Где находится топливный


Замена топливного фильтра. Где он находится? Когда менять?

Здоровое питание — залог долгой жизни и максимальной работоспособности любого сердца автомобиля. Уточним сразу: эта статья не о бензине и дизтопливе.

Содержание этой статьи

Главными «героями» ее будут те, кто стоят на страже безопасности «железных коней», — топливные фильтры. О том, какую роль они играют в жизни автомобиля, в чем сложность их выбора и насколько важна своевременная замена топливного фильтра, расскажем в этой статье.

По данной теме есть похожая статья - Замена салонного фильтра.

Зачем они вообще нужны?

Принудительная очистка топлива — необходимость, гарантирующая работоспособность любого двигателя, работающего на жидком топливе. Наполняя полость фильтра, бензин проходит через слой (их может быть несколько) фильтрующего материала, оставляя на его поверхности частички пыли, грязи и прочие твердые включения, пагубно влияющие на детали двигателя.

Если рацион «пищи» мотора авто составляет дизельное топливо, то дополнительно требуется сепаратор, который поможет очистить топливо помимо механических включений еще и от содержания воды.

Принцип работы его основан на том, что вода тяжелее солярки, а центробежная сила помогает отделить их друг от друга. Из-за специфики работы сепараторов большинство из них имеют исполнение с подогревом.

Какие они, топливные фильтры?

Существует три основных группы:

  1. фильтры предварительной очистки топлива;
  2. топливные фильтры тонкой очистки;
  3. топливные сепараторы.

Первая группа не очень популярна для двигателей легковых автомобилей. В них устранение из топлива крупных и мелких частиц примесей поручено одному фильтру.

Вторая группа — самая распространенная. Фильтры данного вида могут быть как корпусными с резьбовым креплением, так и в виде фильтроэлементов, не содержащих металл.

Разница между фильтрами грубой и тонкой очистки состоит главным образом в бумаге. Если предварительная очистка подразумевает задержание частиц размером 75-100 микрон, то окончательная очистка в лучших образцах фильтров позволяет задерживать частицы размером до 3-5 микрон.

Фильтроэлементы могут иметь исполнение с металлическими крышками (для надежного крепления фильтрующего материала) и могут исполняться как с армирующей сеткой, так и без нее. И те и другие всегда устанавливаются в корпуса из термостойкого материала.

Данная конструкция предусматривает наличие ремкомплектов, ибо повторная установка уплотнительных резинок и медных шайб не рекомендуется.

Следует отметить, что самым популярным фильтрующим материалом для топливных фильтров является бумага.

Появившись на свет более ста лет назад из-за технологической ошибки, она и сегодня прочно лидирует среди всех фильтровальных материалов.

Чтобы продлить срок службы фильтра, увеличить площадь фильтрации и тем самым повысить качество самого процесса, бумага устанавливается в виде гофры. Плотность складок в ней бывает такова, что в «гармошке» диаметром 100 мм может уместиться «штора» длиной более одного метра.

Кстати, в стоимости топливного фильтра расходы на фильтровальную бумагу составляют более 60%, а это значит, что удешевить его производитель может только за счет потери качества!

В последнее время все активнее применяются и уже успели заслужить одобрение автомобилистов фильтрующие материалы на основе пропилена. Незначительный сектор среди фильтроэлементов занимают изготавливаемые из мелкопористой металлической сетки.

Классической формой топливных фильтров признан цилиндр. Сменные картриджи для сепараторов могут иметь прямоугольную форму в металлическом или пластиковом корпусе.

Где находится топливный фильтр?

Исходя из задачи, поставленной перед топливными фильтрами, самое логичное его расположение в магистрали — после бензобака и перед двигателем.

Точное расположение топливного фильтра у различных марок автомобилей может быть самым разным.

Весьма популярно, например, у японских производителей конструктивное решение, когда бензонасосы изготавливаются в едином корпусе с фильтром. Устанавливаются они непосредственно в бензобаке. Такая конструкция имеет два существенных недостатка: замена топливного фильтра доступна только специалистам СТО и очень часто выход из строя одного влечет и замену всего узла.

