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Geschichte des schmutzigen Wasserstoffs



Heutzutage wird der Übergang zur Wasserstoff-Energie aktiv diskutiert, und daher scheint die Möglichkeit, ein Gemisch aus Wasserstoff mit anderen brennbaren Gasen zu verwenden, die neueste Technologie zu sein. Diese Idee ist jedoch nicht neu und hat in der Vergangenheit Analoga.

Der erste ICE ist Wasserstoff!


Es ist bekannt, dass das erste Auto von Karl Benz erfunden wurde und ... das ist nicht ganz richtig.

Der Grund ist, dass er das erste Massenauto erfunden hat! Tatsächlich wurde das erste Auto von François Isaac de Rivaz entworfen, und Etienne Lenoir stellte einen praktisch geeigneten Apparat für stabile Bewegungen her.

Wenn im Detail, dann ist die Geschichte hier dies.



Das Design des ersten Motors war einfach: Ein Zylinder arbeitete mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff (50/50), das von einer Kugel kam.

1808 installierte De Rivaz diesen ICE auf einem vereinfachten Wagen, den er im ersten Testlauf durchführte. Später wurde ein Modell für Kohlegas (Leuchtgas) entwickelt.

1813 baute der Erfinder ein sechs Meter langes zweites Auto.
ausgestattet mit Rädern mit einem Durchmesser von zwei Metern. Er nennt es "Grand char mecanique" und führt Versuche in Vevey (Waadt) durch. Die Länge des Zylinders beträgt 1,5 Meter, und der Kolben bewegt sich bei jeder Verbrennung um 97 Zentimeter.

Mit jedem Kolbenhub bewegte sich das Auto eine Strecke von vier bis sechs Metern. Die Tests werden auf einer geneigten Strecke durchgeführt, auf der der Grand char mecanique eine Strecke von 26 Metern mit 4 Personen an Bord und einer Last von 700 kg zurücklegte. Das Auto bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 3 km / h.

Eine interessante Tatsache ist, dass sich die Mischung nicht automatisch, sondern manuell entzündete!

Jene. Jeder Hub des Kolbens, jeder Zündzeitpunkt und der Moment der Explosion wurden vom „Fahrer“ gesteuert, der die Bewegung des Kolbens der Maschine betrachtete.

Es ist nicht überraschend, dass die damalige Akademie der Wissenschaften behauptete, dass der Verbrennungsmotor niemals mit der Dampfmaschine konkurrieren würde, aber weniger als ein halbes Jahrhundert war vergangen und eine Maschine, die hinsichtlich der Bewegung erfolgreicher war, erschien.

Nach Tests mit Wasserstoff stellte Rivaz den Motor auf Kohlengas (Lampe) um, aber der Prozentsatz an Wasserstoff änderte sich nicht (die gleichen 50%)!



1860 erfand Etienne Lenoir aus Frankreich das 1-Zylinder-Zweitakt-Hippomobil. Lenoir Hippomobile wurde so benannt, weil es Kraftstoff durch Elektrolyse von Wasser erhielt und Wasserstoff zum Antrieb eines kleinen horizontalen Motors verwendete.

Der Hippomobil-Motor wurde in „natürlichen Zyklen“ mit Absorption des Kraftstoffgemisches und Abwärtshub des abgebrannten Kraftstoffs betrieben. Später passte Lenoir den Motor für die Verbrennung von „Kohle“ -Gas an.

1863 machte das Hippomobil eine Probefahrt von Paris nach Joinville-le-Pont: die Höchstgeschwindigkeit von etwa 9 km in ~ 3 Stunden.

Die Zündung der Mischung in Lenoirs Auto erfolgte bereits automatisch - auf Kosten der Rumkorff-Spulen.

Neben dem Fahrer könnte das Auto auch Passagiere befördern. Man kann von diesem Moment an sagen, dass es bereits ein Antrag auf Erfolg war, und trotz der Tatsache, dass sein Auto später nicht entwickelt wurde - sein Konkurrent Otto konnte gerade durch eine teilweise Kopie des Lenoir-Motors die Grundlage für Automobil-ICEs bilden.

