Cálculo de la máxima salida de Hidrógeno

La generación de hidrógeno se basa en electrolisis, la cual se rige por las leyes de la física. Este proceso fue estudiado hace casi 200 años por Michael Faraday, quien posteriormente publicó “Las Leyes de la Electrolisis de Faraday”.

Las leyes establecen que una celda de electrolisis que funciona a una corriente determinada (amperios) producirá una cantidad conocida de HHO.

Las dos consideraciones principales son el número de placas de electrodo y el área real de superficie ‘activa’. El área activa es el área de superficie de las placas menos él área de las juntas.

Por ejemplo, si un generador tiene placas de 20 cm y juntas de 13 mm de ancho:

El área de la placa es 20 cm X 20 cm = 400 cm cuadrados
El área activa es 17.4 cm X 17.4 cm = 303 cm cuadrados

Debe usarse el valor de 303 cm cuadrados para los cálculos.

Michael Faraday también demostró que las celdas de electrolisis pueden soportar hasta 0.084 amperios por centímetro cuadrado sin sobrecalentarse.

Por lo tanto, el generador de 303 cm cuadrados puede soportar hasta 25.4 amperios de corriente.
El número de placas también es muy importante. Si son muy pocas el generador presentará una baja producción de HHO y sobrecalentamiento. Si son demasiadas el generador podría no funcionar en absoluto.

Para vehículos de 12 voltios, el número ideal de placas es siete, lo cual crea seis celdas de electrolisis dentro del generador.

Como simplificación matemática de las leyes de Faraday, un generador de 7 placas producirá 64ml/minuto de HHO por 1 amperio de corriente.

Así pues, el generador en nuestro ejemplo tendrá una máxima salida de 1.6 LPM (64 ml x 25.4 amperios)

Efecto del Hidrógeno en las emisiones

La adición de HHO a un motor de combustión interna resulta en una combustión más rápida y más completa del combustible existente. Una combustión más rápida y completa significa que una mayor cantidad de energía es transferida mecánicamente al motor, en lugar de calor perdido a través del escape. Esto tiene un impacto positivo no solo en la potencia y el ahorro de combustible, sino también en las emisiones (como se ejemplifica en el reporte de prueba de *Eurofins mostrado a continuación). La velocidad mucho mayor de la propagación de la llama de hidrógeno es responsable de que esto ocurra y a menudo se compara con una “bujía” gigante en el motor que enciende todo el combustible.

En resumen, las emisiones de vehículos están mayoritariamente compuestas de 5 gases (el 6to es aplicable a motores diesel)
1. HC
2. NOx
3. O2
4. CO
5. CO2
6. Materia particulada (PM)

1. HC – Los hidrocarburos son esencialmente partículas no quemadas de combustible que son pasadas a través del motor completo, el escape y expulsadas a la atmósfera. Este es el gas que explica el smog en nuestras ciudades. Los hidrocarburos típicamente se reducen en un 30-40%.

2. NOx – El monóxido de nitrógeno y los óxidos adicionales son los responsables de la contaminación por “lluvia ácida” que es evidente en zonas metropolitanas como Los Ángeles. Las emisiones de NOx están fuertemente relacionadas con la temperatura de combustión. A medida que la temperatura de combustión excede los 1527C (2870F) se forman los óxidos de nitrógeno y cualquier incremento en la temperatura dará como resultado emisiones sustancialmente más altas. Cuando se añade HHO al motor, la temperatura de combustión más fresca resultante ayuda a reducir particularmente este gas nauseabundo. Reducciones de 20-25% son comunes en motores diesel. Típicamente hay reducciones del 50% en vehículos a gasolina. Se han reportado resultados de hasta 95% en aplicaciones de mezcla pobre, tales como motores altamente afinados o motores de gas natural en los que se busca obtener grandes aumentos en el ahorro de combustible.

3. O2 – El oxígeno es un NO CONTAMINANTE y es necesario para nuestra existencia. Observe el significativo aumento de oxígeno limpio al ser medido por analizadores de 5 gases.

4. CO – Monóxido de Carbono. Este gas claro e inodoro, pero aún así mortal, se reduce en un rango de 25-50%.

5. CO2 – El Dióxido de Carbono, responsable del efecto invernadero en nuestro planeta, se reduce típicamente en un 40-60%

6. PM – La materia particulada son las “partículas sólidas y pequeñas gotas de líquido” en el escape de los motores diesel, a las cuales se les conoce comúnmente como “hollín”. Ya que el HHO es directamente responsable de una combustión más completa, esta emisión se ve drásticamente reducida. Comúnmente hay reducciones de 70-80%, con frecuentes reportes de 90% o más.

