Приветствую, коллеги. На днях посетила мысль заняться безумным прожектом - самодельной топливной батареей. Немножко погуглив на эту тематику выяснил, что никому это на фиг не надо и работоспособных домашних конструкций вообще нет, есть многообещающие лабораторные прототипы и исчезающе мало коммерческих продуктов. А штука мне лично кажется интересной и полезной. Ничего антинаучного, все вроде работает где-то, правда дорого и неудобно пока что.

Чего хочется:
1 очередь: В условиях небольшой (см. ниже) лаборатории изготовить работоспособный прототип топливной ячейки. Низкотемпературной. Метанольной или водородной. Получить с нее какое-то количество вольт и ватт. Понять всю эту кухню, изучить и, по возможности, решить проблемы. Набраться знаний. Измерить характеристики, затраченные средства и сделать вывод о целесообразности дальнейших исследований.
2 очередь (в случае успешной реализации 1-й ): - разработка и постройка батареи ТЭ для практического применения. Целевые параметры: применение на маломерном водном транспорте, напряжение ~48В, мощность 3...5 кВт, удельная энергоемкость не менее 20% от бензинового ДВС, КПД не менее 20%, занимаемый объем установки не более 0,3 м3 вместе с топливом. Простота реализации прямыми руками. Ну а там уж как получится...

Что есть:
0.0 знаний и опыта в этой области. Умеренный энтузиазм. Небольшая мастерская-лаборатория. Доступна столярная, слесарная, токарная, фрезерная/сверлильная ЧПУ обработка. Лазер, плазму, гидроабразив, электроэрозию и другую экзотику есть шанс найти в городе или ближайших окрестностях. Есть пара компрессоров 8-10 кгс и малюсенький форвакуумник - дает примерно 10...5 Па. Радиоэлектронная часть лаборатории тоже не богата - показометры-мультиметры, клещи, осциллографы, генераторы ЗЧ, блоки питания, паяльники-матюгальники, комп, электронные компоненты из области маломощной силовой электроники. Химическая часть еще хуже - шкаф с несколькими видами реактивов, чуть-чуть посуды, несколько маленьких корыт, вытяжка, вода из-под крана и дистиллят в баклажках с бензоколонки. В соседнем химмаге много чего есть из ширпотребных реактивов лабораторных. Еще, конечно, доступны магазины типа "строитель", "сад-огород", "хозтовары" и т.д. Отдельно свезло, - есть магазин "полимер" - есть в наличии интересное, в т.ч. углематериалы. Пневмо-гидро-газо-штуки разные тоже можно купить в городе.

Финансирование:
Будет осуществляться из собственных средств. С з/п инженегра. Выделять буду не более 5-10 круб/мес. Никаких инвесторов не планируется, деньги на проект не ищутся .

Что надо:
Источники информации по данной тематике. Обязательно бесплатные. Поддержка/критика конструктивная/деструктивная.((cenzored) Сотрудничество/помощь (интеллектуальная).

Прошу высказываться, коллеги.

В таких случаях начинают с букваря. Там Вы узнаете про основные типы топливных элементов, столетнюю историю их медленной эволюции и многое другое.
Быстро поймете почему нет "коммерческих продуктов" на эту тему и почему их нельзя приготовить на кухне.
Впрочем, знавал я одного упертого энтузиаста, экспериментировал с угольным элементом именно на кухне, на газовой горелке. Получил наблюдаемый эффект, но до практически пригодного образца дело, понятно, не дошло.

Найти бы еще правильный букварь. В том, что пока удалось почитать в сети, никакой конкретики. Типы описаны, теор. достижимые параметры тоже. Картинки красивые. На уровне типа электрон летит туда, а ион -сюда. Ни расчетных формул, ни ни экспериментальных данных, ни конструктивных особенностей (например устройство системы подачи топлива, выхлопа, охлаждения и т.д.).


Это-то я как раз прекрасно понимаю. Потому что дорого и сложно. Нету массового спроса. ДВС проще, дешевле, легче, компактней. Проблема получения, компактного и безопасного хранения топлива (если говорим о водороде). Однако же в космосе, военке и еще где-то элементы такие используются и не безуспешно. Понятное дело, все эти разработки остаются в стенах институтов.