Что касается отечественного автопрома, то конструкторы «Автоваза» на своей «классике» разместили фильтр под капотом, что очень доступно для контроля и удобно для замены. На более поздних моделях фильтр был уже «спрятан» в заднюю балку, под бампер.

Если говорить обобщенно о самых распространенных местах расположения топливных фильтров, то отметим наиболее популярные:

  • задний бампер,
  • ниши днища,
  • бензобак,
  • моторный отсек или подкапотное пространство.

Обособленно (на раму) автомобиля могут устанавливаться сепараторы и фильтры предварительной очистки.

Признаки забитого топливного фильтра

Как мы уже отмечали, качество топлива — одна из главных причин сбоя в работе автомобильных двигателей. Проще говоря, однажды топливные фильтры перестают справляться с очисткой того, что поступает из бака в двигатель. Чтобы найти корень зла, обратимся к теории работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Учебники утверждают, что самый высокий коэффициент полезного действия (КПД) достигается при определенном соотношении воздуха и топлива в камере сгорания. В идеале оно составляет 14,7/1.

Можно представить, что произойдет, если это соотношение из-за забитости фильтра будет нарушено. Даже электронике, призванной контролировать идеальное соотношение «воздух-бензин», выровнять ситуацию будет весьма проблематично.

В чем же главные проявления забитости топливного фильтра:

  1. Нестабильная работа двигателя на холостом ходу. Стрелка тахометра дергается и упорно держится на высоких оборотах. В мелодию работы мотора добавляются новые и явно фальшивые ноты. Появляется дополнительная вибрация. Нередки случаи, когда мотор начинает «троить».
  2. Падение тяги двигателя. Говоря простым языком, нажатие педали акселератора перестает приводить к желаемому результату.
  3. Автомобиль начинает плохо заводиться. Чувствуется явная нехватка топлива. Все это в итоге приводит к тому, что однажды ваш «железный конь» вообще откажется исполнять волю хозяина, как всегда, в самый неподходящий момент.

Отметим, что проблема своевременной замены топливного фильтра не нова. В помощь автомобилистам сегодня некоторые производители предлагают топливные фильтры, снабженные средствами контроля загрязненности.

Работа датчиков основана на разнице теоретического давления и фактического (либо на входе/выходе) потока.

У современных автомобилей лампа критического засорения фильтра выведена на панель приборов, что удобно для получения сигнала о том, что «стража чистоты» пора менять.

Когда и зачем менять топливный фильтр на автомобиле? Видео:

Как заменить топливный фильтр?

Замену топливного фильтра целесообразно производить в условиях, обеспечивающих комфорт и безопасность процесса. Оптимальные условия для этой процедуры — автосервис с подъемником. Гараж с ямой или специальная эстакада также неплохие варианты.

Если всего этого нет, а замена фильтра требует оперативности, то решением проблемы может послужить штатный домкрат. Как им пользоваться – тема, далекая от нашей статьи, но при этом стоит напомнить о технике безопасности.

Важно!

Во-первых, работу следует производить на горизонтальном участке и при выключенном двигателе. Кроме этого, мотору обязательно нужно дать остыть.

Во-вторых, моторное топливо — легковоспламеняющаяся жидкость, поэтому присутствие открытого огня, источников высокой температуры и курение во время работы должны быть исключены!

В-третьих, перед тем, как поменять топливный фильтр, следует предусмотреть возможную утечку топлива, что неминуемо нанесет вред окружающей среде. Позаботьтесь, пожалуйста, о минимизации возможного ущерба природе.

Если процедура снятия старого и установка нового фильтра требуют использования специальных ключей и приспособлений, то используйте именно их и не прибегайте к помощи подручных средств. В процессе установки фильтра уплотнительные кольца желательно предварительно смазать.

В качестве смазки вполне может подойти моторное топливо. Затяжка резьбовых соединений производится плотно, но без перетяжки, граничащей с заминанием и даже срывом резьбы.

Если конструкция фильтра предусматривает наличие отстойника, то не следует забывать удалять из него осадок. На многих автомобилях (особенно с почтенным сроком службы) применяются топливные фильтры, замена которых обходится без специнструмента.

