j.jpowsour.2017.090,020. [CrossRef] [Google Scholar]

15. Розайн С., Майус Э., Гийе Н., Милле П. Влияние загрузок оксида иридия на производительность ячеек для электролиза воды PEM: Часть I – Аноды на основе чистого IrO2. заявл. Катал. Б. 2016; 182:153–160. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.09.013. [CrossRef] [Google Scholar]

16. Solà-Hernandez L., Claudel F., Maillard F., Beauger C. Аэрогели с легированным оксидом олова в качестве носителей катализатора реакции выделения кислорода. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2019;44:24331–24341. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.07.152. [CrossRef] [Google Scholar]

17. Савельева В.А., Ван Л., Касьян О., Батук М., Хадерманн Дж., Галле Дж.-Дж., Бурнель Ф., Алонсо-Ванте Н., Озуф Г. , Beauger C., et al. Изучение механизмов высокой активности и стабильности иридия, нанесенного на аэрогель из оксида олова, легированного сурьмой, для анодов водных электролизеров с протонообменной мембраной. Катал. 2020;10:2508–2516. doi: 10.1021/acscatal.9b04449. [CrossRef] [Google Scholar]

18. Genova-Koleva R.V., Alcaide F., Álvarez G., Cabot P.L., Grande H.-J., Martínez-Huerta M.V., Miguel O. Supporting IrO 2 и наночастицы IrRuO x на нанотрубках TiO 2 и TiO 2 , легированных Nb, в качестве электрокатализаторов реакции выделения кислорода. J. Energy Chem. 2019;34:227–239. doi: 10.1016/j.jechem.2019.03.008. [CrossRef] [Google Scholar]. , и другие. Импульсное электроосаждение наночастиц иридиевого катализатора на носителях из субоксида титана для применения в электролизе PEM. Мат. Сегодня проц. 2021;45:4254–4259. doi: 10.1016/j.matpr.2020.12.507. [CrossRef] [Google Scholar]

20. Ким И.Г., Лим А., Джанг Дж.Х., Ли К.-Ю., Нах И.В., Парк С. Использование взаимодействия металлического сплава и гибридной подложки для улучшения кинетики выделения кислорода и стабильности в протоне обменные мембранные электролизеры воды. J. Источники энергии. 2021;501:230002. doi: 10.1016/j.jpowsour.2021.230002. [CrossRef] [Google Scholar]

21. Jiang G., Yu H., Hao J., Chi J., Fan Z., Yao D., Qin B., Shao Z. Эффективный кислородный электрод на основе Ir 0,6 Sn 0,4 O 2 для электролизеров воды PEM. J. Energy Chem. 2019;39:23–28. doi: 10.1016/j.jechem.2019.01.011. [CrossRef] [Google Scholar]

22. Баттлер А., Сплитхофф Х. Текущее состояние электролиза воды для накопления энергии, балансировки энергосистемы и объединения секторов с помощью энергии-газа и энергии-жидкости: обзор. Продлить. Суст. Энерг. 2018; 82: 2440–2454. doi: 10. 1016/j.rser.2017.09.003. [CrossRef] [Google Scholar]

23. Григорьев С.А., Фатеев В.Н., Бессарабов Д.Г., Милле П. Современное состояние, направления исследований и проблемы науки и техники электролиза воды. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2020;45:26036–26058. doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.03.109. [CrossRef] [Google Scholar]

24. Bertuccioli L., Chan A., Hart D., Lehner F., Madden B., Standen E. Исследование развития электролиза воды в ЕС, проведенное E4tech Sàrl совместно с Element Energy Ltd. , для совместного предприятия по топливным элементам и водороду. 2014. [(по состоянию на 10 января 2022 г.)]. Доступно на сайте: https://www.fch.europa.eu/sites/default/files/study%20electrolyser_0-Logos_0_0.pdf

25. Айерс К.Э., Андерсон Э.Б., Капуано К., Картер Б., Далтон Л., Хэнлон Г., Манко Дж., Нидзвеки М. Исследования, направленные на достижение недорогостоящего и высокоэффективного электролиза PEM. ЭКС-транзакции. 2010; 33:3–15. дои: 10.1149/1,3484496. [CrossRef] [Google Scholar]

26. Гаго А.С., Ансар С.А., Сарухан Б., Шульц У., Леттенмайер П., Каньяс Н.А., Газдзицки П., Моравиц Т., Хисген Р., Арнольд Дж. и др. . Защитные покрытия на биполярных пластинах из нержавеющей стали для электролизеров с протонообменной мембраной (PEM). J. Источники энергии. 2016; 307: 815–825. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.12.071. [CrossRef] [Google Scholar]

27. Lettenmeier P., Wang R., Abouatallah R., Burggraf F., Gago A.S., Friedrich K.A. Биполярные пластины из нержавеющей стали с покрытием для электролизеров с протонообменной мембраной. Дж. Электрохим. соц. 2016;163:F3119. doi: 10.1149/2.0141611jes. [CrossRef] [Google Scholar]

28. Lettenmeier P., Wang R., Abouatallah R., Saruhan B., Freitag O., Gazdzicki P., Morawietz T., Hiesgen R., Gago A.S., Friedrich K.A. Недорогие и прочные биполярные пластины для электролизеров с протонообменной мембраной. науч. Отчет 2017;7:44035. doi: 10.1038/srep44035. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

29. Kim Y. -S., Lee I.-S., Choi J.-Y., Jun S., Kim D., Cha B. .-C., Ким Д.-В. Коррозионное поведение покрытых ниобием нержавеющих сталей 316L в качестве металлических биполярных пластин для топливных элементов с полимерно-электролитной мембраной. Материалы. 2021;14:4972. doi: 10.3390/ma14174972. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

30. Atapour M., Rajaei V., Trasatti S., Casaletto M.P., Chiarello G.L. Пластины для ПОМТЭ. Покрытия. 2020;10:889. doi: 10.3390/coatings100

  • . [CrossRef] [Google Scholar]

    31. Shi K., Li X., Zhao Y., Li W.-W., Wang S.-B., Xie X.-F., Yao L., Jensen J.O. , Ли К.-Ф. Коррозионное поведение и проводимость стали с покрытием TiNb и TiNbN для металлических биполярных пластин. заявл. науч. 2019;9:2568. doi: 10.3390/app9122568. [CrossRef] [Google Scholar]

    32. Арсова И.Л., Пруси А.Р., Арсов Л.Д. Эллипсометрическое исследование анодных оксидных пленок, образующихся на поверхности ниобия. J. Твердотельная электрохимия. 2003; 7: 217–222. doi: 10. 1007/s10008-002-0303-6. [CrossRef] [Google Scholar]

    33. Арсова И., Пруси А., Грчев Т., Арсов Л. Электрохимическая характеристика пассивных пленок, образующихся на поверхности ниобия в растворах H 2 SO 4 . Ж. Серб. хим. соц. 2006; 71: 177–187. дои: 10.2298/JSC0602177A. [CrossRef] [Google Scholar]

    34. Li Y., Xu J. Является ли ниобий более устойчивым к коррозии, чем коммерчески чистый титан, в искусственной слюне, содержащей фтор? Электрохим. Акта. 2017; 233:151–166. doi: 10.1016/j.electacta.2017.03.015. [CrossRef] [Google Scholar]

    35. Li N., Araya S.S., Cui X., Kær S.K. Влияние катионных примесей на производительность водного электролизера с протонообменной мембраной. J. Источники энергии. 2020;473:228617. doi: 10.1016/j.jpowsour.2020.228617. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

    36. Расбанд В.С. (1997–2005) ImageJ США. Национальные институты здоровья, Бетесда, Мэриленд, США. [(по состоянию на 10 января 2022 г.)]; Доступно в Интернете: http://rsb. info.nih.gov/ij/

    37. Hesse R., Chassé T., Szargan R. Анализ формы пика фотоэлектронных спектров на уровне сердцевины с использованием UNIFIT для WINDOWS. Фрезениус Дж. Анал. хим. 1999; 365:48–54. doi: 10.1007/s002160051443. [CrossRef] [Google Scholar]

    38. Бродманн М., Греда М., Мутаску К., Рот Дж. Устройство преобразования энергии в конкретном блоке топливных элементов или электролизере. Международный патент WO 002011069625 А1. 2011

    39. Рост У., Рот Дж., Бродманн М. Конструкция топливного элемента с модульной полимерной электролитной мембраной и блока электролизеров с гидравлическим сжатием в энергетике Студенческий саммит, Дортмунд, Германия. 2015. [(по состоянию на 10 января 2022 г.)]. Доступно онлайн: https://eldorado.tu-dortmund.de/handle/2003/33986

    40. Wirkert F.J., Roth J., Jagalski S., Neuhaus P., Rost U., Brodmann M. Модульный подход к проектированию для систем электролизеров PEM с однородными условиями работы и высокоэффективным управлением теплом. Междунар. Дж. Водородная энергия. 2020;45:1226–1235. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.03.185. [CrossRef] [Google Scholar]