Сейчас потихоньку народ начинает ездить (и даже, порой, летать) на электричестве. Запас хода только маловат в виду низкой энергоемкости литиевых батарей (более чем на порядок хуже бензина). Если ТЭ в принципе, может быть хотя бы промежуточным вариантом между электрическим аккумулятором и ДВС в части удельного веса хранимой (перевозимой) энергии, то это уже устроит. Попадалась в сети фото автомобильной установки 5 кВт всего, размером с багажник этого авто. Тоже устроило бы. Это что касается потенциального практического применения.
Сейчас же хочется хотя бы "понаблюдать эффект", получить методики расчетов, от картинок с бегающими электронами перейти к чертежам с болтами, проводами, перечню элементов и материалов.

Сообщение отредактировал stas00n - Aug 18 2015, 05:13

По моему термоядерный синтез в гараже более перспективен.

https://www.youtube.com/watch?v=LC7X05Ri4zU

Дружище, вот тебе три букваря. Окромя картинок и плотного текста, найдёшь там и формулы и данные экспериментов. Короч, всё что тебе надо, попробуй прожевать.
https://yadi.sk/i/ef4DhTmpiWYPU
https://yadi.sk/i/tYAAvDfiiWYdi
https://yadi.sk/i/FjK7sR-IiWYfr

AlexandrY, грешно смеяться над больными людьми ©.


Спасибо. Пролистал по диагонали, и при помощи Ctrl+F. Увы, - по топливным элементам без подробностей - ссылки на другие источники и везде пояснение что эта тема за рамками данной книжки Бегло пробовал поискать означенные публикации - в основном ведет на сайт, где предлагается купить не русскую книжку за не русские деньги. А по "традиционным" элементам и аккумам, - да, инфы море. Будем изучать потихоньку. В библиотеке предка есть бумжная советская еще книжка "Химические источники тока", правда устаревшая малость - годов 80-х. Надо будет поискать - наверняка там то же самое примерно, кроме, может, лития и полимерных электролитов. Ну и поновее издания наверное должны быть.

Кстати, несколько ден тому набрел на сайт - вроде заявляют наличие на складе вражеской протонообменной мембраны. Как думаете - не мошенство? Не продадут кусок целлофана вместо? Завтра попробую позвонить - узнать наличие/цену.



По картинке чем-то напоминает фоторезист

Сообщение отредактировал stas00n - Aug 18 2015, 18:17

Вот малазийцы чего творят: http://www.youtube.com/watch?v=zfUnn39_Qmo
Вполне по силам в моей "кухне" повторить, наверное.

А вот кто-то мастерит прямой метанольный ТЭ. http://www.youtube.com/watch?v=ksrH7QcQw6I

Прозвонил сегодня для интереса в фирму. Да, вроде кое-что есть из материалов. Попросил прислать предложение с ценниками. Прислали. Сказать что я несколько ошалел - ничего не сказать. Вот вражеский магазин - тоже не сказать что дешевое удовольствие, но ценник хотя бы шока не вызывает. Трехзначная долларовая сумма на эксперименты. Берем цену с этого магазина помножаем ее на 3 или 4, получаем цену в той фирмЕ. В жизни не поверю что логистика и таможня прибавляет 300% к цене. В общем похоже, очередной бизнес по-русски. Или это все санкции? Печаль.
Завтра хочу прозондировать возможность достать отечественный аналог. Правда, наверняка там все еще печальней.

Отечественный продукт. Довольно свеженький прайс http://zakupki.rosatom.ru/Web.aspx?node=cu...15&mode=lot Впятеро дешевле ду понта. Покупатель, конечно, не простой смертный, но почему бы и не попробовать?

Сообщение отредактировал stas00n - Aug 19 2015, 20:44

Да все эти ютубы - громадные месторождения дезинформации. Показать в ролике можно, что и коровы успешно летают.
На практике топливные элементы пока неподъемное технологически дело для массового применения.
Не очень глубоко вникал, не хочется рыться в тупиковом направлении, но основная трудность там - идеальная чистота компонентов. Без этого все эти мембраны забиваются через срок от нескольких часов до нескольких недель.
Кроме того, два вольта от ячейки - очень неудобно. Нужно соединить 50-150 ячеек для получения приемлемой величины напряжения электротранспорта. Это автоматически означает практически нулевую надежность такого генератора.