Раз уж так Вам «повезло», то не стоит экономить на металлических хомутах, фиксирующих топливные трубки на штуцерах фильтра.

Стоимость хомутов невелика, а вот нарушение герметичности в топливной магистрали чревато серьезными неприятностями.

Замена топливного фильтра, видео:

Периодичность замены топливного фильтра

Не верьте тем, кто говорит, что топливные фильтры должны служить вечно. Лабораторные испытания на бензине высшего качества при идеальных условиях и на щадящих режимах подтверждают, что средства очистки топлива имеют весьма и весьма определенный ресурс.

Теперь делаем поправку на качество отечественного топлива, признаемся в далекой от идеала манере нашего вождения, извиняемся перед двигателем за случаи экстремальных нагрузок и прислушаемся к мнению профессионалов о том, как часто надо менять стражей чистоты топлива.

Считается оптимальным интервал замены топливного фильтра через 20 — 25 тысяч км.

Чтобы не запутаться и не пропустить момент, когда менять топливный фильтр, можно для себя установить правило: на каждую четную замену масла менять и средства очистки бензина.

Мнения автомобилистов о периодичности замены фильтров могут отличаться как в большую, так и в меньшую сторону, но признаемся, что здесь тот самый случай, когда рисковать здоровьем двигателя своего автомобиля не стоит.

Основные бренды фильтров, или кому доверять?

На сегодня в мире официально зарегистрировано несколько сотен производителей автофильтров. Если отбросить тех, кто специализируется только на воздушных или гидравлических фильтрах, то их останется 5-6 десятков.

Географически все они почти равномерно рассредоточены по странам и континентам. Примерно такая же ситуация и в России. Девять самых крупных предприятий расположены от Санкт-Петербурга до Новокузнецка.

При этом изготовителей качественной бумаги для фильтров во всем мире насчитываются единицы. Большинство из них находятся в Европе. Вот и получается, что сторонники качества вынуждены привозить сырье за тысячи километров, а тот, кто стремится завоевать рынок низкими ценами, пользуется тем, что и ближе, и дешевле, и невысокого качества.

Безусловно, лучший выбор — ставить фильтры, рекомендованные заводом-изготовителем автомобиля.

Если он был куплен новым и в солидном автосалоне, то вопросов не будет, а если Вы не первый владелец или автомобиль уже в почтенном возрасте? Выход есть и здесь.

У каждой детали автомобиля есть свой каталожный номер (узнать его можно из руководства по эксплуатации).

Через него можно выйти на рекомендованный производителем номер фильтра. Есть вариант еще проще: обратиться к специалистам, которые по VIN коду автомобиля предложат номер оригинального фильтра или поставят Вас перед выбором альтернативы от нескольких производителей.

К именитым и заслуживающим самого высокого уважения можно отнести таких производителей фильтров:

  • Donaldson
  • Fleetguard
  • Parker
  • Separ
  • Mann

Достойными их конкурентами можно назвать:

  • WIX
  • Boldvin
  • Knecht/Mahle
  • Kolbenschmidt
  • Hengst Filter

В последнее время вышли на рынок и зарекомендовали себя с хорошей стороны такие производители, как:

  • Bosch
  • Sakura
  • Filtron
  • MFilter
  • SCT

Отметим, что некоторые автогиганты имеют собственные производства фильтров. К ним можно отнести HYUNDAI, FORD, IVECO, TOYOTA и другие. Они, естественно, рекомендуют свою продукцию и дают рекомендации по периодичности их замены.

Ремонт трещин и сколов на лобовом стекле. - здесь больше полезной информации.

Безусловно, использовать фильтры одного бренда с автомобилем престижно, но заведомо дорого. Таким образом, вопрос, каким защитникам доверять здоровье мотора, оригинальным или достойным аналогам, остается решить самому автовладельцу.

Важно! Не стремитесь найти фильтр-аналог самостоятельно, не имея для этого определенных знаний! Внешнее сходство геометрии и одинаковая резьба не являются гарантией взаимозаменяемости фильтров!

Вас заинтересует эта статья - Замена свечей зажигания, причины нагара, как часто менять.

