Calcul du rendement maximal en hydrogène

La génération d’hydrogène est basée sur l’électrolyse qui est gouvernée par les lois de la physique. Ce processus a été étudié il y a presque 200 ans par Michael Faraday qui a ensuite publié les « Lois de l’Électrolyse ».

Ces lois indiquent qu’une cellule d’électrolyse, fonctionnant avec un certain courant (ampérage), produira une quantité connue de HHO.

Les deux principales considérations sont le nombre de plaque électrode et la superficie de la surface effectivement active. La surface active est la surface des plaques moins la surface des joints.

Par exemple, si un générateur est équipé de plaques de 20 cm et de joints avec une largeur de 13 mm:

La surface de la plaque est: 20 x 20 = 400 cm².
La surface active est: 17,4 x 17,4 = 303 cm².

Le nombre de cm² doit être utilisé pour les calculs.

Michael Faraday a également démontré que les cellules d’électrolyse peuvent supporter jusqu’à 0,084 A/cm² sans surchauffe. C’est la norme utilisée pour concevoir un générateur HHO. Ainsi, un générateur avec une surface de plaque de 303 cm² peut supporter un courant jusqu’à 25,4 A.

Le nombre de plaques est également très important. Trop peu et le générateur aura une faible production de HHO et il surchauffera. Trop de plaques et le générateur pourrait ne pas fonctionner du tout.

Pour des véhicules à 12 V, le nombre idéal de plaques est de sept, ce qui créé six cellules d’électrolyse au sein du générateur.

À titre de simplification mathématique des lois de Faraday, un générateur de 7 plaques produira 64 ml/min de HHO pour un courant de 1 A.

Donc, le générateur de notre exemple aura un rendement maximal de 1,6 Litres/Minute (64 ml x 25,4 A).

Effet de HHO sur les émissions

L’ajout de HHO dans un moteur à combustion interne résulte en une combustion plus complète et plus rapide du carburant habituel. Une combustion plus complète et plus rapide signifie que plus d’énergie est transférée mécaniquement au moteur, au lieu d’être perdue sous forme de chaleur dans l’échappement.

Cela a un impact positif non seulement sur la puissance et l’économie en carburant, mais également sur les émissions (tel que démontré dans le rapport du test effectué par Eurofins* ci-dessous). La vitesse de propagation plus rapide de la flamme de l’hydrogène en est responsable et elle est souvent comparée à une « bougie » géante dans le moteur qui enflamme tout le carburant.

En résumé, les émissions du véhicule comportent principalement 5 gaz (le 6ème est applicable aux moteurs Diesel):

1. HC
2. NOx
3. O2
4. CO
5. CO2
6. Particules

1. HC – Les hydrocarbures sont essentiellement des particules non-brûlées de carburant qui ont traversé le moteur jusqu’en dans l’échappement et qui se retrouvent dans l’atmosphère. C’est le gaz qui est l’origine du « smog » dans nos villes. Les hydrocarbures sont typiquement réduits de 30 à 40%.

2. NOx –Le monoxyde d’azote et les autres oxydes sont responsables de la pollution par les pluies acides, fréquentes dans les zones urbaines telles que Los Angeles. Les émissions de NOx sont très fortement dépendantes de la température de combustion. Tandis que la température de la combustion dépasse 1527°C (2870°F), les oxydes d’azote se forment et toute augmentation de la température résultera en des émissions substantiellement accrues. Lorsque le HHO est ajouté au moteur, la température de combustion plus froide qui en résulte aide à faire baisser la teneur en ce gaz particulièrement nocif. Des réductions de 20-25% sont fréquentes pour les moteurs Diesel. Des réductions de 50% sont typiques pour les moteurs à essence. Des résultats aussi élevés que 95% de réduction ont été rapportés pour des applications à mélange appauvri telles que pour des moteurs à essence très bien réglé et pour des moteurs fonctionnant au gaz naturel permettant une forte augmentation de l’économie en carburant.

3. O2 – L’oxygène est NON-POLLUANT et il est nécessaire à notre existence. Vous pouvez remarquer l’augmentation en oxygène propre tel que mesuré par l’analyseur à 5 gaz.

4. CO – Le monoxyde de carbone. Ce gaz incolore, inodore et très toxique est réduit de 25 à 50%.

5. CO2 – Le dioxyde de carbone, responsable de l’effet de serre sur notre planète, est typiquement réduit de 40 à 60%.

6. Particules – Les particules sont des particules solides et des gouttelettes liquides présentes dans l’échappement des moteurs Diesel, généralement mieux connue sous le nom de « suie ». Tandis que HHO est directement à l’origine d’une combustion plus complète, cette émission de particules est fortement réduite. Des réductions de 70 à 80% sont habituelles avec des rapports fréquents à plus de 90%.