*Eurofins es un grupo internacional de laboratorios con sede en Luxemburgo que ofrecen servicios de prueba y apoyo a industrias de productos farmacéuticos, alimenticios, ambientales y de consumo, así como a entes gubernamentales.

Experimentos de la NASA con hidrógeno en motores de combustión interna

Directamente de un artículo de 1977 de la NASA:

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19770016170.pdf

“La combustión con una relación de mezcla pobre en motores de combustión interna tiene el potencial de producir bajas emisiones y alta eficiencia térmica por varias razones.

En primer lugar, el exceso de oxígeno en la carga oxida más los hidrocarburos sin quemar y el monóxido de carbono.

En segundo lugar, el exceso de oxígeno reduce las temperaturas pico de combustión, lo cual inhibe la formación de óxidos de hidrógeno.

En tercer lugar, las temperaturas reducidas aumentan la relación de calor específico al reducir las pérdidas netas de disociación.

En cuarto lugar, a medida que aumenta la relación de calor específico, la eficiencia térmica del ciclo también aumenta, lo cual brinda el potencial de un mejor ahorro de combustible.”

Para resumir:
El motor de HHO más eficiente dispone de más energía convertida en energía mecánica útil y menos energía térmica desperdiciada. Esto es evidente para el usuario en un mayor ahorro de combustible, temperaturas de combustión más bajas y una temperatura de escape aproximadamente 100°C más baja.

La combustión asistida por HHO se hace de manera más rápida y completa. La misma cantidad de combustible explota de forma más completa, creando una mayor potencia. Esta potencia se traduce en energía MECÁNICA y NO CALOR.

Además, la fuerza generada actúa en el momento que debe hacerlo; al COMIENZO de la carrera de combustión del motor y NO más tarde cuando el pistón ya está a mitad de camino de la carrera o PEOR aún, durante el regreso en la carrera de ESCAPE. La combustión residual en la carrera de escape impide la rotación del motor (reduciendo el ahorro), aumenta la temperatura de escape y acorta la vida de las válvulas de escape.

*NASA – Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio

Servicio de limpieza del carbón del motor vs generadores de hidrógeno bajo demanda

carbon cleaning descaling with hydrogen hho

Con el pasar del tiempo, las superficies internas de la cámara de combustión del motor y las válvulas acumulan depósitos de carbón. Estos depósitos evitan el cierre adecuado de las válvulas y reducen tanto la potencia como la eficiencia del combustible. En casos más extremos, los depósitos de carbón se mantienen sobrecalentados entre ciclos de ignición y ocasionan la pre-ignición del combustible entrante. Esto causa un funcionamiento irregular y una falla prematura del motor.

La eliminación de los depósitos de carbón restablece el rendimiento perdido del motor y mejora el ahorro de combustible.

Los servicios comerciales de limpieza de carbón inyectan una cantidad muy grande de hidrógeno en el motor durante aproximadamente 30 minutos. Este procedimiento anual cuesta $200 en promedio.

carbon cleaning with hydrogen

Los generadores de hidrógeno HHO Better Fuel proporcionan ahorros significativos de combustible y ofrecen inherentemente todos los beneficios de rendimiento de la limpieza con hidrógeno.

Los servicios de limpieza de carbón no pueden limpiar los componentes fuera de la cámara de combustión, tales como el convertidor catalítico y la válvula de recirculación de los gases de escape (EGR). Solo la combustión limpia creada por el uso constante del hidrógeno puede proteger estos componentes y evitar que se ensucien. El uso de un generador de hidrógeno a bordo mejora la eficiencia térmica del motor, reduce la contaminación y mantiene el aceite limpio por más tiempo. Esto resulta en una mayor longevidad del motor.

Leer más: Experimentos de la NASA con hidrógeno en motores de combustión interna

Explicaciones sobre los controladores de corriente PWM

La finalidad de un controlador PWM es limitar/restringir el flujo de amperios hacia el generador HHO.
Hay dos parámetros a considerar:
– La corriente prevista necesaria para operar el generador (consulte el cuadro de los amperios)
– La carga de amperaje que el PWM está diseñado para manejar. La carga es la corriente de libre flujo y sin restricciones que recibe el generador de la batería.