С этим согласен. Но все же отделить достоверную инфу от обмана вполне реально при наличии каких-нибудь знаний в предмете. У меня их пока маловато, иначе не создавал бы тему на форуме. Тем не менее, мне почти удается отсеивать псевдо- и антинаучную хрень с просторов паутины


1. Технология, на самом деле "кухонная", при наличии материалов. А вот сами материалы неподъемно дороги пока что для массового коммерческого применения. Но я и не говорил о массовом производстве. Лично у меня в планах 1 - лабораторные образцы для тестов, 2 - устройство годное для практического использования в единичном экземпляре - пусть и дорогое - для себя любимого ничего не жалко.
2. Направление, я считаю, не тупиковое, а как раз наоборот, перспективное. Мы просто "не умеем их готовить". Материалы будут дешеветь, характеристики улучшаться.
3. Чистота компонентов. В некоторых видах эл-тов (особенно низкотемпературных), - да,есть такая проблема. Только забиваются не мембраны (им вообще сложно навредить чем либо кроме перегрева - довольно крепкая и химстойкая штука), а каталитически активный слой электродов - особенно вредно наличие в топливе CO.


2 вольта дает свинцово-кислотная банка. Никель-кадмиевая 1,2В. Это не мешает их повсеместно успешно использовать на электротранспорте - от погрузчиков-штабелеров до троллейбусов и электричек. На надежность не жалуются. Напряжение топливной "банки" (хотя ТЭ вовсе не напоминает банку) примерно 0,7В, так что да - их надо много последовательно. Однако в данном случае не соединяют последовательно проводами отдельные ячейки, как в случае с "конвенционными" ХИТ. Батарея представляет собой единый конструктивный блок - стопку электродных сборок вперемешку с разделительными, уплотнительными прокладками, охлаждающими и увлажняющими сборками. Стопка эта, грубо говоря, тупо стягивается шпильками. Кстати это можно заметить на малазийском видео с ютуба или, более подробно - на этом. Для моего гипотетического электротранспорта хватит 48В - меньше сотни ячеек - можно сделать одну батарею. Или две последовательно, как малайцы. Тут больше геометрия влияет..

По поводу мембран. Звонил сегодня на питерский завод который занимается их изготовлением. Все не так печально как я ожидал. Разговаривал с весьма приятным и доброжелательным дядькой - руководителем подразделения. Массового производства этой продукции нет (хотя раньше, говорит, - было!), но мелкие партии под заказчика делают без проблем. Цена мембраны МФ-4СК на сегодня примерно 40000 руб/м2. Полный аналог нафиона, но примерно вчетверо дешевле. Толщина по согласованию с заказчиком. Для метанольных ячеек рекомендуется толщина не менее 150 мкм. Образцы есть в наличии. Кусочек отрежут любой, - в шутку сказал - хоть 1 см2. Запросил на опыты немного мембраны и раствора смолы.

Вы сравниваете несравнимое. В расчетах надежности участвует не только количество элементов в системе, но и их сложность, проще говоря, надежность каждого компонента. Кислотный аккумулятор устроен относительно просто и терпим к значительным отклонениям параметров компонентов. Долговечность его в десятки раз выше, чем топливного элемента. Потому и тяговая батарея из 24-48 банок обладает удовлетворительной надежностью.
Боюсь, с топливным элементом будет куда сложнее, каждый элемент довольно капризен.
2 вольта... я взял водородно-кислородный элемент, достаточно древний, на нем как будто бы даже на Луну летали, не метаноловый. У него ресурс был несколько суток, Вестнгауз Электрик разрабатывал. Решающим доводом было получение, как отходов, чистой воды, которую на борту было куда использовать.

Топливный эл-т относительно кислотного аккумулятора устроен не намного сложнее, если внимательно посмотреть. Элементы соединяются в батарею в едином конструктиве, как я уже говорил выше, а уж насколько капризен в этом случае каждый элемент в отдельности - черт его знает, достоверных данных-то у нас с Вами нет, так ведь? Нужно экспериментировать.


Вроде как водород-кислородный, почти как никель-металлогидридный - около 1,3 В максимум, фактически меньше. Метаноловый я хочу чтобы массовая энергоемкость была хорошая и чтобы заправка топливом и его хранение были бы столь же просты как в случае с бензином. С водородом пока такое не светит. По ресурсу конечно, тоже вопрос, и, опять же все будет решаться в ходе эксперимента, т.к. достоверных данных тоже не имеем.

Да, извините, открыл учебник освежил 30-летней свежести знания. Порядка 0.9-1.3 вольта разновидности.
Просто тут недавно смотрел источник 200 ватт питаемый от топливного элемента 2 вольта. Там похоже батарея из двух элементов.