🛌🏼 👨🏻‍🏫 👩‍🔧 Historia del hidrógeno sucio. 🌶️ 👩🏾‍🏫 ☀️

Hoy en día, la transición a la energía del hidrógeno se está discutiendo activamente y, por lo tanto, la opción de usar una mezcla de hidrógeno con otros gases combustibles ahora parece la última tecnología. Sin embargo, esta idea no es nueva y tiene análogos en el pasado.

¡El primer ICE es hidrógeno!

Es un hecho bien conocido que el primer automóvil fue inventado por Karl Benz y ... esto no es del todo cierto.

¡La razón es que él inventó el primer auto en masa! Y, de hecho, el primer automóvil fue creado por François Isaac de Rivaz, y Etienne Lenoir hizo un aparato prácticamente adecuado para un movimiento estable.

Si con más detalle, entonces la historia aquí es esta.

El diseño del primer motor era simple: un cilindro funcionaba con una mezcla de hidrógeno y oxígeno (50/50) proveniente de una bola.

En 1808, De Rivaz instaló este ICE en un carro simplificado, que realizó la primera prueba. Más tarde, se desarrolló un modelo que funciona con gas de carbón (gas luminoso).

En 1813, el inventor construyó un segundo auto de seis metros de largo,
equipado con ruedas con un diámetro de dos metros. Lo llama "Grand char mecanique" y lleva a cabo ensayos en Vevey (Vaud). La longitud del cilindro es de 1.5 metros, y el pistón se mueve 97 centímetros con cada combustión.

Con cada golpe del pistón, el automóvil se movía una distancia de cuatro a seis metros. Las pruebas se llevan a cabo en una pista inclinada a lo largo de la cual el Grand char mecanique recorrió una distancia de 26 metros, con 4 personas a bordo y una carga de 700 kg. El automóvil se movió a una velocidad de 3 km / h. ¡

Un hecho interesante es que la mezcla se encendió no automáticamente, sino manualmente!

Aquellos. cada golpe del pistón, el momento de encendido y el momento de la explosión fueron controlados por el "conductor" observando el movimiento del pistón de la máquina.

No es sorprendente que la Academia de Ciencias en ese momento afirmara que el motor de combustión interna nunca competiría con la máquina de vapor, pero había pasado menos de medio siglo y apareció una máquina más exitosa en términos de movimiento.

Después de las pruebas de hidrógeno, Rivaz cambió el motor al suministro de gas de carbón (iluminación), ¡pero el porcentaje de contenido de hidrógeno no cambió (el mismo 50%)!

En 1860, Etienne Lenoir de Francia inventó el Hippomobile de 1 cilindro y dos tiempos. Lenoir Hippomobile fue nombrado así porque recibió combustible por electrólisis de agua y usó hidrógeno para alimentar un pequeño motor horizontal.

El motor Hippomobile trabajó en ciclos naturales con la absorción de la mezcla de combustible y la carrera descendente quemando el combustible gastado. Más tarde, Lenoir adaptó el motor para quemar gas "carbón".

En 1863, el Hippomobile realizó una prueba de manejo desde París a Joinville-le-Pont: la velocidad máxima de aproximadamente 9 km en ~ 3 horas.

El encendido de la mezcla en el automóvil de Lenoir ya era automático, a expensas de las bobinas de Rumkorff.

Además del conductor, el automóvil también podía transportar pasajeros. Se puede decir desde este momento que ya era una aplicación para el éxito, y a pesar de que posteriormente su automóvil no recibió desarrollo, su competidor Otto pudo proporcionar la base para los ICE automotrices precisamente debido a una copia parcial del motor Lenoir.

Los motores Otto en el futuro también podrían funcionar con hidrógeno, pero, como antes, otros motores sobrevivieron a la adaptación al gas de carbón (ligero). La fuente de este gas, el carbón, era mucho más accesible y fácil de usar que el proceso de extracción y uso de hidrógeno.

Si hacemos algunas analogías con los motores de hidrógeno modernos, lo mejor de los ICE de hidrógeno existentes ahora utiliza el principio de separación en capas de la carga de inyección de hidrógeno. Simplificado, se puede describir de la siguiente manera: "La idea es que el gas y el aire deben estar dispuestos en capas en el cilindro de modo que en el punto de inflamación en el pistón la mezcla contenga la menor cantidad de gas ligero posible" (esta propuesta se toma de la descripción del motor Otto-Langren, que se desvió por Motor de exhibición Lenoir).

¿Cómo son los días 19 y 21?

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Autos con forma de globo.