*Eurofins est une société multinationale de laboratoire dont le siège social est situé au Luxembourg et qui procure des services de test et de support à l’industrie pharmaceutique, agroalimentaire, environnementale et au grand public ainsi qu’aux gouvernements.

Résultats des expériences de la NASA avec l’hydrogène

Extrait de l’article de 1977 par la NASA*:

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

“La combustion avec un ratio de mélange appauvri dans les moteurs à combustion interne possède le potentiel pour produire de faibles émissions et pour une efficacité thermique accrue pour plusieurs raisons.

En premier, l’excès d’oxygène dans le mélange oxyde les hydrocarbures non-brûlés et le monoxyde de carbone. En second, l’excès d’oxygène abaisse le pic de température de la combustion, ce qui inhibe la formation d’oxydes d’azote. Troisièmement, la température de combustion plus basse augmente le ratio de chaleur spécifique du mélange en diminuant les pertes nettes de dissociation. Quatrièmement, tandis que le ratio de chaleur spécifique augmente, le cycle de l’efficacité thermique s’accroit également, ce qui génère un potentiel pour de meilleures économies en carburant.”

Pour résumer :
Plus le moteur avec HHO est efficace, plus l’énergie du carburant est convertie en énergie mécanique utile et moins en énergie thermique perdue. L’utilisateur voit la différence sous la forme d’économie en carburant, de températures de combustion plus faibles et d’une température à l’échappement plus basse de 100°C.

La combustion assistée par HHO brûle plus vite et elle est plus complète. La même quantité de carburant explose de manière plus aboutie, créant ainsi plus de puissance. Cette puissance est convertie en énergie MÉCANIQUE et NON EN CHALEUR.

En outre, la force générée agit quand elle est supposée le faire, au DÉBUT du cycle de combustion du moteur et non pas plus tard quand le piston est déjà à mi-chemin vers le point mort bas ou même PIRE, quand il remonte pendant la phase d’ÉCHAPPEMENT. La combustion résiduelle pendant la phase d’échappement fait obstacle à la rotation du moteur (diminuant l’économie) et cela augmente la température de l’échappement, ce qui raccourcit la durée de vie des soupapes d’échappement.

*NASA – National Aeronautics and Space Administration

Service de nettoyage du carbone dans le moteur vs générateurs d’hydrogène intégrés

carbon cleaning descaling with hydrogen hho

Au fil du temps, des dépôts de carbone s’accumulent sur les surfaces internes de la chambre de combustion et sur les soupapes du moteur. Ces dépôts empêchent la fermeture correcte des soupapes et réduisent aussi bien la puissance que l’efficacité de la consommation de carburant. Dans des cas plus extrêmes, les dépôts de carbone restent surchauffés entre les cycles d’allumage et ils provoquent un pré-allumage du carburant injecté. Cela peut provoquer un fonctionnement irrégulier et une défaillance prématurée du moteur.

L’élimination des dépôts de carbone rétablit les performances du moteur et améliore l’économie de carburant.

Les services commerciaux de nettoyage du carbone impliquent l’injection d’une très grande quantité d’hydrogène dans le moteur pendant environ 30 minutes. Cette procédure annuelle coûte 200 $ en moyenne.

carbon cleaning with hydrogen

Les générateurs d’hydrogène Better Fuel permettent des économies de carburant significatives et ils offrent intrinsèquement tous les avantages de la procédure de nettoyage à l’hydrogène.

Les services de nettoyage du carbone ne sont pas en mesure de nettoyer les composants situés en dehors de la chambre de combustion, tels que le convertisseur catalytique et la soupape EGR de recirculation des gaz d’échappement. Seule une combustion propre permise par une utilisation constante d’hydrogène peut protéger ces composants et prévenir leur encrassement. L’utilisation d’un générateur d’hydrogène intégré améliore l’efficacité thermique du moteur, réduit la pollution et préserve la propreté de l’huile plus longtemps. Cela se traduit par une longévité accrue du moteur.

En savoir plus: Résultats des expériences de la NASA avec l’hydrogène

Les explications sur les contrôleurs de courant PWM

La fonction du contrôleur PWM est de limiter/restreindre le courant circulant dans le générateur HHO.
Il y a deux paramètres à prendre en compte:
– Le courant prévu nécessaire pour faire fonctionner le générateur (consulter le tableau des ampérages).
– La charge que le PWM peut supporter. La charge est le courant circulant librement, sans restriction, que le générateur reçoit de la batterie.