    41. JRC, Гармонизированный ЕС метод испытаний поляризационной кривой для низкотемпературного электролиза воды, Европейская комиссия. 2018. [(по состоянию на 10 января 2022 г.)]. Доступно на сайте: https://www.fch.europa.eu/sites/default/files/Polarisation%20curve%20JRC.PDF

    42. Чен Д., Пеглер А., Двиведи Г., Де Вет Д., Дорфман M. Термические циклические характеристики покрытий, наносимых воздушно-плазменным напылением и плазменным напылением низкого давления. Покрытия. 2021;11:868. дои: 10.3390/покрытия11070868. [CrossRef] [Google Scholar]

    43. Мрдак М., Лачневац Ч., Ракин М. Механические и структурные особенности слоев покрытия Nb, нанесенного на стальные подложки в вакуумной камере. ЗАСТИТА МАТЕРИАЛА. 2018;59:167–172. doi: 10.5937/ZasMat1802167M. [CrossRef] [Google Scholar]

    44. Келленбергер А., Дука Д., Василчин Н., Крачунеску К.М. Электрохимическая оценка коррозионной стойкости ниобия в среде, имитирующей анодный электролизер PEM. Междунар. Дж. Электрохим. науч. 2020;15:10664–10673. дои: 10.20964/2020.11.47. [CrossRef] [Google Scholar]

    45. Liu Y., Min L., Zhang W., Wang Y. Высокопроизводительное графеновое покрытие на титановых биполярных пластинах в топливных элементах с помощью катодного электрофоретического осаждения. Покрытия. 2021;11:437. doi: 10.3390/coatings11040437. [CrossRef] [Google Scholar]

    46. Многолетний план исследований, разработок и демонстраций Министерства энергетики США по технологиям водорода и топливных элементов. [(по состоянию на 10 января 2022 г.)]; 2014 г. Доступно в Интернете: https://www.energy.gov/sites/default/files/2017/05/f34/fcto_myrdd_fuel_cells.pdf

    47. Янг Л. Анодные оксидные пленки на ниобии: толщина, диэлектрическая проницаемость, дисперсия, минимумы отражения, напряженность поля формирования и площадь поверхности. Можно. Дж. Хим. 1960; 38: 1141–1147. дои: 10.1139/v60-159. [CrossRef] [Google Scholar]

    48. Seah M.P., Dench W.A. Количественная электронная спектроскопия поверхностей: стандартная база данных для неупругой длины свободного пробега электронов — твердые тела. Серф. интерф. Анальный. 1979; 1: 2–11. doi: 10.1002/sia.740010103. [CrossRef] [Академия Google]

    49. Мацунами Н., Ямамура Ю., Итикава Ю., Ито Н., Казумата Ю., Миягава С., Морита К., Симидзу Р., Тавара Х. Энергетическая зависимость выхода ионно-индуцированного распыления одноатомных твердых тел, IPPJ -АМ-32. Институт физики плазмы, Нагойский университет; Нагоя, Япония: 1983. [Google Scholar]

    50. Хакемюллер Ф.Дж., Боргардт Э., Панченко О., Мюллер М., Брэм М. Производство крупномасштабных пористых транспортных слоев на основе титана для полимерно-электролитной мембраны Электролиз лентой Кастинг. Доп. англ. Матер. 2019;21:1801201. doi: 10.1002/адем.201801201. [CrossRef] [Google Scholar]

    51. Lettenmeier P., Kolb S., Sata N., Fallisch A., Zielke L., Thiele S., Gago A.S., Friedrich K.A. Всестороннее исследование новых газодиффузионных слоев с гранулированным размером пор для высокопроизводительных и экономичных электролизеров с протонообменной мембраной. Энергетическая среда. науч. 2017;10:2521–2533. doi: 10.1039/C7EE01240C. [CrossRef] [Google Scholar]

    Электролизеры 101: что это такое, как они работают и какое место они занимают в зеленой экономике

    Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

    от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

    По мере того, как Cummins смотрит в будущее, мы видим изменения на энергетическом рынке. С этим изменением приходят новые возможности и возможности, выходящие за рамки нашего традиционного набора продуктов. Чтобы лучше обслуживать наших клиентов и нашу планету, Cummins внедряет новые, устойчивые формы энергии и привносит широкий спектр новых возможностей в портфель продуктов New Power, обеспечивая способ производства чистого водорода для питания водородных топливных элементов, обеспечения промышленных процессов или производить экологически чистые химические вещества, такие как удобрения, возобновляемый природный газ и метанол.

    Компания Cummins предлагает различные водородные технологии, в том числе системы электролизеров, и недавно объявила, что поставит свой 5-мегаваттный электролизер PEM для преобразования избыточной гидроэнергии в чистый водород для коммунального округа округа Дуглас в штате Вашингтон (США). Но что такое электролизер, как он работает и какое место он занимает в нашей зеленой экономике?

    Что такое электролизер и как он работает?

    Электролизер — это система, которая использует электричество для разложения воды на водород и кислород в процессе, называемом электролизом. Посредством электролиза система электролизера создает газообразный водород. Оставшийся кислород выбрасывается в атмосферу или может быть уловлен или сохранен для снабжения других промышленных процессов или даже медицинских газов в некоторых случаях.

    Газообразный водород можно хранить в сжатом или сжиженном виде, а поскольку водород является энергоносителем, его можно использовать для питания любых электрических устройств на водородных топливных элементах — будь то поезда, автобусы, грузовики или центры обработки данных.

    В простейшей форме электролизер содержит катод (отрицательный заряд), анод (положительный заряд) и мембрану. Вся система также содержит насосы, вентиляционные отверстия, резервуары для хранения, блок питания, сепаратор и другие компоненты. Электролиз воды — это электрохимическая реакция, происходящая в пакетах элементов. Электричество подается на анод и катод через протонообменную мембрану (PEM) и заставляет воду (h30) расщепляться на составляющие ее молекулы, водород (h3) и кислород (O2).

    Существуют ли различные виды электролизеров?

    Да, они различаются по размеру и функциям. Эти электролизеры можно масштабировать для соответствия различным диапазонам входных и выходных параметров, начиная от небольших промышленных предприятий, установленных в транспортных контейнерах, и заканчивая крупными централизованными производственными объектами, которые могут доставлять водород грузовиками или подключаться к трубопроводам.

    Существует три основных типа электролизеров: протонообменные мембранные (ПЭМ), щелочные и твердооксидные. Эти разные электролизеры функционируют немного по-разному в зависимости от используемого материала электролита. Как щелочные электролизеры, так и электролизеры PEM могут доставлять водород на месте и по запросу, водород под давлением без компрессора и 99,999% чистый, сухой и не содержащий углерода водород.

    Различия между тремя основными типами электролизеров включают:

    Щелочные электролизеры

    • Использует жидкий раствор электролита, такой как гидроксид калия (KOH) или гидроксид натрия (NAOH), и воду.
    • Водород производится в «ячейке», состоящей из анода, катода и мембраны. Ячейки обычно собираются последовательно в «стек ячеек», который производит больше водорода и кислорода по мере увеличения количества ячеек.
    • Когда на блок элементов подается ток, ионы гидроксида (OH-) перемещаются через электролит от катода к аноду каждого элемента, при этом на катодной стороне электролизера образуются пузырьки газообразного водорода, а на аноде — газообразный кислород. как здесь представлено.

     

    Электролизеры с протонообменной мембраной (PEM)

    • Электролизеры с PEM используют протонообменную мембрану, в которой используется твердый полимерный электролит.
    • При подаче тока на блок элементов вода расщепляется на водород и кислород, и протоны водорода проходят через мембрану, образуя газ h3 на катодной стороне.

     

     

     

     

    Твердооксидные электролизеры (SOEC)

    • В качестве электролита используется твердый керамический материал
    • Электроны из внешней цепи соединяются с водой на катоде, образуя газообразный водород и отрицательно заряженные ионы. Затем кислород проходит через скользящую керамическую мембрану и вступает в реакцию на аноде, образуя газообразный кислород и генерируя электроны для внешней цепи
    • .
    • SOEC работают при гораздо более высокой температуре (выше 500°C), чем щелочные электролизеры и электролизеры с PEM (до 80°C), и потенциально могут стать намного более эффективными, чем PEM и щелочные.

     

    Как осуществляется коммерциализация электролизеров на основе производства водорода?

    Существует четыре основных способа коммерциализации электролизеров:

    1. От энергии к мобильности : Водород можно использовать в качестве топлива на заправочных станциях для электромобилей на топливных элементах, таких как автобусы, поезда и автомобили.
    2. Power to Fuel : Используется на нефтеперерабатывающих заводах для удаления серы из ископаемого топлива.
    3. Энергетика для промышленности : Может использоваться непосредственно в качестве технического газа в сталелитейной промышленности, на заводах по производству листового стекла, в полупроводниковой промышленности и т. д. Его также можно вводить непосредственно в газовые сети для отопления с низким содержанием углерода и в других областях применения природного газа. .
    4. Power to Gas : Используется в производстве экологически чистых химикатов, таких как метанол, удобрения (аммиак) и любое другое жидкое топливо, даже топливо для реактивных двигателей!