El comienzo del siglo XX puede considerarse el momento del nacimiento de las aeronaves, ¡pero las "bolsas de gas" se usaron masivamente no solo en el cielo!

Los cilindros de gas se podían ver en los autobuses durante los años de la primera y segunda guerra mundial.

Las mismas bolsas estaban en esos años en camiones.

Y el transporte privado de pasajeros no fue la excepción. La principal diferencia era solo que para las bolsas intentaron hacer un marco sólido para una mejor aerodinámica.

¡Incluso las motocicletas y los botes ligeros tenían cilindros en forma de cigarro!

Este no es un intento de imitar globos, sino solo una repetición de la tecnología Rivaza a un nuevo nivel tecnológico.

¡Todo este transporte no utilizó hidrógeno, sino el mismo gas de carbón!

Las características de tales máquinas eran modestas debido a la pequeña cantidad de combustible que se podía almacenar en las burbujas, y la eficiencia energética del sistema era baja: tres metros cúbicos de gas producían tanta energía como un litro de gasolina. Como resultado, hizo posible conducir no más de 80 km en una "estación de servicio" con gas de un cilindro.

Sin embargo, la simplicidad y confiabilidad del diseño permitieron el uso de este exótico sistema de combustible en grandes cantidades en autobuses y camiones.

Como puede ver, el proceso de reabastecimiento de combustible fue aún más simple de lo que es ahora, pero la frecuencia de esta operación no se compara con nuestro tiempo.

El gas sin comprimir se utilizó no solo en EE. UU. Y Europa. ¡En China, tales autobuses de gas fueron operados hasta los años 90! El gas en ese momento ya no era una mezcla que contenía hidrógeno, sino metano (que, sin embargo, no estaría de más usar la mezcla de H2 o el mismo gas de carbón si fuera necesario).

Además de las tareas civiles, las bolsas también se utilizaron para equipos militares.

Entonces, un ejemplo especial del uso de gas sin comprimir son los automóviles de hidrógeno desde el momento del asedio de Leningrado.

Por lo general, después de ver un video de este tipo, hay un ligero precipitado de un hermoso cuento de hadas (y el cuento de hadas es una mentira, ¡pero hay una pista!).

Por lo tanto, puede aclarar algunos puntos ...

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Hoy en día existen propuestas para revivir bolsas de gas sin comprimir.

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Pero hasta ahora solo han aprendido a copiar tecnología antigua con fines de entretenimiento.

Además de los automóviles, el gas sin comprimir también se utiliza para fines domésticos en nuestro tiempo. Ahora solo se usa metano de esta manera.

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HCNG? HLPG?

El hidrógeno como combustible del futuro en el siglo XXI puede volver a ser relevante, y a diferencia de los dos períodos anteriores en los que es difícil encontrar el papel del hidrógeno, esta vez todo es inequívoco.

¿Qué sucederá si obtiene una mezcla de gases combustibles con hidrógeno no como resultado de productos químicos? ¿Reacciones, pero mezclando H2 con gases?

Esta idea comenzó su trabajo de investigación en 1983 (Nagalim et al., 1983) donde, junto con AVL, se realizaron experimentos con motores que utilizan mezclas de hidrógeno y gas natural de 100/0, 80/20, 50/50 a 0 / 100

En 1989, HCI (Hydrogen components Inc.) comenzó a probar mezclas de gases en la Universidad Estatal de Colorado, después de lo cual patentaron una mezcla de hidrógeno y metano llamada Hytano = Hidrógeno + Metano ( H2 del 15% al 20% de hidrógeno del volumen total de gas ).

Las emisiones de Hytano cumplen con los más altos estándares ambientales.

Hytano fue probado en autobuses a lo largo de los años en los Estados Unidos, pero esta no es la única opción probada para agregar hidrógeno al gas en los Estados Unidos.

Entre 2003 y 2004, el servicio del gobierno de Arizona, con la ayuda de una subsidiaria de Pinnacle West Capital Corporation, en colaboración con la Organización de Pruebas de Vehículos del Departamento de Energía de EE. UU., Probó cuatro vehículos gaseosos enriquecidos con hidrógeno.