Фильтры могут отличаться наличием, например, обратного или перепускного (байпасного) клапана, величиной давления срабатывания клапанов, пропускной способностью и, наконец, бумага в них может иметь различную степень фильтрации.

Отметим еще и такой факт: не всегда фильтр, на котором стоит надпись, например, MANN, будет на самом деле «манновским» фильтром.

Помните: только профессионал быстро найдет признаки контрафактной продукции, а вот рядовой покупатель может обнаружить подделку уже только по факту поломки автомобиля.

Подводя итог вышесказанному, отметим, что автомобильные фильтры вообще и топливные в частности хотя и являются расходными материалами, но являются весьма и весьма важной составляющей комфорта, безопасности и, если хотите, рентабельности автомобиля. Это значит, что каждому автомобилисту следует:

  • знать хотя бы минимум об устройстве фильтра;
  • знать хотя бы достаточно, где стоит топливный фильтр в автомобиле;
  • знать хотя бы теоретически, как снять топливный фильтр и как его установить на место;
  • не забывать о периодичности замены фильтров;
  • всегда помнить о последствиях нерадивого отношения к фильтрам.

Где находится реле топливного насоса?

от Sabah Karimi

изображение автомобиля от Brett Bouwer от Fotolia.com

Реле топливного насоса отвечает за поворот топливный насос включается, когда он обнаруживает, что двигатель работает. Когда сигнал зажигания прекращается, реле топливного насоса отключает насос. Проблемы с зажиганием и запуском автомобиля часто могут быть связаны с состоянием реле топливного насоса.

Описание

Реле топливного насоса представляет собой небольшой блок, обычно заключенный в пластиковый корпус. Устройство содержит несколько звездочек на одной стороне, которые закреплены на системе зажигания. Реле топливного насоса включается только во время цикла запуска. Если он неисправен, запуск автомобиля может занять больше времени.

Расположение

Большинство реле топливного насоса расположены под приборной панелью рядом с рулевой колонкой. В некоторых случаях устройство находится в зоне, где установлена ​​рулевая колонка, или рядом с брандмауэром двигателя.Конец реле топливного насоса обычно расположен рядом с центром паркетной доски, под ковром в передней части зоны ног для ног пассажира или водителя.

Соображения

В дополнение к трудностям при запуске автомобиля, признаки плохо работающего реле топливного насоса включают следующее: автомобиль умирает, а затем запускается через несколько минут; топливный насос издает странный шум (жужжание или громкий щелчок) в течение более 5-10 секунд после запуска; или двигатель не запустится после включения переключателя топливного насоса.

Устранение неисправностей

Если ваш автомобиль не заводится должным образом, вы можете провести проверку реле впрыска топлива. Два реле расположены внутри системы впрыска топлива; один из них отвечает за включение зажигания без переворачивания двигателя, а другой отвечает за включение при включении двигателя. Вы можете проверить, работает ли первое реле, коснувшись его при включении и выключении зажигания. Вы должны чувствовать «щелчок» каждый раз, когда вы включаете зажигание.Если реле топливного насоса не работает, вы можете «перепрыгнуть» агрегат с помощью небольшого соединительного кабеля. Вам нужно будет получить доступ к панели предохранителей и вставить кабель в блок реле; Устройство будет работать, пока провод находится внутри реле, и может помочь запустить ваш автомобиль.

Заблуждения

Реле топливного насоса не несет полной ответственности за запуск двигателя. В некоторых транспортных средствах автомобиль может заправляться маслом, которое остается в камбузах. Если двигатель холодный и масло густое, автомобиль можно за несколько минут запустить без помощи реле топливного насоса.Легкий гудящий шум, исходящий из бензобака, является признаком того, что реле топливного насоса необходимо заменить.

Еще статьи
.

A Общий обзор технологии топливных элементов


Основы топливных элементов

Через этот сайт мы ищем исторические материалы относящиеся к топливным элементам. Мы создали сайт для сбора информация от людей, уже знакомых с технологией, таких как изобретатели, исследователи, производители, электрики и маркетологи. Этот раздел Основы представляет общий обзор топливных элементов для случайных посетителей.

Что такое топливный элемент?