    Что такого уникального в водородных топливных элементах?

    Водород, полученный в электролизере, идеально подходит для использования с водородными топливными элементами. Работая так же, как батарея, топливные элементы не разряжаются и не нуждаются в зарядке, а производят электричество и тепло до тех пор, пока подается топливо. Вы можете узнать больше об аккумуляторах и топливных элементах здесь. Топливные элементы используют водород для выработки электроэнергии с нулевым уровнем выбросов в точке использования. Это означает, что из выхлопной трубы не поступает ископаемое топливо или вредные выбросы.

    Еще лучше, когда система электролизера питается от возобновляемого источника энергии, такого как гидроэнергия от плотин реки Колумбия, производимый водород считается возобновляемым и не содержит CO2 от скважины до колеса. Узнайте больше о выбросах в атмосферу в полностью электрических и топливных элементах.

    Почему водород является таким хорошим вариантом для экологически чистой энергии?

    Водород представляет собой возможность для массового изменения рынка в энергетической отрасли. Энергетические системы по всему миру претерпевают фундаментальные преобразования, чтобы сосредоточиться на снижении выбросов и меньшем негативном воздействии на окружающую среду.

    Чтобы уменьшить негативное воздействие изменения климата и обезуглерожить энергетический сектор, возобновляемые технологии, такие как ветер и солнечная энергия, стали ключевыми составляющими решения. Но интеграция этих прерывистых источников энергии в энергосистему может быть сложной задачей.

    Водород может выступать в качестве носителя энергии для решения этих проблем энергосистемы, позволяя более легко использовать возобновляемую энергию вне электросети. Водород — это стабильный способ эффективного хранения и транспортировки возобновляемой электроэнергии в течение длительных периодов времени. Таким образом, возобновляемая электроэнергия, вырабатываемая ветром и солнцем, которая не используется сразу, может быть использована в другое время или в другом месте. Потенциал водорода для хранения и транспортировки энергии делает его ключевым фактором глобального перехода к возобновляемым источникам энергии.

    Что Cummins делает с электролизёрами?

    В сентябре 2019 года компания Cummins сделала смелый шаг в сторону водородной экономики, приобретя компанию Hydrogenics, мирового производителя водородных топливных элементов и электролизеров. Cummins продолжает быстро внедрять инновационные продукты и области применения в области водорода, и в настоящее время компания Cummins предлагает электролизеры двух различных типов:

    1. Электролизер HyLYZER® Polymer Electrolyte Membrane (PEM) использует твердый полимер с ионной проводимостью и лучше подходит для крупномасштабного производства водорода.
    2. В щелочном электролизере HySTAT® используется жидкий электролит, и он хорошо подходит для производства водорода в малых и средних масштабах.

    Компания Cummins гордится тем, что является лидером в области новых водородных технологий. Имея столетний опыт работы с множеством источников энергии и трансмиссий, мы работаем с нашими клиентами, чтобы предоставить правильное решение для нужного клиента в нужное время. Будь то питание от аккумулятора, дизельного топлива, природного газа или топливных элементов, мощность — это ваш выбор.
     

    Метки

    Новая сила

    Водород

    Топливные элементы

    Водород

    Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

    от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

    Девяносто процентов американского бизнеса составляют малые и средние предприятия. Они являются настоящими двигателями нашей экономики, в которых работают миллионы рабочих. Поскольку многие из них ищут новые способы расширения своих услуг, получения дохода и развития своего бизнеса, домашние резервные и портативные генераторы Cummins могут стать новым источником дохода.

    Серебряная подкладка в темных облаках

    По данным Associated Press, количество отключений электроэнергии из-за неблагоприятных погодных условий удвоилось за последние два десятилетия, что создает нагрузку на стареющую энергосистему нашей страны. Это привело к увеличению частоты и продолжительности отключений электроэнергии. Эти частые отключения создают потребность в надежном резервном питании для домашних хозяйств и других предприятий. А для предприимчивых предприятий малого и среднего бизнеса удовлетворение этой потребности с помощью генераторов Cummins представляет собой огромную возможность.

    Какие предприятия могли бы получить наибольшую выгоду от того, чтобы стать авторизованными дилерами Cummins? Вот наша пятерка лучших:

    1. Генеральные подрядчики — Когда случаются стихийные бедствия, такие как ледяные бури, ураганы, сильные ветры, лесные пожары или землетрясения, потеря электроэнергии — не единственная проблема, с которой сталкиваются клиенты. Часто бывает физическое повреждение имущества, которое необходимо отремонтировать. Когда они помогают клиентам в восстановлении, генеральные подрядчики имеют возможность оценить потребности дома или предприятия в энергии и предложить добавить домашний резервный генератор Cummins QuietConnect™. Если заказчик соглашается, генподрядчик получает не только прибыль от продажи генератора, но и работы по его установке.

    2. Электрики — Хороший электрик — надежный источник информации. Мало того, что они являются экспертами в области потока электронов, они часто знают конкретные электрические схемы своих клиентов. После длительного отключения электроэнергии многих часто спрашивают: «Что вы можете сделать, чтобы у меня не отключилось электричество в следующий раз, когда электричество отключится?» Электрики, продающие и устанавливающие домашние резервные генераторы Cummins QuietConnect, могут сказать: «Да, есть». Установка домашних резервных генераторов может быть еще одной ценной услугой, которую предоставляют электрики.

    3. Подрядчики по отоплению и охлаждению — Во время отключения электроэнергии одной из наиболее важных систем, отключенных для владельцев домов и предприятий, является их система центрального отопления и охлаждения. Нахождение без тепла или прохладного воздуха в течение длительного периода времени не только неудобно, но и может быть опасным, если температура на улице экстремально высока. Таким образом, естественно, что после восстановления энергоснабжения поиск способа сохранить систему HVAC включенной во время следующего отключения электроэнергии становится первостепенной задачей. Поскольку подрядчики по отоплению и охлаждению являются экспертами в установке больших систем в домах и на предприятиях, добавление резервных генераторов Cummins QuietConnect в дома и на предприятия является естественным способом добавить еще один центр прибыли в их бизнес.

    4. Интернет-магазины — До сих пор мы обсуждали резервные генераторы. Для предприятий, которые не специализируются на постоянной установке генераторов, портативные генераторы Cummins могут приносить прибыль. Хотя портативные генераторы можно использовать во время отключения электроэнергии, они лучше подходят для небольших задач благодаря своей портативности. Это делает их идеальными для кемпинга, парковки, строительства и многого другого. Благодаря прочной и надежной репутации Cummins наши портативные генераторы идеально подходят для розничных продавцов, ориентированных на эти сегменты рынка.

    5. Монтажники солнечных панелей — Большинство домашних солнечных панелей подключаются непосредственно к электросети. Таким образом, когда электричество отключается, солнечные батареи перестают обеспечивать электроэнергию. В качестве резервного источника электроэнергии установщики солнечных панелей могут либо установить резервную солнечную батарею, которая заряжается от солнечных панелей, либо домашний резервный генератор. Как правило, резервные солнечные батареи могут питать дом только в течение нескольких часов, поэтому, если район подвержен перебоям в работе из-за погодных условий, лучшим выбором будет домашний резервный генератор, такой как Cummins QuietConnect.

    Время пришло

    Сейчас, когда все больше людей ищут источники резервного питания, самое время расширить предложение вашей компании, став авторизованным дилером Cummins. Чтобы узнать больше, посетите веб-сайт cummins.com/partners/dealers.

    Теги

    Генераторы

    Производство электроэнергии

    Домашний и малый бизнес Дилеры

    Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

    от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

    Тепловые волны, которые вызывают чрезмерный спрос на электроэнергию… засухи, которые делают гидроэнергетику менее доступной… электрические сети вблизи активных лесных пожаров отключаются в целях безопасности… стареющие, перегруженные электрические сети… сильные ветры, обрывающие линии электропередач… все это причины, по которым некоторые части страны могут столкнуться с плановыми отключениями электроэнергии в этом году.