Un PWM active et désactive le générateur pour obtenir un courant opérationnel moyen.
Un générateur à haut débit est capable de consommer un courant de 100 ampères. Le PWM aura pour rôle de moyenner et de limiter le courant à la valeur fixée de 10 A. Il allume et éteint le générateur afin de créer cette moyenne de 10 A.

Chaque contrôleur PWM possède une limitation de charge. Si la spécification de charge est inférieure à la charge, le contrôleur sera détruit.

L’utilisation d’un fusible NE protégera PAS le PWM. Le temps de réaction d’un fusible face aux pics et de variation du courant est beaucoup trop lent. Un pic très rapide de 100 A peut ne pas griller un fusible de 10 A parce que ce dernier réagit principalement au courant moyen. Ce sont ces pics de 100 A qui détruisent les PWM.

1. Comprendre la charge maximale de courant du générateur.
2. Utiliser le moins possible d’électrolyte. Un excès d’électrolyte provoque une charge excessive sur le PWM, causant potentiellement des dommages.

En savoir plus: Les contrôleur de courant CCPWM

Acheter les contrôleur de courant AutoTuner ou DieselTuner

Température de fonctionnement des générateurs HHO

1. La qualité du HHO à froid est bien meilleure et il contient moins de composants indésirables, tels que la vapeur d’eau. Cela se traduit en de meilleurs gains d’économie.

2. Les générateurs fonctionnant à froid nécessitent moins de maintenance et ils ont une durée de vie bien plus longue.

3. Quand les générateurs HHO deviennent chauds, ils consomment plus d’électricité, ce qui amène les générateurs à poursuivre leur montée en température et à consommer encore plus d’électricité. Cette situation indésirable s’appelle « l’emballement thermique ». L’eau en viendra inévitablement à bouillir dans le système et la production de HHO s’arrêtera.

4. Pour prévenir ce problème, chaque installation de HHO nécessite un contrôleur de courant. Un CCPWM (Modulateur de la Largeur d’Impulsion du Courant Constant) est nécessaire pour fournir un courant donné et stable au générateur.

Un générateur correctement sélectionné avec un design, une taille et un rendement adéquat est également essentiel pour que le système soit efficace.

Le capteur MAP et son effet sur l’économie en carburant

Le capteur de pression absolue d’admission (capteur MAP) fournit à l’ECU du véhicule les informations relatives à la charge du moteur. En d’autres termes, la pression plus ou moins forte exercée par le conducteur sur la pédale d’accélérateur. Un moteur fournit plus d’effort (plus de charge) en montant une pente qu’à la descente.

Les contrôleurs de MAP font croire au véhicule qu’il est toujours en train de descendre une pente, ce qui nécessite par conséquent beaucoup moins de carburant. Ils équilibrent également tous les signaux du système d’alimentation en carburant, préservant ainsi la performance du moteur et évitant qu’un témoin d’alarme ne s’allume au tableau de bord.

La performance du moteur est préservée car le HHO améliore l’efficacité de la combustion. Ainsi, le moteur requiert moins de carburant pour fournir la même puissance.

En savoir plus: Les contrôleurs d’injecteur, de capteur et d’hydrogène

Acheter les contrôleurs de MAP AutoTuner ou DieselTuner

L’hydrogène dans un moteur hybride

Les voitures hybrides profitent des mêmes économies de carburant que les véhicules conventionnels roulant à l’essence et au diesel. Dans les véhicules hybrides, le moteur à combustion interne fonctionne pratiquement tout le temps, donc les économies sont maximisées.

Le moteur électrique n’est utilisé que pendant les périodes de conduite inefficaces et également pour accumuler l’énergie autrement perdue au cours du freinage.

Notre système s’active et s’arrête automatiquement selon les besoins. Au cours des périodes peu fréquentes (typiquement moins de une minute) pendant lesquelles le véhicule fonctionne à 100% à l’énergie électrique, l’hydrogène sera désactivé et l’économie ne pourra pas être améliorée.

L’hydrogène comme combustible primaire

La génération d’assez de HHO comme carburant primaire pour un véhicule nécessiterait de quantités extrêmes de courant électrique (beaucoup plus que le système de charge ne pourrait produire). Même si cela avait été possible, l’énergie est perdue lors de chaque étape de conversion, puisque aucune étape de conversion ne peut être efficace à 100%. Ces pertes se produisent lors du processus de combustion qui génère l’énergie mécanique que l’alternateur convertit ensuite en énergie électrique et finalement avec le système HHO qui convertit l’énergie électrique en énergie chimique.

Ce système théorique violerait la première loi de la thermodynamique parce que, non seulement ce serait une machine à mouvement perpétuelle, mais également elle aurait besoin de créer assez d’énergie pour propulser le véhicule lors de son déplacement.