Horizon FCJJ-20 User guide [hu]

Conrad Szaküzlet 1067 Budapest, Teréz krt. 23. Tel: [phone] Conrad Vevőszolgálat 1124 Budapest, Jagelló út 30. Tel: [phone]

Tüzelőanyag cellás autó modell

Rend.sz.: 191435

Modell: FCJJ-20

1. Bevezetés: a hidrogén tüzelőanyag-celláról

a. Miért épp a hidrogén?

Civilizációnk 100 000-szer gyorsabban használja el a fosszilis tüzelőanyagokat, mint ahogyan azok pótlódnak, ami sok kérdést vet fel. Az olajjal kapcsolatos számos probléma (politikailag bizonytalan országokból származik, használata légszennyező, hozzájárul az üvegházhatáshoz és így az általános felmelegedéshez stb.) miatt az új, hosszú távra alkalmas helyettesítő technológiák stratégiai jelentőséggel bírnak. Ezek közé tartozik ez a hidrogén tüzelőanyag cella.

A hidrogén az univerzumban leggazdagabban rendelkezésre álló elem, és fajlagos energiahordozó képessége is nagy. Előállítható hagyományos vagy megújuló energiaforrások, mint pl. napvagy szélenergia segítségével. A hidrogén, ha hozzájutottunk, számos területen, pl. autózáshoz is alkalmazható. Újrahasznosítható forrás, vagyis naponta használt üzemanyagunk helyben és korlátlan mennyiségben előállítható. Amikor tüzelőanyag cellában használják fel, elektromosság és víz keletkezik. A vízből azután ismét hidrogén és oxigén állítható elő. Ez egy folyamatos és természetes ciklus, toxikus emisszió nélkül.

.

b. Mi a tüzelőanyag cella, és hogyan működik?

A tüzelőanyag cella olyan eszköz, mellyel a hidrogénből újrahasznosítható elektromos energia nyerhető. A hidrogén és oxigén speciális anyagból való rétegeken reagál egymással, és égés nélkül keletkezik elektromosság és víz.

Elektromos áramkör (40-60% hatásfok)

reakcióba lép az ugyancsak előállított és az autó fedélzeten tárolt oxigénnel.

3. Általános biztonsági tudnivalók

Az anyagi károk, súlyos sérülések, vagy haláleset megelőzésére be kell tartani az alábbiakat:

1.A szerelés megkezdése előtt alaposan olvassa át az útmutatót.

2.A készletet csak 14 év fölötti személyek használhatják, és csak olyan felnőtt felügyelete mellett, aki az útmutatóban írt biztonsági és egyéb tudnivalókkal tisztában van.

3.Ügyelni kell, hogy a szerelés során használt szerszámokkal ne okozzunk személyi sérülést.

4.A készlet kisméretű és törékeny darabokat is tartalmaz. Ezek kezelésekor és összeillesztésekor ügyelni kell, nehogy összetörjenek.

5.Ne kísérelje meg a készletben található alkatrészeket más célra használni, sem pedig szétszedni.

6.Kapcsolja ki az elem csomagot, ha a készülék nincs használatban. Amikor az elemkészlet be van kapcsolva, a huzalok ne legyenek összeérintve. Használat után és tárolás idejére az elemeket vegye ki.

7.Használat után a vizet, hidrogént és oxigént minden alkatelemből el kell távolítani.

3. Alkatrészek listája

	H2 (hidrogén)	O2 (oxigén)
	tüzelőanyag
	Felhasznált	Hő
	tüzelőanyag	Levegő +
	recirkuláció	vízgőz
	Áramoltató
	lap	Áramoltató lap
	Gáz diffúzió
		Gáz diff. elektr.
	elektród
	Katalizátor	Katalizátor
		Protoncserélő membrán

A tüzelőanyag cellák iránti érdeklődés a 60-as években indult meg, a holdraszállás alkalmával. Máig is használják az űrtechnikában, de egyre fontosabbá válik egyéb célú alkalmazása.

A hidrogénnel üzemelő autókat "nullemissziós jármű"-nek hívják. Ha még ráadásul a hidrogént napvagy szélenergia segítségével állítanák elő, akkor korlátlan energiaforrásunk lenne, és a levegőt sem kéne szennyezni.

Az autó modellben egy protoncserélő membrános (PEM) tüzelőanyag cella van (ld. alkatrész lista E tétele). Ez elektromos energiát állít elő annak a hidrogénnek a felhasználásával, amely az autóban levő hidrogén tároló hengerben található (ld. alkatrész lista H tétele). A hidrogén

A.Fecskendő

B.Rövid gumitömlők (ld. 4. fej. 1. lépés)

C.Tüzelőanyag cella

D.Napkollektor

E.Alváz LED-lámpákkal és elektromotorral

F.Elemcsomag

G.Belső hengerek

H.Külső hengerek

I.Hosszú gumicsövek (ld. 4. fej. 1. lépés)

Szükség van még a következő 3 alkatrészre is (külön kell beszerezni):

•2db AA méretű ceruzaelem (alkáli ajánlott)

•Olló

•100ml desztillált víz*

*Az optimális működéshez erősen ajánlott a desztillált víz használata.

4. A készlet szerelésének lépései

1.Ollóval vágjon le 2db 4cm-es darabot a készletben található hosszabbik gumicsőről. Tegye a piros stiftet az egyik 4cm-es csőbe, a feketét a másikba. Ezek a rövid csövek lesznek a készlet (B) alkatrészei. A megmaradt

1

hosszú gumicsövet vágja két egyforma darabra. Ezek csövek lesznek a készlet (I) alkotórészei.

