ΥΔΡΟΓΟΝΟ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ

    Στο εργαστήριο Ηλεκτρονικής και στα πλαίσια περιβαλλοντικών μαθημάτων γίνεται προσπάθεια να αναπτυχθούν τα εξής θέματα:

Α. Παραγωγή Υδρογόνου από ηλεκτρόλυση

Β. Χρησιμοποίηση του Υδρογόνου σαν καύσιμο.

 

            Α.

        Ηλεκτρόλυση είναι διαδικασία για παραγωγή υδρογόνου μέσα σε διάλυμα νερού με διαλύτη (σόδα) και παροχή συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος. Το αποτέλεσμα είναι η διάσπαση του νερού επάνω σε ηλεκτρόδια, σε υδρογόνο και οξυγόνο  (στο θετικό ηλεκτρόδιο προσκολλάται το οξυγόνο και στο αρνητικό το υδρογόνο).

    Για την πειραματική παραγωγή υδρογόνου και οξυγόνου χρησιμοποιήθηκαν επίπεδα ηλεκτρόδια (πλάκες) διάφορων μετάλλων σε παράλληλη διάταξη και σε μικρή απόσταση των επιφανειών μεταξύ τους, με άμεση τροφοδότηση από μπαταρία αυτοκινήτου.

    Παρατηρήθηκε σε ορισμένα ηλεκτρόδια, μεγάλη διάβρωση και διακύμανση στο παρεχόμενο ρεύμα.

    Ο παρακάτω πίνακας είναι πειραματικός και χαρακτηριστικός για την επιλογή των μεταλλικών επιφανειών που τελικά θα χρησιμοποιηθούν:

 

Παράλληλα φύλλα από

Ρεύμα σε Ampere/cm2

Κατάσταση ηλεκτροδίων μετά από τουλάχιστο 2 ώρες ηλεκτρόλυση
1 Ανοξείδωτη λαμαρίνα 0,050      Κακή κατάσταση και οξείδωση, άλατα
2 Χαλκός 0,020      Κακή κατάσταση, διάβρωση, άλατα
3 Αλουμίνιο 0,032      Κακή κατάσταση, άλατα
4 Ανοξείδωτος χάλυβας 0,130      Καλή κατάσταση, μικρή κάλυψη από άλατα

    Ο ανοξείδωτος χάλυβας έχει τα καλύτερα χαρακτηριστικά όπως μεγάλο ρεύμα διέλευσης, μικρή έως ελάχιστη διάβρωση και μικρή ποσότητα αδιάλυτης ουσίας προσκολλημένη στις επιφάνειες μετά από αρκετές ώρες λειτουργίας.

    Θα γίνει προσπάθεια να κατασκευαστεί διάταξη με πολλές παράλληλες πλάκες σε μικρή απόσταση η μία με την άλλη, στοχεύοντας σε:

1. Μεγάλο ρεύμα διέλευσης, άρα μεγάλη παραγωγή υδρογόνου

2. Συμπαγή κατασκευή

3. Προώθηση μέσα από σωλήνες (μικρής διατομής) του παραγόμενου υδρογόνου για καύση και νερού αναπλήρωσης.

       

 

            Β.

    Μέσα από βιβλιογραφική αναζήτηση βρέθηκε ότι για την καύση του υδρογόνου στο αυτοκίνητο αρκεί να διοχετευθεί άμεσα στην εισαγωγή αέρα του κινητήρα.

    Πέρα από τη διάταξη για την παραγωγή υδρογόνου που περιγράφεται πιο πάνω χρειάζεται ηλεκτρονικό κύκλωμα για τη διαχείρισή του. Με βάση μία πλακέτα γενικής χρήσης με τον PIC16F877, επιδιώκεται να γίνει μετατροπή συχνότητας λειτουργίας κινητήρα σε διαμορφωμένο σήμα κατά διάρκεια (PWM), δηλαδή να υπάρχει αναλογία στροφών με την παραγόμενη ποσότητα  υδρογόνου.

    Για αποδοτική αξιοποίησή του υδρογόνου θα πρέπει να γίνεται αν είναι δυνατό αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη μείωση ταχύτητας του αυτοκινήτου (είναι πέραν των στόχων και των δυνατοτήτων μας).