Ottomotoren könnten in Zukunft auch mit Wasserstoff betrieben werden, aber nach wie vor überlebten andere Motoren die Anpassung an Kohlengas (Licht). Die Quelle dieser Gaskohle war viel zugänglicher und einfacher zu verwenden als der Prozess der Gewinnung und Verwendung von Wasserstoff.

Wenn wir einige Analogien zu modernen Wasserstoffmotoren ziehen, verwendet der beste der vorhandenen Wasserstoff-ICEs jetzt das Prinzip der Schichttrennung der Ladung der Wasserstoffinjektion. Vereinfacht kann es wie folgt beschrieben werden: „Die Idee ist, dass Gas und Luft in Schichten im Zylinder angeordnet werden sollten, damit das Gemisch am Flammpunkt im Kolben so wenig leichtes Gas wie möglich enthält“ (dieser Vorschlag stammt aus der Beschreibung des Otto-Langren-Motors, der umgangen wurde Ausstellungsmaschine Lenoir).

Wie sieht der 19. und 21. aus?
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micro-CHP .

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Ballonähnliche Autos.


Der Beginn des 20. Jahrhunderts kann als die Zeit der Geburt von Luftschiffen angesehen werden, aber die "Gassäcke" wurden nicht nur am Himmel massiv eingesetzt!



In den Jahren des Ersten und Zweiten Weltkriegs waren in Bussen Gasflaschen zu sehen.



Die gleichen Taschen waren in jenen Jahren auf Lastwagen.





Und der private Personenverkehr war keine Ausnahme. Der Hauptunterschied bestand nur darin, dass für die Taschen versucht wurde, einen soliden Rahmen für eine bessere Aerodynamik herzustellen.



Sogar Motorräder und leichte Boote hatten zigarrenförmige Zylinder!

Dies ist kein Versuch, Luftballons zu imitieren, sondern nur eine Wiederholung der Rivaza-Technologie auf einem neuen technologischen Niveau.

Bei all diesen Transporten wurde kein Wasserstoff verbraucht, aber das gleiche Kohlegas!

Die Eigenschaften solcher Autos waren aufgrund der geringen Menge an Kraftstoff, die in den Blasen gespeichert werden konnte, bescheiden, und die Energieeffizienz des Systems war gering: Drei Kubikmeter Gas produzierten so viel Energie wie ein Liter Benzin. Infolgedessen war es möglich, nicht mehr als 80 km an einer "Tankstelle" mit Benzin aus einer Flasche zu fahren.

Die Einfachheit und Zuverlässigkeit des Designs ermöglichte jedoch die Verwendung dieses exotischen Kraftstoffsystems in großen Mengen in Bussen und Lastwagen.





Wie Sie sehen, war der Tankvorgang noch einfacher als jetzt, aber die Häufigkeit dieses Vorgangs lässt sich nicht mit unserer Zeit vergleichen.



Nicht komprimiertes Gas wurde nicht nur in den USA und in Europa verwendet. In China wurden solche Gasbusse bis in die 90er Jahre betrieben! Das Gas war zu diesem Zeitpunkt kein wasserstoffhaltiges Gemisch mehr, sondern Methan (was jedoch nicht schaden würde, wenn bei Bedarf H2-Mischen oder dasselbe Kohlengas verwendet würde).

Neben zivilen Aufgaben wurden die Taschen auch für militärische Ausrüstung verwendet.

Ein besonderes Beispiel für die Verwendung von nicht komprimiertem Gas sind Wasserstoffautos aus der Zeit der Belagerung Leningrads.



Normalerweise gibt es nach dem Anschauen eines solchen Videos einen leichten Niederschlag eines schönen Märchens (und das Märchen ist eine Lüge, aber es gibt einen Hinweis darauf!).

Daher können Sie einige Punkte klarstellen ...
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Heutzutage gibt es Vorschläge, Säcke mit unkomprimiertem Gas wiederzubeleben


ecomodder «»!