2.Csatlakoztassa a rövid (B) csövet a fekete stifttel a felső dűznire a cella H2-vel jelölt hidrogén oldalán, a másik rövid (B) csövet a piros stifttel a felső dűznire a cella O2vel jelölt oxigén oldalán.

3.Illessze a tüzelőanyagcellát (C) a rárögzített (B) gumicsövekkel a szögletes mélyedésbe az alvázon (E).

4.Tegye a külső hidrogénés oxigén tárolóhengereket (H) az alvázon (E) levő kerek mélyedésekbe. Töltse fel desztillált vízzel az külső hengereken (H) levő nullvonalig. Tegye a (G) belső hengert az (H) külső hengerbe, úgy, hogy a (G) belső henger tele legyen vízzel. Mindkét (G) belső henger alján van egy slicc, ami lehetővé teszi a gáz átszivárgását, a tárolt gáz mennyiségének korlátozására. Ügyeljen, hogy a nyílások ne tudjanak elzáródni a belső hengert tartó emelt műanyagkeret miatt. Nyomja meg a belső (G) henger tetejét, hogy ellenőrizze, szilárdan illeszkedik-e a külső (H) henger alsó részén levő műanyag perembe.

5.Csatlakoztassa a hosszú (I) csöveket a belső (G) henger tetejére. Csatlakoztassa a hidrogén tároló hengerből jövő hosszú csövet az alsó dűznire a cella hidrogén oldalán, az oxigén tároló hengerből jövő hosszú csövet pedig az alsó dűznire a cella oxigén oldalán.

6.A tüzelőanyagcella számára fontos a jó ionos vezetés; ehhez a cella membránját jól meg kell nedvesíteni (hidratálás).

A cella hidratálása:

A (A) fecskendőt szívja tele (külön beszerzendő) desztillált vízzel. Illessze a fecskendőt a felső, hidrogén oldali dűznibe az

(C) cellán. Nyomjon vizet az O2-vel jelölt oxigén-oldalra, míg nem látja, hogy víz folyik a kamrán át a szűrő előtt és az alsó dűzniből. Hagyja a cellát 5-10 percig teljesen hidratálódni.

víz

5. Elektrolízis: hidrogén fejlesztése vízből

Az elektrolízis során elektromos energiát használnak kémiai átalakulás létrehozására. Az elektromosság megbontja a hidrogén-oxigén kötést, és töltött részecskék keletkeznek, melyeket ionoknak hívunk. Jelen esetben pozitív töltésű hidrogénionok és negatív töltésű ionok állnak elő. Az elektrolizáló berendezésnek két elektródja van, ezeken képződnek az ionok. Az egyik elektród a pozitív töltésű anód, melyhez a negatív ionok kapcsolódnak; a másik a katód, ez a pozitív ionokat vonzza.

A reverzibilis tüzelőanyag cellák felhasználhatók elektrolízisre. Az ilyen cellában az elektrolit a membrán alkotórészét képezi. Amikor áramot bocsátunk a cellán keresztül, az elektrolizálja a vizet. A katódnál hidrogén, az anódnál oxigén fejlődik.

Fontos: a következőkre csak akkor térjen rá, ha a 4. fejezet (szerelés) lépéseit végrehajtotta. A cella az elektrolízis előtt legyen víz befecskendezéssel hidratálva.

! Figyelmeztetés !

A nem desztillált víz tönkreteszi az elektródokat. A tüzelőanyag celláknál használt katalizátor anyagok kényesek a vízben levő szennyezésekre.

Speciálisan ehhez a tudományos célú készlethez lehet kis ásványianyag-tartalmú jóminőségű ivóvizet, vagy vezetéki vizet is használni, de ez jelentősen rövidíti a cella élettartamát.

A cellát CSAK az O2 oldalról lehet hidratálni, a H2 oldalról nem, különben a hidrogén áramlás akadályozva lesz.

a)Napkollektor használata elektrolízishez

A Hydrocar egy kis Photovoltaik-cellát tud használni az elektrolízishez. Ezáltal a nap energiáját hasznosítja. A következő lépéseket kövesse:

1.A piros kábel banándugós végét illessze be a napkollektor piros hüvelyébe. A másik banándugós végét dugja be a tüzelőanyag cellába.

2.A fekete kábel banándugós végét dugja be a napkollektor fekete hüvelyébe, a másik végét a tüzelőanyag cellába.

3.Helyezze a napkollektort közvetlen napfényre. Erős napsugárzásnál láthatja, hogyan keletkezik hidrogén és oxigén a felső gázhengerben. A belső henger megtelése 5 – 10 percig tart.

4.Az első alkalommal nem biztos, hogy az optimális, 2:1 arányú hidrogén/oxigén képző víz-elektrolízis sikerül. A hidrogén előállítás optimalizálására kövesse az alábbiakat: válassza le a napkollektort a tüzelőanyag celláról. Távolítsa el a fekete és piros stifteket a cellára erősített rövid csövekből, hogy a hidrogént szabadon kiengedje. 2 másodperc után gyorsan tegye vissza a stifteket. Ezzel tudja a belső gázokat teljesen eltávolítani a cellából. Ezután ismételje az 1, 2 és 3 lépéseket.

5.Amikor buborékok jönnek a hidrogén-hengerből, válassza le a napkollektort a tüzelőanyag celláról.

b)Az elemcsomag alternatív használata az elektrolízishez

Lépések:

1.Az elemkészlet (F) legyen kikapcsolva. Tegyen be 2db új AA méretű elemet az elemkészlet-egységbe. Csak a speciálisan ehhez a készlethez való elem-egységet használja.

2