La flota de prueba incluía dos Ford F-150 y una Dodge Ram Wagon Van. En este informe, los dos F-150 se distinguen por los nombres F-150 con un porcentaje bajo y F-150 con un porcentaje alto. El bajo porcentaje de mezcla F-150 fue equipado originalmente con un motor de fábrica de GNC. Ha sido modificado por NRG Technologies, Inc. en Reno, Nevada, para quemar combustible mixto. APS operaba este automóvil con una mezcla de hidrógeno al 30% (por volumen). La mezcla F-150 con un alto porcentaje estaba originalmente equipada con un motor de gasolina de fábrica. NRG Technologies lo modificó para quemar hasta el 50% de una mezcla de hidrógeno y 50% de GNL (en volumen). APS probó el automóvil con un 30% de hidrógeno durante varios meses. Luego, el vehículo se transfirió a 50% de hidrógeno (en volumen).Dodge Ram Wagon Van es un vehículo especializado de fábrica para transportar GNL. APS operaba este automóvil principalmente con GNC. Sin embargo, algunas operaciones y pruebas se llevaron a cabo utilizando una mezcla de 15% de hidrógeno y GNC. También se probó el cuarto automóvil (Mercedes Sprinter Van), que funcionaba con 100% de hidrógeno. Los cuatro vehículos fueron impulsados por una planta piloto de combustible alternativo APS, que fue diseñada para suministrar combustibles gaseosos, incluyendo GNC, una mezcla de GNC e hidrógeno, e hidrógeno puro con una pureza de hasta 99.9999%.Los cuatro vehículos fueron impulsados por una planta piloto de combustible alternativo APS, que fue diseñada para suministrar combustibles gaseosos, incluyendo GNC, una mezcla de GNC e hidrógeno, e hidrógeno puro con una pureza de hasta 99.9999%.Los cuatro vehículos fueron impulsados por una planta piloto de combustible alternativo APS, que fue diseñada para suministrar combustibles gaseosos, incluyendo GNC, una mezcla de GNC e hidrógeno, e hidrógeno puro con una pureza de hasta 99.9999%.

El auto de prueba HCNG con un alto porcentaje de la mezcla es el año modelo Ford F-150, originalmente equipado con un motor de gasolina fabricado en fábrica. Se ha modificado para trabajar en una mezcla de GNL e hidrógeno NRG Technologies, Inc. El vehículo llegó para pruebas al Servicio Estatal de Arizona (APS) el 6 de enero de 2002. Posteriormente, operaron el automóvil con una mezcla de hidrógeno al 30% (por volumen) durante 5 meses. El 1 de junio de 2002, NRG Technologies devolvió el motor para operar con una mezcla de hidrógeno al 50% (por volumen). APS probó el automóvil con una mezcla del 50% para equilibrar el período de prueba.

Solo hay una conclusión basada en los resultados de la prueba: no surgieron problemas de seguridad durante el reabastecimiento de combustible o la operación del F-150 usando 30 o 50% de combustible con una mezcla de hidrógeno.

En India, Indian Oil Corporation Ltd (IOCL) ha estado probando gas natural comprimido enriquecido en hidrógeno (HCNG).

El porcentaje probado de contenido de hidrógeno es del 18%. Está previsto utilizar el reformador de gas compacto desarrollado por IOCL para crear una mezcla de HCNG, que utilizaría aún más el gas para repostar autobuses. El uso de este gas en el transporte público resolverá el problema de la contaminación del aire, ya que esta mezcla reduce las emisiones de CO hasta en un 70% y proporciona un ahorro de combustible de hasta un 5%.

El competidor HCNG es una mezcla de propano e hidrógeno.

La investigación en esta área se lleva a cabo en Japón.

En Rusia y la República de Bielorrusia, se llevaron a cabo estudios sobre el efecto de los aditivos de hidrógeno bajo ciertas condiciones en los soportes de motores.

Los resultados y conclusiones son similares.

El efecto positivo de H2 es mejor sin la conversión del motor, incluso con 2 -4% de gas aditivo en volumen total. Esta pequeña cantidad reduce el tiempo total de combustión del combustible y aumenta la presión máxima en la cámara de combustión en un 17-23%.

El principal problema ambiental al agregar H2 al propano a la mezcla es el origen del gas. El propano es un derivado del petróleo.

El problema común de agregar hidrógeno al metano o al propano es el origen del hidrógeno mismo, porque a diferencia del gas ligero, debe obtenerse por separado del segundo gas.

Y aquí puedes volver a la historia ...

En el siglo XX, R. Erren propuso producir hidrógeno a través de electricidad nocturna barata ... en el siglo XXI, propusieron hacer lo mismo, excepto por el hecho de que esta energía se tomará de fuentes de energía verde y, en teoría, puede estar disponible durante la sobreproducción incluso durante el día.

PS . "Como puede ver, el hidrógeno" sucio "tiene todas las posibilidades de un futuro limpio ... en la tierra. Pero en el aire ... este será el próximo artículo.

Historia del hidrógeno sucio.

¡El primer ICE es hidrógeno!

Autos con forma de globo.

HCNG? HLPG?

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