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Bisher haben sie jedoch nur gelernt, alte Technologien zu Unterhaltungszwecken zu kopieren.

Neben Automobilen wird in unserer Zeit auch nicht komprimiertes Gas für Haushaltszwecke verwendet. Jetzt wird nur noch Methan auf diese Weise verwendet.


( 4 4 ). (B)pack (B)energy.



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HCNG? HLPG?


Wasserstoff als Kraftstoff der Zukunft im 21. Jahrhundert könnte wieder relevant werden, und im Gegensatz zu den beiden vorhergehenden Perioden, in denen es schwierig ist, die Rolle von Wasserstoff zu finden, ist diesmal alles eindeutig.

Was passiert, wenn Sie ein Gemisch brennbarer Gase mit Wasserstoff erhalten, das nicht chemisch bedingt ist? Reaktionen, aber durch Mischen von H2 mit Gasen?

Diese Idee begann ihre Forschungsarbeit bereits 1983 (Nagalim et al., 1983), wo Experimente mit Motoren unter Verwendung von Gemischen aus Wasserstoff und Erdgas von 100/0, 80/20, 50/50 bis 0 / durchgeführt wurden. 100.

1989 begann HCI (Hydrogen Components Inc.) an der Colorado State University mit dem Testen von Gasgemischen. Danach patentierten sie ein Gemisch aus Wasserstoff und Methan namens Hythane = Wasserstoff + Methan ( H2 von 15% bis 20% Wasserstoff des gesamten Gasvolumens ).



Hythanemissionen erfüllen die höchsten Umweltstandards.



Hythane wurde im Laufe der Jahre in den USA in Bussen getestet. Dies ist jedoch nicht die einzige getestete Option für die Zugabe von Wasserstoff zu Gas in den USA.



Zwischen 2003 und 2004 testete der Regierungsdienst von Arizona mit Hilfe einer Tochtergesellschaft der Pinnacle West Capital Corporation in Zusammenarbeit mit der Vehicle Testing Organization des US-Energieministeriums vier mit Wasserstoff angereicherte gasförmige Fahrzeuge.

Die Testflotte umfasste zwei Ford F-150 und einen Dodge Ram Wagon Van. In diesem Bericht werden die beiden F-150 durch die Namen F-150 mit einem niedrigen Prozentsatz und F-150 mit einem hohen Prozentsatz unterschieden. Die niedrigprozentige F-150-Mischung war ursprünglich mit einem Werksmotor-CNG ausgestattet. Es wurde von NRG Technologies, Inc. modifiziert. in Reno, Nevada, um gemischten Kraftstoff zu verbrennen. APS betrieb dieses Auto mit 30% Wasserstoffgemisch (nach Volumen). Die F-150-Mischung mit einem hohen Prozentsatz war ursprünglich mit einem Fabrikbenzinmotor ausgestattet. NRG Technologies modifizierte es, um bis zu 50% eines Gemisches aus Wasserstoff und 50% LNG (nach Volumen) zu verbrennen. APS testete das Auto mehrere Monate lang auf 30% Wasserstoff. Dann wurde der Träger auf 50 Vol .-% Wasserstoff übertragen.Dodge Ram Wagon Van ist ein spezialisiertes Werksfahrzeug für den Transport von LNG. APS betrieb dieses Auto hauptsächlich mit CNG. Einige Operationen und Tests wurden jedoch unter Verwendung eines 15% igen Gemisches aus Wasserstoff und CNG durchgeführt. Das vierte Auto (Mercedes Sprinter Van), das mit 100% Wasserstoff betrieben wurde, wurde ebenfalls getestet. Alle vier Fahrzeuge wurden von einer APS-Pilotanlage für alternative Kraftstoffe angetrieben, die für die Lieferung gasförmiger Kraftstoffe ausgelegt war, darunter CNG, ein Gemisch aus CNG und Wasserstoff sowie reinen Wasserstoff mit einer Reinheit von bis zu 99,9999%.Alle vier Fahrzeuge wurden mit dem APS-Versuchsaufbau für alternative Kraftstoffe angetrieben, der entwickelt wurde, um gasförmige Kraftstoffe wie CNG, ein Gemisch aus CNG und Wasserstoff sowie reinen Wasserstoff mit einer Reinheit von bis zu 99,9999% zu liefern.Alle vier Fahrzeuge wurden von einer APS-Pilotanlage für alternative Kraftstoffe angetrieben, die für die Lieferung gasförmiger Kraftstoffe ausgelegt war, darunter CNG, ein Gemisch aus CNG und Wasserstoff sowie reinen Wasserstoff mit einer Reinheit von bis zu 99,9999%.