    Если вы живете в районе, подверженном постоянным отключениям электроэнергии, вот несколько советов, которые помогут вам подготовить свою семью к ним: 

    • Подпишитесь на уведомления от вашей местной электроэнергетической компании. — Если эта услуга доступна от вашей местной коммунальной службы, она может дать вам предупреждение о начале подготовки до отключения электроэнергии.
    • Загрузите наш контрольный список Power Outage Ultimate — он содержит подробную информацию о том, что делать до, во время и после отключения электроэнергии. Он даже показывает вам, что делать для детей, домашних животных и членов семьи с медицинскими потребностями. Вы можете скачать это здесь.
    • Складируйте нескоропортящиеся продукты и воду. — Убедитесь, что у вас также есть ручной консервный нож. Планируйте, чтобы еды хватило на всех, чтобы ваша семья могла пить воду и питаться во время отключения электричества.
    • Приготовьте или купите лед и холодильники — Если у вас достаточно предупреждений, сделайте или купите лед, чтобы вы могли упаковать скоропортящиеся продукты в холодильники и сохранить их. (Холодильник будет поддерживать внутреннюю температуру около четырех часов, морозильник — около 48 часов.) 
    • Купить фонарики и запасные батарейки — Блэкауты могут быть ну черные. Фонарики можно использовать для безопасности, если вам нужно передвигаться ночью, но используйте их экономно. Убедитесь, что у вас достаточно для каждого члена семьи.
    • Держите мобильные телефоны заряженными и бензобаки полными — Ваши телефоны и транспортные средства — ваши спасательные пути во внешний мир. Если у вас есть электромобиль, убедитесь, что он полностью заряжен.
    • Потренируйтесь открывать гаражные ворота вручную — Если вам нужно куда-то ехать, сначала нужно уметь вытаскивать машину из гаража.
    • План для лекарств, требующих охлаждения — Возможно, вам придется хранить их в холодильнике, как и ваши охлажденные продукты, до тех пор, пока электричество не вернется.
    • Инвестируйте в резервный генератор для всего дома — Для полного спокойствия рассмотрите один из домашних резервных генераторов Cummins QuietConnect™. В случае отключения электроэнергии ваш генератор автоматически включится и обеспечит питание вашего дома.
    • Установка детекторов угарного газа с резервными батареями — Разместите их в центральных местах на каждом этаже, чтобы при попадании угарного газа в дом вы были немедленно предупреждены.

    Веерные отключения электроэнергии становятся все более и более распространенным явлением. К счастью, есть способы планировать заранее и не допустить, чтобы они полностью разрушили вашу жизнь. Чтобы узнать о различных способах, которыми Cummins может помочь вашей семье сохранить электричество во время плановых отключений электроэнергии, посетите нас по адресу cummins.com/na/generators/home-standby/whole-house-and-portable или найдите местного дилера cummins. .com/na/generators/home-standby/find-a-dealer.

    Теги

    Домашние генераторы

    Дом и малый бизнес

    Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

    от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

    По мере ужесточения норм выбросов компания Cummins Turbo Technologies (CTT) стремится помочь клиентам сократить выбросы и повысить экономию топлива с помощью новых инновационных технологий обработки воздуха.

    Благодаря 70-летнему опыту инноваций и надежности, CTT и Holset представили широкий спектр ведущих в отрасли технологий обработки воздуха. В 2021 году CTT выпустила турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT) 7-го поколения серии 400, чтобы помочь производителям двигателей соответствовать будущим стандартам выбросов и обеспечить лучшую в своем классе экономию топлива. В Cummins инновации никогда не прекращаются, поскольку мы продолжаем совершенствовать наши текущие технологии, одновременно разрабатывая новые. Помня об этой философии, CTT сейчас готовится представить HE400VGT 8-го поколения. Он специально разработан для обеспечения максимальной производительности, надежности и долговечности для рынка тяжелых грузовиков объемом 10–15 л.

    Компания CTT значительно улучшила характеристики турбонагнетателя благодаря своему последнему поколению продуктов. Турбокомпрессор 8-го поколения будет иметь улучшенную на 5% эффективность по сравнению с предыдущим турбокомпрессором 7-го поколения.

    В дополнение к улучшенной эффективности турбокомпрессора, которая помогает клиентам уменьшить размер двигателя, HE400VGT будет иметь лучшую переходную характеристику, повышенную устойчивость к утечке масла со стороны компрессора и двойное снабжение ключевыми компонентами для гибкости цепочки поставок.

    Ключевые особенности Holset HE400VGT включают новую систему подшипников и почти нулевые зазоры для улучшения характеристик и переходных характеристик. Эти усовершенствования достигаются за счет более узких зазоров на ступени компрессора, меньшего радиального смещения на ступени турбины, улучшенной обработки поверхности и новых аэродинамических конструкций.

    Этот турбокомпрессор, выпуск которого запланирован на 2024 год, включает в себя интеллектуальный электрический привод нового поколения и датчик скорости с новейшим набором микросхем для повышения производительности и долговечности. Стратегия двойного сорсинга помогает смягчить любой непредвиденный дефицит электроники, от которого в последнее время страдает отрасль.

    Помимо повышения производительности, турбокомпрессор последнего поколения обеспечит лучшую в своем классе производительность для большегрузных дорожных грузовиков в сочетании с улучшенной топливной экономичностью в ключевых точках движения автомобиля.

    «Компания CTT внедрила потрясающие новые технологии в наш последний двигатель HE400VGT, чтобы помочь покупателям двигателей соответствовать строгим требованиям по выбросам и снизить общую стоимость владения», — сказал Мэтью Франклин, директор по управлению продуктами и маркетингу. По мере того, как клиенты разрабатывают свои стратегии в отношении будущих норм выбросов, CTT продолжает опираться на успех предыдущих запусков турбокомпрессоров, чтобы поставлять инновационные продукты, которые отвечают требованиям разработки двигателей наших клиентов без ущерба для производительности.

    Хотите узнать больше о продуктах и ​​технических инновациях CTT? Подпишитесь на нашу ежеквартальную рассылку сегодня.

    Метки

    Компоненты

    Cummins Turbo Technologies

    Устойчивое развитие

    Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

    от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

    Мастерский ход инженеров Cummins в Австралии и США привел к значительному сокращению затрат и экологическим преимуществам для горнодобывающих компаний, решивших восстановить свои двигатели QSK60 в рамках специальной программы модернизации.

    Инженеры сосредоточились на возможностях восстановления QSK60 раннего поколения и на том, как его можно было бы модернизировать до новейшей дизельной технологии во время капитального ремонта без серьезных изменений базовой конструкции 60-литрового двигателя V16 — подвиг, который ускользал от других производителей двигателей.

    Ключевой технологической модернизацией является впрыск топлива с заменой ранней системы насос-форсунки (HPI) на модульную систему Common Rail высокого давления (MCRS), которая теперь используется во всех высокомощных двигателях Cummins последнего поколения.

    300-й модернизированный двигатель мощностью 2700 л.с. недавно сошел с конвейера в Центре капитального ремонта Cummins Master Rebuild Center в Брисбене, подчеркнув еще один успешный шаг в эволюции QSK60 и почему это передовой дизельный двигатель высокой мощности в мире. в мобильном майнинговом оборудовании.

    «Снижение расхода топлива и увеличение срока службы до капитального ремонта являются ключом к снижению совокупной стоимости владения, и они были первоначальными целями разработки программы модернизации для QSK60», — говорит Грег Филд, менеджер по развитию горнодобывающего бизнеса Cummins. Азиатско-Тихоокеанский регион.

    «Инновации лежат в основе долгой истории Cummins, и они, безусловно, сыграли свою роль в вариантах восстановления QSK60, которые мы можем предложить нашим заказчикам из горнодобывающей отрасли».

    Итог впечатляет: выбросы твердых частиц в дизельном топливе сокращаются на 63 % благодаря технологии сгорания в цилиндрах без дополнительной обработки. Также есть плюс для технического обслуживания с меньшим содержанием сажи в масле.

    Экономия топлива до 5 % постоянно регистрируется в полевых условиях для значительного сокращения выбросов парниковых газов, в то время как срок службы до капитального ремонта увеличивается на 10 %, что соответствует расходу топлива более 4,0 миллионов литров до того, как потребуется капитальный ремонт.

    Помимо модернизации топливной системы до MCRS, модель QSK60 с одноступенчатым турбонаддувом также оснащена другими инновациями Cummins в области технологии сгорания, разработанными для соответствия требованиям стандартов на выбросы загрязняющих веществ Tier 4 Final и Stage V, самых строгих в мире стандартов на выбросы загрязняющих веществ для внедорожной техники. .

    Пакет модернизации может быть применен к двум вариантам QSK60 – один с одноступенчатым турбонаддувом (известный как «Advantage») мощностью от 1785 до 2700 л.с., другой с двухступенчатым турбонаддувом, который может быть мощностью 2700, 2850 или 3000 л.с.

    300-й модернизированный QSK60 отправлен компании Boggabri Coal в бассейн Ганнеда штата Новый Южный Уэльс для установки на самосвал Komatsu 930E. Двигатель хорошо зарекомендовал себя при добыче угля и железной руды в Австралии.

    Метки

    Горное дело

    НИОКР по водороду и топливным элементам, 2021 финансовый год Выборы FOA

    7 июля Министерство энергетики США (DOE) объявило о выделении 36 миллионов долларов США Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Управления технологий водорода и топливных элементов (HFTO) для финансирования 19проекты по продвижению технологий чистого водорода следующего поколения.