Топливный элемент - это устройство, которое генерирует электричество по химической реакции. Каждый топливный элемент имеет два электрода, называемых соответственно анодом и катодом. Реакции, которые производят электричество, происходят на электродах.

Каждый топливный элемент также имеет электролит, который несет электрически заряженные частицы от одного электрода к другому, и катализатор, который ускоряет реакции на электроды.

Водород является основным топливом, но топливные элементы также требуют кислорода. Одно большое обращение топливные элементы в том, что они производят электричество с очень небольшим загрязнением - большая часть водород и кислород, используемые в производстве электричества, в конечном счете объединяются, чтобы сформировать безвредный побочный продукт, а именно вода.

Одна деталь терминологии: один топливный элемент генерирует небольшое количество прямого текущее (постоянное) электричество. На практике многие топливные элементы обычно собираются в стек.Ячейка или стек, принципы одинаковы.

Топ

Как работают топливные элементы?

Целью топливного элемента является производство электрического тока, который может быть направлен вне клетки, чтобы сделать работу, такую ​​как питание электродвигателя или освещение лампочка или город. Из-за поведения электричества этот ток возвращается к топливный элемент, замыкающий электрическую цепь. (Чтобы узнать больше об электричестве и электроэнергии, посетите «Throw The Switch» на Смитсоновском веб-сайте. Поколение перемен.) Химические реакции, которые производят этот ток являются ключевыми как работает топливный элемент.

Есть несколько видов топливных элементов, и каждый работает немного по-своему. Но в общие термины, атомы водорода попадают в топливный элемент на аноде, где происходит химическая реакция лишает их электронов. Атомы водорода теперь "ионизированы" и несут положительный электрический заряд. Отрицательно заряженные электроны обеспечивают ток через провода, чтобы сделать работу.Если требуется переменный ток (переменный ток), постоянный ток Выход топливного элемента должен быть направлен через преобразовательное устройство, называемое инвертор.


Графика Марка Маршалла, Шатц Центр энергетических исследований

Кислород поступает в топливный элемент на катод и, в некоторых типах ячеек (как показано выше), он объединяет с электронами, возвращающимися из электрическая цепь и ионы водорода, которые прошли через электролит из анод.В клетках других типов кислород поглощает электроны и затем проходит через электролит к аноду, где он соединяется с ионами водорода.

Электролит играет ключевую роль. Он должен позволять проходить только соответствующим ионам между анодом и катодом. Если бы свободные электроны или другие вещества могли путешествовать через электролит они нарушат химическую реакцию.

ли они объединить на аноде или катоде, вместе водород и кислород образуют воду, которая истощает из клетки.Пока топливный элемент снабжен водородом и кислородом, он будет генерировать электричество.

Еще лучше, поскольку топливные элементы вырабатывают электричество химически, а не путем сгорания, на них не распространяются термодинамические законы, ограничивающие обычную силовую установку (см. «Carnot Limit» в глоссарии). Следовательно, топливные элементы более эффективны в извлечение энергии из топлива. Отработанное тепло от некоторых клеток также может быть использовано, повышение эффективности системы еще дальше.

Топ

Так почему я не могу пойти и купить топливный элемент?

Основные принципы работы топливного элемента могут быть несложными для иллюстрации. Но здание недорогие, эффективные, надежные топливные элементы - гораздо более сложный бизнес.

Ученые и изобретатели разработали много различных типов и размеров топливных элементов в поисках большей эффективности, и технические детали каждого вида различны. Многие из решений, стоящих перед разработчиками топливных элементов, ограничены выбором электролит.Конструкция электродов, например, и материалы, используемые для они зависят от электролита. Сегодня основными типами электролитов являются щелочь, расплавленный карбонат, фосфорная кислота, протонообменная мембрана (PEM) и твердый оксид. Первый три - жидкие электролиты; последние два являются твердыми.

Тип топлива также зависит от электролита. Некоторые клетки нуждаются в чистом водороде, и поэтому для очистки топлива требуется дополнительное оборудование, такое как «риформер».Другие клетки может переносить некоторые примеси, но для эффективной работы может потребоваться более высокая температура. В некоторых элементах циркулируют жидкие электролиты, для чего нужны насосы. Тип Электролит также определяет рабочую температуру ячейки - работают «расплавленные» карбонатные ячейки. жарко, как следует из названия.