Das HCNG-Testauto mit einem hohen Anteil an der Mischung ist das Modelljahr Ford F-150, das ursprünglich mit einem werkseitig gebauten Benzinmotor ausgestattet war. Es wurde modifiziert, um an einer Mischung aus LNG und Wasserstoff zu arbeiten. NRG Technologies, Inc. Das Fahrzeug kam am 6. Januar 2002 zum Testen beim Arizona State Service (APS) an. Anschließend betrieben sie das Auto 5 Monate lang mit einem 30% igen Wasserstoffgemisch (nach Volumen). Am 1. Juni 2002 gab NRG Technologies den Motor zurück, um mit einem 50% igen Wasserstoffgemisch (nach Volumen) zu arbeiten. APS testete das Auto mit einer 50% igen Mischung, um den Testzeitraum auszugleichen.

Basierend auf den Testergebnissen gibt es nur eine Schlussfolgerung: Beim Auftanken oder Betrieb des F-150 mit 30 oder 50% Kraftstoff mit einem Wasserstoffgemisch traten keine Sicherheitsprobleme auf .

In Indien hat die Indian Oil Corporation Ltd (IOCL) wasserstoffangereichertes komprimiertes Erdgas (HCNG) getestet.

Der getestete Prozentsatz des Wasserstoffgehalts beträgt 18%. Es ist geplant, mit dem von IOCL entwickelten Kompaktgasreformer eine Mischung aus HCNG zu erzeugen, um künftig Gas zum Betanken von Bussen zu verwenden. Die Verwendung dieses Gases im öffentlichen Verkehr löst das Problem der Luftverschmutzung, da dieses Gemisch die CO-Emissionen um bis zu 70% reduziert und Kraftstoffeinsparungen von bis zu 5% ermöglicht.

Mitbewerber HCNG ist eine Mischung aus Propan und Wasserstoff.

Die Forschung in diesem Bereich wird in Japan durchgeführt.



In Russland und der Republik Belarus wurden unter bestimmten Bedingungen Untersuchungen zur Wirkung von Wasserstoffadditiven auf Motorständer durchgeführt.

Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen sind ähnlich.

Die positive Wirkung von H2 ist am besten ohne Umrüstung des Motors auch bei 2 - 4% Additivgas im Gesamtvolumen. Diese geringe Menge verringert die Gesamtbrennzeit des Kraftstoffs und erhöht den Maximaldruck in der Brennkammer um 17 bis 23%.

Das Hauptumweltproblem bei der Zugabe von H2 zu Propan zum Gemisch ist die Herkunft des Gases. Propan ist ein Derivat von Öl.

Das häufigste Problem bei der Zugabe von Wasserstoff zu Methan oder Propan ist der Ursprung von Wasserstoff selbst, da dieser im Gegensatz zu leichtem Gas getrennt vom zweiten Gas erhalten werden muss.

Und hier können Sie sich wieder der Geschichte zuwenden ...

Im 20. Jahrhundert schlug R. Erren vor, Wasserstoff durch billigen Nachtstrom zu produzieren. Im 21. Jahrhundert schlagen sie vor, dasselbe zu tun, mit der Ausnahme, dass diese Energie aus grünen Energiequellen gewonnen wird und theoretisch auch tagsüber während der Überproduktion verfügbar sein kann.

PS . „Wie Sie sehen, hat„ schmutziger “Wasserstoff jede Chance auf eine saubere Zukunft ... auf der Erde. Aber in der Luft ... das wird der nächste Artikel sein.

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