    Тематическая область 1A: Исследования и разработки топливных элементов для тяжелых условий эксплуатации — недорогие, прочные биполярные пластины

    Полностью унифицированные топливные элементы, изготовленные с использованием непрерывного процесса

    Plug Power, Inc. (Латам, Нью-Йорк) будут использовать свои внутренние производственные мощности, расположенные в Рочестере, штат Нью-Йорк, для разработки нового узла биполярных пластин, совместимого с непрерывными методами производства с рулона на рулон. Этот трехлетний проект, осуществляемый совместно с Университетом Теннесси и Национальной лабораторией Ок-Риджа, фокусируется на высокопроизводительных методах обработки изображений большого формата (400 см 2 ) топливные элементы для тяжелых условий эксплуатации. Расширенные возможности измерения напряжения ячейки используются для повышения производительности ячейки/стека и мониторинга работоспособности. Ожидается, что эти разработки в области производства и мониторинга значительно продвинут уровень развития технологий крупноформатных сверхмощных топливных элементов PEM.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 838 486 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 480 000 долларов США; Общая стоимость : 2 318 486 долл. США

    Разработка недорогих тонких гибких графитовых биполярных пластин для тяжелых топливных элементов

    Neograf Solutions, LLC ( Лейквуд, Огайо) объединится с Ballard Power Systems для разработки гибких и экономичных биполярных пластин нового поколения на основе графита для тяжелых условий эксплуатации топливных элементов, способных соответствовать требованиям Министерства энергетики США по долговечности и стоимости. Этот трехлетний проект нацелен на значительное снижение затрат на биполярные пластины, а также на срок службы 25 000 часов, что представляет собой значительный шаг к достижению целей Министерства энергетики США по стоимости и долговечности систем грузовых автомобилей к 2030 году.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 643 157 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 410 789 долларов США; Общая стоимость : 2 053 946 долларов США

    Разработка технологии биполярных пластин топливных элементов для тяжелых условий эксплуатации

    General Motors, LLC ( Понтиак, Мичиган) будет сотрудничать с Университетом штата Пенсильвания и Университетом Северного Иллинойса для разработки комплексного решения для производства биполярных пластин способны соответствовать требованиям DOE 2030 по стоимости, производительности и долговечности. Сосредоточив внимание на штамповке, покрытии и сварке ферритной нержавеющей стали в течение трехлетнего проекта, эта команда стремится продемонстрировать потенциал долговечности в 25 000 часов с низким снижением производительности с помощью недорогих металлических биполярных пластин.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 998 642 долл. США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 773 400 долларов США; Общая стоимость : 2 772 042 долл. США

    Разработка и производство покрытий биполярных пластин, не содержащих драгоценных металлов, для топливных элементов PEM

    Компания TreadStone Technologies, Inc. а также Университет Теннесси для разработки экономичного и прочного покрытия пластин для биполярных пластин топливных элементов с протонообменной мембраной. Команда, работающая в тесном сотрудничестве с Austin Power Engineering, будет ориентироваться на подходы к обработке материалов и нанесению покрытий для производства недорогих металлических биполярных пластин, протестированных на ускоренные стресс-тесты, разработанные консорциумом Million Mile Fuel Cell Truck (M2FCT). По завершении этого трехлетнего проекта TreadStone поставит десять комплектов биполярных пластин для тестирования и проверки членами M2FCT.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 415 162 долл. США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 353 950 долларов США; Общая стоимость : 1 769 112 долл. США

    Недорогие алюминиевые биполярные пластины с коррозионно-стойким покрытием, полученные методом формирования и диффузионного соединения при повышенной температуре изготавливать бездефектный недорогой алюминий с коррозионно-стойким покрытием для использования в качестве биполярных пластин в топливных элементах путем разработки недорогого производственного процесса, который сочетает в себе диффузионное соединение коррозионно-стойкого материала, формование алюминиевого листа при повышенной температуре и запатентованную технологию TreadStone. Процесс нанесения покрытия DOT. Этот трехлетний проект продвинет эту технологию от проверки концепции к изготовлению полноразмерного испытательного образца биполярной пластины, который соответствует стоимости и техническим требованиям Министерства энергетики США для биполярных пластин для тяжелых условий эксплуатации топливных элементов.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 252 404 долл. США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 313 102 долл. США; Общая стоимость : 1 565 506 долл. США

    Тематическая область 1B: Исследования и разработки топливных элементов для тяжелых условий эксплуатации — инновационные и недорогие компоненты управления подачей воздуха

    Использование технологии воздушной системы ДВС для снижения затрат на системы топливных элементов

    Mossville, Illinois) вместе с партнерами Ballard Power Systems и Borg Warner произведут воздушную систему на топливных элементах мощностью 350 кВт, которая может быть масштабирована до 1000 кВт и подходит для широкого спектра тяжелых применений топливных элементов. Этот трехлетний проект направлен на разработку эффективной детандерной системы центробежного компрессора с электрическим приводом, которая соответствует или превосходит требования Министерства энергетики США по эффективности, стоимости, надежности, долговечности, объему и весу. Целевые области применения включают грузовые автомобили, автобусы, строительное и горнодобывающее оборудование, морской и железнодорожный транспорт.

    Финансирование Министерства энергетики : 2 000 000 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 500 000 долларов США; Общая стоимость : 2 500 000 долларов США

    Высокоэффективные и переходные воздушные системы для доступных топливных элементов для тяжелых грузовых автомобилей

    Корпорация Eaton (Саутфилд, Мичиган) объединяется с Ballard Fuel Cell Systems и Национальной лабораторией возобновляемой энергии для разработки эффективная и долговечная воздушная система на топливных элементах типа Рутса. Эта воздушная система будет иметь время отклика менее двух секунд и широкий динамический диапазон, идеальные характеристики для быстрого реагирования на изменяющиеся условия вождения для тяжелых транспортных приложений на топливных элементах. Этот 30-месячный проект завершается демонстрацией системы в сочетании с тестовой ячейкой для проверки метрик и проверки компонентов.

    Финансирование Министерства энергетики : 2 000 000 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 1 691 311 долларов США; Общая стоимость : 3 691 311 долл. США

    Компрессор-детандер на опоре из фольги

    R&D Dynamics Corporation (Блумфилд, Коннектикут) опирается на десятилетия разработок в области высокоскоростных компрессорных систем и турбомашин для производства центробежного компрессора-детандера на основе подшипника с воздушной фольгой. система, которая устраняет риск загрязнения катодного катализатора смазками для подшипников на масляной основе. Команда, сотрудничающая с Loop Energy для рабочих параметров топливных элементов, сочетает прецизионную обработку с высокоэффективными двигателями постоянного тока с постоянными магнитами и современной силовой электроникой с переключением карбида кремния, чтобы создать систему компрессор-детандер, способную соответствовать и превосходить производительность и стоимость DOE. цели по завершении 30-месячного проекта.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 600 000 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 320 000 долларов США; Общая стоимость : 1 920 000 долларов США

    Надежная и эффективная центробежная система управления фильтрацией воздуха и оптимизированный превентор в автомобильных системах фильтрации и контроля. Mahle Powertrain опирается на международную сеть и объединяет усилия с Национальной лабораторией Ок-Риджа, GM Propulsion Systems, Navistar и Adaptive Energy в течение 30 месяцев, посвященных разработке нового 3D-подшипника с водяной смазкой в ​​центре детандерной системы центробежного компрессора для сверхмощная воздушная система на топливных элементах. Команда намерена продемонстрировать жизнеспособность предлагаемого подшипника с водяной смазкой и разработать дополнительные методы увеличения срока службы и долговечности блока за счет повышения чистоты воздуха, подаваемого в блок топливных элементов.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 600 000 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 400 000 долларов США; Общая стоимость : 2 000 000 долл. США

    Тематическая область 2A: Производственные методы для производства усовершенствованных компонентов, блоков, подсистем и систем для высокотемпературных электролизеров мощностью в несколько МВт при больших объемах производства

    Недорогое производство высокотемпературных электролизных блоков

    Компания NexTech Materials, Ltd. (Льюис-центр, Огайо) опирается на свой установленный формат твердооксидных элементов и подмножество материалов для разработки стеков, способных обеспечить достижение целевого показателя затрат Министерства энергетики США на производство водорода в размере 2 долл. США/кг H 2 . Снижение капитальных затрат на стек до уровня менее 100 долл. США/кВт достигается за счет сочетания передовых технологий производства и сборки элементов/пакетов, совместимых с большими объемами производства, включая уменьшение толщины элементов на 25 % и увеличение активной площади элементов до 100 %, а также сокращение количество компонентов в стеке повторяется от девяти до трех. По завершении трехлетнего проекта в Национальной лаборатории Айдахо будут проведены испытания и проверка окончательного (около 14 кВт) блока электролизеров на основе производственных достижений, достигнутых в этом проекте. Сотрудничество со Strategic Analysis будет учитывать проверенные характеристики стека и производственные затраты для разработки будущего пути к дальнейшему снижению стоимости стека на 50% при больших производственных масштабах.