Un PWM enciende y apaga el generador para lograr una corriente operacional promedio.
Un generador de alto rendimiento es capaz de consumir 100 amperios de corriente. El PWM hará lo posible por promediar y limitar la corriente a su punto ajustado de 10 amperios. Encenderá y apagará el generador para crear el promedio de 10 amperios.

Cada controlador PWM tiene una limitación de carga. Si la especificación de carga es menor que la carga, el controlador quedará destruido.

El uso de un fusible NO protegerá el PWM. El tiempo de reacción de un fusible a los picos de corriente y los pulsos es mucho más lento. Puede que un pulso muy rápido de 100 amperios no queme un fusible de 10 amperios, ya que el mismo reacciona principalmente a la corriente promedio. Son estos pulsos de 100 amperios los que queman los PWMs.

1 Entienda la carga de corriente máxima del generador.
2 Use la menor cantidad posible de electrolito. Una cantidad de electrolito en exceso coloca una carga excesiva sobre el PWM, potencialmente causando daños.

Leer más: Controlador de corriente CCPWM

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Temperatura operacional de los generadores HHO

1. La calidad del HHO ‘fresco’ es mucho mejor y contiene menos componentes indeseables, tales como vapor de agua. Esto resulta en mejores ahorros.

2. Los generadores que funcionan a temperaturas frescas requieren menor mantenimiento y tienen un tiempo de vida útil mucho más largo.

3. Cuando los generadores HHO se calientan, consumen más electricidad, lo cual a su vez ocasiona que el generador continúe calentándose más y conduzca aún más electricidad. Esta condición indeseable se llama “Embalamiento Térmico”. Esto inevitablemente hará que el agua hierva en el sistema y se detenga la producción de HHO.

4. Para prevenir este problema, cada instalación de HHO requiere un controlador de corriente. Un CCPWM (Modulador de Ancho de Pulso de Corriente Constante) es necesario para brindar un suministro fijo y estable de corriente al generador.

Un generador seleccionado de forma correcta, con un diseño, tamaño y clasificación adecuados, es también esencial para que el sistema sea efectivo.

El sensor MAP y su efecto en el ahorro de combustible

El sensor de presión en el tubo de admisión (sensor MAP) le suministra información al ordenador (ECU) sobre la carga del motor. En otras palabras, qué tan fuerte el conductor está presionando el pedal de aceleración. Un motor trabaja más fuerte (más carga) al subir una colina que al bajarla.

El controlador de sensor MAP hace que el vehículo piense que siempre está bajando una colina, por lo que requiere mucho menos combustible. También balancea todas las señales del sistema de combustible, manteniendo un pleno rendimiento del motor y previniendo que se encienda la luz de servicio al motor.

El rendimiento del motor se mantiene porque el HHO mejora la eficiencia de combustión, por lo tanto se requiere menos combustible para lograr la misma potencia.

Leer más: Controladores de inyectores, sensores e hidrógeno

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Hidrógeno en un motor híbrido

Los vehículos híbridos disfrutan de los mismos beneficios de ahorro de combustible que los de motor diesel y gasolina. En vehículos híbridos el motor de combustión interna funciona casi todo el tiempo, por lo que se maximizan los ahorros.

El motor eléctrico solo se usa durante periodos de conducción ineficiente y también para recolectar energía que de otro modo se desperdiciaría al momento de frenar. Nuestro sistema se enciende y apaga automáticamente según se requiera. Durante los periodos infrecuentes (comúnmente menos de un minuto) cuando el vehículo esté funcionando 100% con energía eléctrica, el hidrogeno se apagará y el ahorro no podrá mejorarse.

Motores que utilizan hidrógeno como combustible primario

Crear suficiente HHO para actuar como el principal combustible de un vehículo requeriría cantidades extremas de corriente eléctrica (mucho más de lo que el sistema de carga podría proporcionar). Incluso si esto fuera posible, la energía se pierde en cada paso de conversión, ya que no hay conversiones de energía 100% eficientes.

Estas pérdidas se producen durante el proceso de combustión que hace la energía mecánica, luego, el alternador que convierte la energía mecánica en energía eléctrica y, finalmente, el sistema de HHO que convierte la energía eléctrica en energía química.

Este sistema teórico violaría la primera ley de la termodinámica, ya que no sólo es una máquina de movimiento perpetuo, sino que tendría que crear la energía suficiente para impulsar el vehículo a medida que viaja