Каждый тип топливного элемента имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другими, и ни один все же дешево и достаточно эффективно, чтобы широко заменить традиционные способы генерации энергетические, такие как угольные, гидроэлектростанции или даже атомные электростанции.

В следующем списке описаны пять основных типов топливных элементов. Более подробный информацию можно найти в этих конкретных областях этого сайта.

Топ

Различные типы топливных элементов.


Рисунок щелочной ячейки.
Щелочные топливных элементов работают на сжатый водород и кислород. Они обычно используют раствор гидроксида калия (химически, КОН) в воде в качестве их электролита.Эффективность составляет около 70 процентов, и рабочая температура составляет от 150 до 200 градусов по Цельсию (около 300 до 400 градусов по Фаренгейту). клетка Выходная мощность колеблется от 300 Вт (Вт) до 5 кВт (кВт). Щелочные клетки были использованы в Космический аппарат Аполлон для обеспечения как электричеством, так и питьевой водой. Они требуют чистого водородное топливо, однако, и их платиновые электродные катализаторы дороги. И как и любой контейнер, наполненный жидкостью, они могут протекать. В топливных элементах

Чертеж расплавленной карбонатной ячейки
с жидким карбонатом (MCFC) используются высокотемпературные соединения соли (как натрий или магний) карбонаты (химически, CO 3 ) как электролит.КПД колеблется от 60 до 80 процентов, а рабочая температура составляет около 650 градусов C (1200 градусы F). Были построены блоки мощностью до 2 мегаватт (МВт), и Существуют конструкции для блоков мощностью до 100 МВт. Высокая температура ограничивает ущерб от углерода «Отравление» ячейки моноксидом и отработанное тепло могут быть переработаны, чтобы сделать дополнительные электричество. Их никель-электродные катализаторы недороги по сравнению с платиной используется в других клетках. Но высокая температура также ограничивает материалы и безопасное использование MCFC - они, вероятно, будут слишком горячими для домашнего использования.Кроме того, карбонат-ионы из в реакциях расходуется электролит, что делает необходимым введение углекислого газа компенсировать.

Фосфорная кислота В топливных элементах (PAFC) в качестве электролита используется фосфорная кислота. Эффективность колеблется от 40 до 80 процентов, а рабочая температура составляет от 150 до 200 градусов по Цельсию (от 300 до 400 градусов по Фаренгейту). Существующие клетки фосфорной кислоты имеют мощность до 200 кВт и 11 МВт были протестированы. PAFCs переносят углерод концентрация моноксида около 1.5 процентов, что расширяет выбор топлива, которое они можешь использовать. Если используется бензин, сера должна быть удалена. Платиновые электроды-катализаторы необходимы, и внутренние части должны быть в состоянии противостоять едкой кислоте.


Рисунок того, как работают фосфорная кислота и топливные элементы PEM.

Протонообменная мембрана (PEM) топливные элементы работают с полимерным электролитом в виде тонкого, проницаемого листа.КПД составляет от 40 до 50 процентов, а рабочая температура составляет около 80 градусов Цельсия. (около 175 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек обычно составляет от 50 до 250 кВт. Твердое тело, гибкий электролит не будет течь или растрескиваться, и эти элементы работают на достаточно низком уровне температура, чтобы сделать их подходящими для домов и автомобилей. Но их топливо должно быть очищено, и платиновый катализатор используется на обеих сторонах мембраны, что повышает стоимость.


Чертеж твердооксидной ячейки
Твердый оксид топливных элементов (SOFC) использовать твердое керамическое соединение оксидов металлов (таких как кальций или цирконий) (химически, O 2 ) как электролит.Эффективность составляет около 60 процентов, а рабочие температуры около 1000 градусов по Цельсию (около 1800 градусов по Фаренгейту). Мощность ячеек до 100 кВт. На такой высокой Температура реформера не требуется для извлечения водорода из топлива, а также отходов тепло может быть переработано для производства дополнительной электроэнергии. Тем не менее, высокая температура ограничивает применение блоков SOFC, и они, как правило, довольно велики. Пока твердый электролиты не могут протекать, они могут треснуть.