    Финансирование Министерства энергетики : 3 333 257 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 833 316 долларов США; Общая стоимость : 4 166 573 долл. США

    Автоматизация ячейки электролизера твердых оксидов (SOEC) и сборки блока

    Компания Cummins, Inc. ( Милпитас, Калифорния) основывается на своем установленном процессе термического напыления, который хорошо подходит для больших объемов SOEC изготовление. В проекте используются последние разработки в области аддитивного производства и автоматизированного контроля качества и сборки для поддержки автоматизированного производства массивов твердых оксидов на металлической основе с сокращением затрат на спекание и сокращением количества необходимых уплотнений на 50%. Результатом этого трехлетнего проекта станет автоматизированная сборка прототипа блока ячеек твердооксидного электролизера мощностью 60 кВт с низкими прямыми трудозатратами, увеличенной производительностью ячеек и 100% проверкой контроля качества. Созданная автоматизированная производственная линия создаст 9Производственная мощность электролизера 4 МВт/год.

    Финансирование Министерства энергетики : 5 000 000 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 2 165 181 долл. США; Общая стоимость : 7 165 181 долл. США

    Тематическая область 2B: Инновационное производство водорода из потоков отходов биомассы

    Новая система микробного электролиза для преобразования биоотходов в недорогой возобновляемый водород

    Southern Company Services, Inc., Alabingham52 (90) снизит риски, разработает и продемонстрирует высокоэффективную и недорогую возобновляемую энергию H 2 генерирующая система, отводя пищевые/органические отходы посредством процессов ферментации и микробного электролиза. Окончательные результаты включают демонстрацию интегрированной пилотной системы 3 длиной 1 м, способной преобразовывать сырые пищевые отходы в H 2 чистоты 99,999% с выходом 40%, что обеспечивает путь к производству H 2 на уровне 2 долларов США за кг. В число партнеров входят Electro-Active Technologies, Inc. и T2M Global, обладающие опытом в области биопереработки, преобразования отходов и биомассы в биоэнергию и разработки биоэлектрохимических систем, а также Wegmans в качестве потенциального конечного пользователя, поставляющего пищевые отходы.

    Финансирование Министерства энергетики : 997 897 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 485 000 долларов США; Общая стоимость : 1 482 897 долл. США

    Новый дизайн ячейки для микробного электролиза для эффективного производства водорода из сточных вод

    Университет штата Пенсильвания (Университи-Парк, Пенсильвания) выдвигает важную концепцию микробного электролиза (ME) для электролиза к текущему состоянию техники, таким как ограничения диффузии и локальные среды с низким pH, которые имеют ограниченную производительность и долговечность предыдущих конструкций MEC. Инновационная конструкция ячейки способствует эффективному переносу ионов, снижает потребность в дорогостоящих коррозионно-стойких материалах и обеспечивает производительность по водороду 20 л h3 / Реактор -день в 100 см 2 МЭК с реальным сырьем сточных вод. Работая с Island Water Technologies для расширения масштаба и Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии для аспектов ферментации, этот трехлетний проект использует предыдущую работу по микробным топливным элементам (MFC) и MEC, чтобы продемонстрировать использование AEM в качестве MFC с твердым электролитом как для смягчения управления сточными водами, так и для производить водород по низкой цене с выходом на уровень 2 долл./кг-H 2 .

    Финансирование Министерства энергетики : 1 000 000 долларов; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 250 000 долларов США; Общая стоимость : 1 250 000 долл. США

    Тема 3A: Внутренняя цепочка поставок для высокопроизводительных водородных заправочных станций

    Усовершенствованная высокопроизводительная система сжатия для среднетоннажных и большегрузных транспортных средств

    Czero, Inc. (Форт-Коллинз, Колорадо) , в сотрудничестве с PDC Machines и Аргоннской национальной лабораторией, разработает диафрагменный компрессор, способный подавать водород со скоростью 600 кг/ч, что более чем в десять раз быстрее, чем современные современные технологии. Это будет сделано при 1000 бар для поддержки приложений быстрого заполнения и будет протестировано на пилотной площадке заказчика. Инновации будут включать в себя гидравлический привод и оптимизацию клапанов для обеспечения гибкой работы (т. е. высокого диапазона изменения) и модульности. Ожидается, что эти концепции обеспечат эффективную работу, более быстрое обслуживание и масштабируемость.

    Финансирование Министерства энергетики : 2 729 167 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 700 000 долларов США; Общая стоимость : 3 429 167 долл. США

    Экономичное предварительное охлаждение для высокорасходного водородного топлива

    Институт газовых технологий (Дес-Плейнс, Иллинойс) разработает многоступенчатый охладитель водорода мощностью 200 кВт для предварительного охлаждения водорода для -40°C с мощностью на 50% меньше, чем ожидалось от традиционных концепций. Инновации в этом проекте включают двухстадийный цикл аммиак/CO 2 , который обеспечит более высокую эффективность, чем обычные одностадийные процессы. В рамках этого проекта будет реализована полномасштабная утвержденная конструкция высокопроизводительного чиллера, готовая к производству и установке на сверхмощной водородной заправочной станции с партнером по коммерциализации MyDax Inc.

    Финансирование Министерства энергетики : 1 998 186 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 500 000 долларов США; Общая стоимость : 2 498 186 долларов США

    Автономная система заправки для большегрузных электромобилей на топливных элементах

    Корпорация Nikola (Феникс, Аризона) разработает и испытает первую в своем роде интегрированную автономную систему заправки для большегрузных автомобилей. электрические грузовики на топливных элементах, оптимизированные для обеспечения быстрой, эффективной и безопасной заправки >80 кг H 2 за 15 минут. Ожидается, что использование роботизированного оборудования, разработанного в этом проекте, в конечном итоге расширит возможности выбора конструкции компонентов для заправки топливом. Кроме того, команда изучит использование датчиков в автономном оборудовании для мониторинга производительности станции и утечек, чтобы обеспечить более безопасную и надежную работу. Никола будет работать с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии для оценки полностью интегрированной системы (робототехника, датчики и компоненты для тяжелых условий эксплуатации) в погодных условиях, которые, как ожидается, будут широко распространены в континентальной части Соединенных Штатов.

    Финансирование Министерства энергетики : 2 010 214 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 524 939 долларов США; Общая стоимость : 2 535 153 долл. США

    Тематическая область 4: Анализ затрат и производительности топливных элементов, производства водорода и хранения водорода

    Топливные элементы, производство водорода и хранение водорода Анализ затрат и производительности

    Strategic Analysis, Inc. (Арлингтон, Вирджиния) проведет технико-экономический анализ проектирования систем для различных приложений на основе взаимодействия с отраслевой группой производителей оригинального оборудования, поставщиков и системных экспертов. В результате Министерство энергетики получит точную и актуальную информацию о производстве водорода, его хранении и оценках стоимости топливных элементов для самых разных путей получения водорода.

    Топливные элементы Финансирование Министерства энергетики : 1 499 960 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 0 долларов США; Общая стоимость : 1 499 960 долларов США

    Производство водорода Финансирование Министерства энергетики : 999 998 долларов США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 0 долларов США; Общая стоимость : 999 998 долл. США

    Хранение водорода Финансирование Министерства энергетики : 999 998 долл. США; Финансирование, не связанное с Министерством энергетики : 0 долларов США; Общая стоимость : 999 998 долларов США

    Freudenberg Sealing Technologies производит решения для герметизации электролизеров, применяя знания о топливных элементах

    Вайнхайм, Германия. Учитывая впечатляющий рост производства экологически чистого водорода, компания Freudenberg Sealing Technologies применила свой опыт в решениях для герметизации топливных элементов для разработки передовых решений для герметизации электролизеров. . Приклеивая уплотнительные материалы к пластинам электролизера, компания теперь предлагает клиентам надежные, простые в установке блоки пластин, предназначенные для оптимизации характеристик уплотнения в агрессивных средах электролизера.
    Специалисты по уплотнениям компании Freudenberg взяли на себя инициативу в производстве эластомерных прокладок, которые наплавляются на композитные и металлические плиты электролизера в ходе четырехэтапного процесса. Пластины стека используются для разделения ячеек в сборке стека; Важнейшим компонентом пластин являются прокладки, предотвращающие утечку газа в другие части электролизера. Компания использует ассортимент запатентованных прокладочных материалов на основе каучука, включая формулы EPDM и FKM, для удовлетворения уникальных требований к производительности и электрохимии, характерных для различных типов электролизеров. Кроме того, компания Freudenberg разработала связующие материалы для конкретных материалов, которые наносятся между материалами прокладки и пластины для обеспечения оптимальной функции уплотнения. Обширные испытания материалов, наряду с передовыми технологиями литья под давлением, позволяют компании производить высококачественные блоки прокладок для электролизеров, которые легко транспортируются и устанавливаются на производственных площадках клиентов.
    «По мере того, как обрабатывающая промышленность делает успехи в переходе к массовому производству экологически чистого водорода, наша амбициозная цель состоит в том, чтобы к 2023 году поддержать спрос на высокопроизводительные прокладки для электролизеров», — сказал Роберт Лидстер, технический директор подразделения прокладок компании Freudenberg Sealing Technologies. «В течение многих лет мы успешно герметизируем системы топливных элементов. Хотя они не работают при экстремальных давлениях и температурах, характерных для электролизеров высокой плотности, они дали нам полное представление о том, что требуется для герметизации этих агрессивных сред в течение очень длительного жизненного цикла. Наши клиенты-электролизеры извлекают выгоду из этих экспертных знаний».
    Большая часть водорода, производимого сегодня, использует ископаемое топливо. Электролиз — единственный возможный вариант получения зеленого водорода: в процессе используется электричество для расщепления молекул воды на кислород и ионы газообразного водорода с помощью системы электролизера. Ионы водорода можно использовать в качестве водородного топлива или рекомбинировать с кислородом для создания газообразного водорода, который используется при промышленной сварке и других применениях.
    Но в связи с быстро возникающими амбициозными целями по промышленным выбросам количество зеленого водорода, производимого с помощью электролиза, в ближайшие годы утроится, а основной переход начнется в 2030 году, сказал Артур Мэне, менеджер глобального сегмента Hydrogen Technologies для Freudenberg Sealing Technologies. «Многие компании сейчас работают над производством электролизеров, являющихся основой производства зеленого водорода. Наряду с устоявшимися фирмами мы видим много новых компаний, выходящих на рынок».
    Сегодня на долю зеленого водорода приходится около 1 гигаватт электроэнергии во всем мире. Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) полагает, что к 2050 году водород будет покрывать до 12 процентов мирового энергопотребления, руководствуясь неотложной необходимостью изменения климата и обязательствами стран по достижению нулевого уровня выбросов. Помимо целей по выбросам, экологических норм и инвестиций в экологически чистый водород производства прокладывают путь к этому увеличению.
    Несмотря на обещание чистой энергии, электролизеры также сталкиваются с проблемами, в том числе с необходимостью увеличения удельной мощности стеков и уменьшения сложности и размера системы. У экспертов по уплотнениям Freudenberg уже есть уникальные решения по уплотнениям, которые помогут в обоих случаях.
    Freudenberg Sealing Technologies уже более 25 лет является лидером в разработке материалов и технологий, поддерживающих чистые, надежные альтернативные варианты силовых агрегатов. Компания имеет испытательные и аналитические лаборатории мирового класса, которые могут разрабатывать и тестировать формулы материалов, адаптированные для удовлетворения уникальных потребностей клиентов.
    Кроме того, долгосрочная приверженность компании бережливому производству и постоянному совершенствованию позволила ей быстро трансформировать свои производственные процессы для удовлетворения потребностей новых рынков и продуктов.
    В настоящее время инженеры компании Freudenberg работают над пластинами электролизера со встроенными прокладками для электролизеров с полимерно-электролитной мембраной (PEM) и щелочных (AEL) электролизеров. Из-за различий в электролитных материалах, используемых в этих системах — в системах PEM используется твердоэлектролитная мембрана из полимеров перфторсульфоновой кислоты (PFSA), а в системах AEL используется раствор жидкого электролита, такой как гидроксид калия или гидроксид натрия и вода, объекты тесно сотрудничают с клиентов, чтобы адаптировать материалы прокладок и клеи для оптимальной работы в различных типах систем электролизера. Проблемы с давлением и температурой — не единственные показатели производительности, которые учитывают инженеры; коррозионная стойкость, стабильность, разрушение материала и проницаемость также тесно связаны с различными средами электролизера. Здесь также вступает в игру опыт производителей топливных элементов уплотнений, позволяющий их ученым и химикам проводить испытания производительности и совместимости между его материалами и водородной средой, присутствующей в этих небольших системах.
    Компания Freudenberg продолжает поиск инновационных уплотнительных решений для экологически чистых энергетических и транспортных приложений, а также занимается поиском других металлических компонентов с резиновым покрытием для электролизеров и других систем альтернативного питания.
    «Зеленый водород сыграет важную роль в сокращении выбросов в промышленности, и мы берем любые среды электрохимических электролизеров, которые приносят нам наши клиенты, и помогаем им увеличить срок службы и производительность этих систем, используя опыт материалов и передовое производство», — заключил Лидстер. «По мере того, как наши клиенты-электролизеры стремятся удовлетворить спрос, мы упрощаем для них этот процесс с помощью наших продуктов».

    FAQ — Пластинчатый теплообменник

    Содержание

    1. Как работает пластинчатый теплообменник?
    2. Пластинчатый теплообменник — ключевой элемент водородной экономики
    3. Как пластинчатый теплообменник используется при опреснении морской воды?
    4. Почему теплообменники необходимы для охлаждения электролита при производстве водорода?
    5. Какой тип теплообменника следует использовать в каком типе электролизера?
      • 1. Теплообменники для электролизеров с протонообменной мембраной (ПЭМ):
      • 2. Теплообменники для электролизеров AEL:
      • 3. Теплообменники для высокотемпературных электролизеров:
    6. Как пластинчатые теплообменники используются в распределительных сетях?
    7. Почему теплообменники оптимизируют заправку водородом
    8. Какая польза от пластинчатых теплообменников в сочетании с топливными элементами?

    Просмотрите все теплообменники от ведущих поставщиков на нашем рынке!

    Как работает пластинчатый теплообменник?

    Теплообменники – это устройства, передающие тепловую энергию от одного потока среды к другому. В зависимости от области применения это относится к жидкостям, газам или средам в переходной фазе между газообразным и жидким состояниями. В этом процессе тепло всегда переходит от более теплой среды к более холодной без прямого контакта двух сред друг с другом. Таким образом, они либо охлаждаются, либо нагреваются на различных этапах производственно-сбытовой цепочки.

    По своей сути пластинчатый теплообменник состоит из пакета пластин, образующих каналы за счет перевернутого расположения двух пластин. Две среды текут через эти чередующиеся каналы без их смешивания. Специальная конструкция пластин обеспечивает оптимальное распределение и скорость потока соответствующей среды, тем самым максимизируя теплопередачу.

    Если текущая жидкость движется в виде упорядоченных слоев, это называется ламинарным течением. Однако следует избегать ламинарных потоков в пластинчатых теплообменниках, так как в этом случае теплопередача очень плохая. Ламинарный поток отрицательно влияет на общий коэффициент теплопередачи. Вместо этого очень желателен турбулентный поток, который достигается в конструкции теплообменника за счет специального расположения пластин в пластинчато-рамочном теплообменнике. Это гарантирует, что жидкость закручивается в турбулентный поток даже при низких скоростях потока, что приводит к улучшению теплопередачи и увеличению передачи тепла от пластинчатого теплообменника.

    Правильный выбор материала пластин также очень важен для обеспечения хорошей теплопроводности. Для специальных применений, таких как требования к высокому давлению или особенно сложные среды, пластинчатые теплообменники должны быть индивидуально сконфигурированы и оснащены пластинами из соответствующего материала. Благодаря широкому выбору вариантов, таких как версии с прокладками, паяные пластинчатые теплообменники или пластинчатые теплообменники, а также сварные аппараты различных размеров, всегда будет доступно идеальное решение для конкретной области применения.

    Пластинчатый теплообменник является ключевым элементом водородной экономики.

    Пластинчатые теплообменники различных типов используются по всей цепочке создания стоимости водородной экономики. Их используют как в процессах получения электроэнергии из возобновляемых источников энергии, так и в производстве водорода с помощью электролиза, а также в иногда необходимой для этого обработке воды. Водород, полученный в результате электролиза, затем транспортируется по распределительным сетям и используется конечными потребителями в качестве источника энергии и сырья для дальнейших производственных процессов. Например, водород является важным компонентом химических производственных процессов и в то же время важным источником энергии в промышленности, строительстве и транспортных средствах.

    Пластинчатый теплообменник в водородной экономике

    Как пластинчатый теплообменник используется при опреснении морской воды?

    Для производства 1 кг водорода требуется около 15 литров деионизированной воды, требования к качеству которой сопоставимы с требованиями к питьевой воде. Для сохранения ресурсов питьевой воды использование очищенной морской воды является устойчивым решением в прибрежных районах. После фильтрации вода подготавливается к процессу электролиза с помощью опреснительной установки. При вакуумном выпаривании отработанное тепло электролизера используется для деминерализации воды. Генераторы пресной воды функционируют как испарители и конденсаторы, отделяя молекулы соли от молекул воды и собирая опресненную воду в виде конденсата. При необходимости эта вода затем деионизируется на следующем этапе и может использоваться в процессе электролизера.

    Эта повышенная эффективность за счет использования отработанного тепла процесса электролиза для опреснения воды особенно полезна при использовании на шельфе.

    Почему теплообменники необходимы для охлаждения электролита при производстве водорода?

    В процессе электролиза водорода тепло выделяется в результате химической реакции на электродах, вызванной током, подаваемым на электроды. Система с выходным КПД 65% высвобождает 35% потребляемой электроэнергии в виде тепла. Это тепло может быть удалено из процесса с помощью пластинчатых теплообменников, так что водород может быть получен в оптимальных условиях, и максимальная желаемая температура не будет превышена. Электролит, который представляет собой деминерализованную воду в случае электролиза с мембраной из полимерного электролита (ПЭМ) или смесь гидроксида калия и воды в случае щелочного электролиза (ЩЭ), охлаждается другой более холодной средой. Максимальная эффективность достигается за счет использования теплообменников со специально разработанными пластинами, которые интегрированы в контур и обеспечивают постоянное охлаждение технологической жидкости. В этом случае материал пластин имеет решающее значение. Следует предотвращать коррозию и оптимизировать качество водорода и долговечность электролизеров.