Более подробная информация о каждом типе топливных элементов, включая историю и Текущие приложения, можно найти на их конкретных частях этого сайта.У нас также есть при условии глоссария технических терминов - ссылка предоставляется в верхней части каждого технологическая страница.

Топ

© 2017 Смитсоновский институт
(Заявление об авторском праве)

Полимерные обменные мембранные топливные элементы - как работают топливные элементы

Топливный элемент с полимерной обменной мембраной (PEMFC) является одной из наиболее перспективных технологий топливных элементов. Этот тип топливного элемента, вероятно, в конечном итоге приведет в действие автомобили, автобусы и, возможно, даже ваш дом. PEMFC использует одну из самых простых реакций любого топливного элемента. Во-первых, давайте посмотрим, что находится в топливном элементе PEM:

В Рисунок 1 вы можете видеть, что есть четыре основных элемента PEMFC:

  • Анод , отрицательный пост топливного элемента, имеет несколько рабочих мест.Он проводит электроны, которые освобождены от молекул водорода, так что они могут быть использованы во внешней цепи. Он имеет протравленные в нем каналы, которые равномерно распределяют газообразный водород по поверхности катализатора.
  • Катод , положительный полюс топливного элемента, имеет протравленные в нем каналы, которые распределяют кислород по поверхности катализатора. Он также проводит электроны обратно из внешнего контура к катализатору, где они могут рекомбинировать с ионами водорода и кислорода с образованием воды.
  • электролит представляет собой протонообменную мембрану . Этот специально обработанный материал, похожий на обычную кухонную пластиковую пленку, проводит только положительно заряженные ионы. Мембрана блокирует электроны. Для PEMFC мембрана должна быть гидратирована, чтобы функционировать и оставаться стабильной.
  • Катализатор - это специальный материал, который облегчает реакцию кислорода и водорода. Обычно его изготавливают из наночастиц платины, очень тонко нанесенных на копировальную бумагу или ткань.Катализатор является шероховатым и пористым, так что максимальная площадь поверхности платины может подвергаться воздействию водорода или кислорода. Покрытая платиной сторона катализатора обращена к PEM.

Этот контент не совместим с этим устройством.

Рисунок 2. Анимация рабочего топливного элемента

На рисунке 2 показан газообразный водород под давлением (H 2 ), поступающий в топливный элемент со стороны анода.Этот газ проходит через катализатор под давлением. Когда молекула H 2 вступает в контакт с платиной на катализаторе, она расщепляется на два иона H + и два электрона (e - ). Электроны проходят через анод, где они проходят через внешнюю цепь (выполняя полезную работу, такую ​​как вращение двигателя) и возвращаются на катодную сторону топливного элемента.

Между тем, на катодной стороне топливного элемента газообразный кислород (O 2 ) проталкивается через катализатор, где он образует два атома кислорода.Каждый из этих атомов имеет сильный отрицательный заряд. Этот отрицательный заряд притягивает два иона H + через мембрану, где они соединяются с атомом кислорода и двумя электронами из внешнего контура, образуя молекулу воды (H 2 O).

Эта реакция в одном топливном элементе дает только около 0,7 вольт. Чтобы поднять это напряжение до разумного уровня, многие отдельные топливные элементы должны быть объединены, чтобы сформировать батарею топливных элементов . Биполярные пластины используются для соединения одного топливного элемента с другим и подвергаются воздействию , окисляющим и , снижающим условия и потенциалы .Большая проблема с биполярными пластинами - стабильность. Металлические биполярные пластины могут корродировать, а побочные продукты коррозии (ионы железа и хрома) могут снижать эффективность мембран и электродов топливных элементов. Низкотемпературные топливные элементы используют легких металлов , графит и углерод / термореактивные композиты (термореактивный материал - это вид пластика, который остается жестким даже при воздействии высоких температур) в качестве материала биполярной пластины.

В следующем разделе мы увидим, насколько эффективными могут быть автомобили на топливных элементах.

,

Смотрите также

Автопрофи, г. Екатеринбург, ул. Таватуйская, 20.