    Общая стоимость энергии может быть снижена, если отходящее тепло от электролиза можно подавать в сети централизованного теплоснабжения или возвращать в процесс в другом месте, например, на вышеупомянутой установке для опреснения воды.

    Какой тип теплообменника следует использовать в каком типе электролизера?

    1. Теплообменники для электролизеров с протонообменной мембраной (PEM):

    Пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали (сплав 316) используются в электролизе PEM для предотвращения водородного охрупчивания материала пластин. Компактные полностью сварные теплообменники подходят для небольших установок мощностью примерно до одного мегаватта, в то время как разборные теплообменники используются на более крупных установках.

    Полусварные и сварные пластинчатые теплообменники обладают устойчивостью к высокому давлению и обладают рядом преимуществ при производстве водорода. Например, электролизеры могут работать при давлении более 30 бар. Это благоприятно для хранения водорода, поскольку после этого необходимо выполнять меньшую работу по сжатию, а общая эффективность установки увеличивается.

    2. Теплообменники для электролизеров AEL:

    Для электролиза AEL требуются теплообменники с пластинами из коррозионно-стойкого материала, такого как никель, который может противостоять смеси гидроксида калия и воды. Здесь часто используются полусварные пластинчатые теплообменники, приваренные к стороне, несущей гидроксид калия, для защиты от утечек. Прокладки используются со стороны рабочей среды.

    3. Теплообменники для высокотемпературных электролизеров:

    Высокотемпературный электролиз (ВТЭ) как относительно новая технология все еще находится в стадии разработки. Процесс производства водорода происходит при температуре около 800 °C, и для этой высокой температуры требуются теплообменники газ-жидкость (GTL). Рекуперация тепла снижает стоимость HTE. Газожидкостные теплообменники имеют специально разработанные пластины и асимметричный объем канала, что сводит к минимуму падение давления. По сравнению с кожухотрубными теплообменниками они обеспечивают более высокую тепловую эффективность и требуют на 75 % меньше площади.

    Как пластинчатые теплообменники используются в распределительных сетях?

    Газовое охлаждение водорода и кислорода является элементарным для транспортировки этих газов, так как водород, например, имеет очень низкую плотность около 0,09 грамма на литр при нормальном атмосферном давлении и температуре. За счет сжатия и охлаждения газа с помощью пластинчатых теплообменников можно повысить плотность и соответственно увеличить транспортируемую массу при заданном транспортном объеме. Сварные пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали наиболее подходят для этой цели благодаря их стойкости к давлению.

    Почему теплообменники оптимизируют заправку водородом

    Во время заправки автомобиля водород необходимо охлаждать до температуры около -40 °C, чтобы предотвратить перегрев газа. Для этого требуются теплообменники, способные выдерживать водород при экстремальных давлениях, таких как 350 бар или 700 бар, обычно используемых при заправке водородом.

    Теплообменники с печатным контуром (PCHE), надежность которых обусловлена ​​специальной технологией сварки, идеально подходят для этого. Водородные заправочные станции, использующие такие теплообменники, позволяют производить заправку автомобилей без ожидания между заправками (длительная заправка). Благодаря чрезвычайно компактной конструкции эти теплообменники легко интегрируются в раздаточные устройства при низких затратах на установку.

    Какая польза от пластинчатых теплообменников в сочетании с топливными элементами?

    В топливных элементах водород вступает в реакцию с кислородом с образованием электричества и тепла, а также воды в качестве побочного продукта. В процессе конверсии необходимо обеспечить непрерывное охлаждение пакетов топливных элементов, чтобы обеспечить максимальную эффективность водородных топливных элементов. Электрическая энергия от электродов топливных элементов может использоваться напрямую, в то время как отработанное тепло, генерируемое в виде водяного пара, может отводиться через пластинчатый теплообменник в процессе конденсации, т.е. для обогрева зданий. В основном для этой цели подходят сварные плавлением пластинчатые теплообменники газ-жидкость.

    Таким образом, традиционные комбинированные теплоэлектростанции с двигателями внутреннего сгорания в будущем могут быть заменены новой и экологически чистой технологией топливных элементов.

    Содержание предоставлено Альфа Лаваль

    Альфа Лаваль — международная шведская компания, работающая в области энергетики, судостроения, производства продуктов питания и воды и предлагающая свои знания, продукцию и услуги широкому спектру отраслей промышленности примерно в 100 странах. . Благодаря нашему широкому портфелю термических и сепарационных технологий мы предлагаем решения для обеспечения перехода на экологически чистый водород. Для производства электролизеров (PEM, щелочных или SOEC) мы предлагаем эффективные пластинчатые теплообменники для охлаждения электролитов, водорода и кислорода. Наш ассортимент пластинчатых теплообменников также включает технологии опреснения, которые позволяют использовать в производстве морскую или речную воду, что идеально, если вы управляете морским заводом. А наши решения по теплопередаче позволяют восстанавливать и повторно использовать отработанное тепло электролизера для опреснения воды или для других устойчивых целей, таких как централизованное теплоснабжение. Мы присутствуем как на производстве, так и на складах, с уникальными решениями для сжатия и охлаждения, а также с инновационными теплообменниками с печатными схемами для заправочных станций. Альфа Лаваль потратила десятилетия на разработку высокоэффективных и надежных пластинчатых теплообменников. Мы можем предложить уникальные технологии, идеально подходящие для разработки топливных элементов, от нашей технологии соединения плавлением, которая обеспечивает надежную работу при очень высоких температурах, до решений для преобразования газа в жидкость, которые могут справиться с чрезвычайно неравномерными требованиями к потоку.

    Последнее обновление: 05.06.2022

    hyfindr.com — универсальный магазин водородных систем и компонентов для производства водородных топливных элементов.

    Вы хотите разместить свой компонент или продукт на hyfindr.com? Зарегистрируйте свою компанию здесь.

    Электролизер с параллельными пластинами (PPE), Электролизер с параллельными пластинами

    • Домашний
    • Продукт
    • Электролизер с параллельными пластинами
    • Электролизер с параллельными пластинами (PPE)

    Продукт

    • Электролизер с параллельными пластинами (PPE)

    • Концентрический трубчатый электролизер (CTE)

    • Микросолевой хлоратор

    • Система электрохлорирования StoneChlor-B

    • Система электрохлорирования StoneChlor-S

    • Морская система электрохлорирования OceanChlor

    • Морская система электрохлорирования OceanChlor-EX

    • Диоксид хлора ChlorGen-SE

    Артикул

    • В чем разница между бассейном с соляным раствором и хлорированной водой?

    • Простой и удобный способ дезинфицировать бассейн!

    • Электролитический электролизер соленой воды/морской воды для производства хлора

    • Комплект титановых электродов для электролиза морской воды в хлор на электростанции

    • КО. механического оборудования вехи Циндао, лтд. Электролизное покрытие морской водой Титановый анод

    • Почему большинство водных растений предпочитают использовать инкубаторный гипохлорит натрия

    Электрохлорирование Трубчатый электролизер с параллельными пластинами, также известный как электролизер типа PPE, который доказал свою наибольшую эффективность в определенных отраслях промышленности.
    Трубчатый электролизер с параллельными пластинами может применяться как в системах электрохлорирования рассола, так и в системах электрохлорирования морской воды. Это очень эффективные методы дезинфекции и биообрастания как для морских, так и для наземных объектов.

    Преимущества применения электролизера с параллельными пластинами:

    1. Очень низкие эксплуатационные расходы – компания Milestone Chloration Technologies разработала и разработала электролизер StoneChlor — B Brine, который потребляет всего 3,8 кг соли для получения 1 кг доступного хлора.
    2. Несколько вариантов корпуса электролизера — ПВХ, акрил и стеклопластик.
    3. Небольшая занимаемая площадь — по сравнению с электролизером CTE и сетчатого типа. Трубчатый электролизер с параллельными пластинами требует меньше места для работы.
    4. А также электролизер можно ставить как вертикально, так и горизонтально.
    5. Хорошие варианты для электростанций и обеззараживания воды.
    6. Требуйте регулярной промывки кислотой, чтобы избавиться от нагара на поверхности электродов.
    Электролизер СИЗ может применяться в очень широком диапазоне систем электрохлорирования в различных областях применения.

    Параметр технического проекта

    Тип электролизера

    Биполярный параллельный пластинчатый тип

    Материал корпуса электролизера

    ПВХ, акрил, стеклопластик с покрытием из ПВХ

    Детали и фурнитура Материал

    EPDM, ПВХ и титан

    Материал анодов

    Титан ASTM SB-265 Gr 1 или 2

    Покрытие анодов

    MMO, Ru & Ir или Pt.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.