Grundlegende Vorteile
der H2E-Technologie

Die Auswirkungen des einzigartig konstruierten H2E-Geräts und des technologisch fortschrittlichsten Systems sind ein einfacherer Wechsel des Arbeitsmediums sowie eine vollständigere Verbrennung des Kraftstoffs im Kompressionsraum.

Das Ergebnis ist ein langlebigerer Motor, geringere Wartungskosten, ein deutlich reduzierter Ausstoß schädlicher Abgase (um bis zu 75 %) sowie ein niedrigerer Kraftstoffverbrauch (um bis zu 15 %). Die fortschrittliche H2E-Behandlung reduziert Kohlenstoffablagerungen, stellt die Motorleistung und das Drehmoment wieder her und verringert die Reibung. All dies sorgt für eine gleichmäßigere Beschleunigung und ein angenehmeres Fahrerlebnis.

Zudem stellt sich die Frage, wie die Dauer der bedarfsorientierten Versorgung des Verbrauchers gesteuert werden kann – wobei die Steuerung auf der Regelung von Form und Intensität des elektrischen Stroms im Elektrolyseur basiert (gestützt auf Datenbankinformationen oder eine Rückkopplungsschleife vom Verbraucher zum Leistungsregler) – und wie sich eine gleichbleibende Betriebsqualität des Elektrolyseurs erzielen lässt, unabhängig von der variablen elektrischen Leitfähigkeit. Letztere wird von Faktoren wie dem Füllstand der Elektrolytlösung, der Anzahl der Zellen, dem Zellmaterial, dem Elektrodenabstand, der chemischen Zusammensetzung der Lösung usw. beeinflusst, wobei der Elektrolyseur über eine analoge Füllstandsmessung verfügt.

Patentierte Vorrichtung und Verfahren zur Wasserelektrolyse

Der Kern der Erfindung ist die Konstruktion eines Elektrolyseurs, der die Erzeugung von Wasserstoff- und/oder Sauerstoffgas durch ein Verfahren ermöglicht, bei dem die vorgegebene Form und Stärke des Stroms unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Elektrolyseurs, der Anzahl der Zellstapel und der Anzahl der Zellen im Stapel aufrechterhalten und wiederholt werden kann. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Prozess der Versorgung des Elektrolyseurs durch einen Produktivitätsregler realisiert wird, der die Qualität und Menge des erzeugten Gases mittels einer Rückkopplungsschleife zur Effizienz für einen bestimmten Verbraucher steuert, wobei die aus der Rückkopplungsschleife oder aus der Informationsbasis gesammelten Daten zu diesem Zweck verwendet werden.

Produktivitätsregler

Die Steuerung der Elektrolyse mittels eines Produktivitätsreglers ermöglicht die Verwendung von Lösungen mit einer erhöhten Elektrolytkonzentration, während gleichzeitig die Verwendung minimaler Elektrolytkonzentrationen für eine längere Lebensdauer der Elektroden und ein längeres Wartungsintervall möglich ist. Ebenso können kostengünstigere Materialien für die Herstellung der Elektroden verwendet werden, wenn im Elektrolyseur eine Heizung installiert ist oder die Umgebungstemperatur immer über null Grad liegt. Dabei ist zu beachten, dass der Elektrolyseur auf diese Weise wesentlich widerstandsfähiger gegenüber niedrigeren Umgebungstemperaturen geworden ist, d. h. sein Gefrierpunkt wurde herabgesetzt, was ansonsten bei den meisten heute eingesetzten Elektrolyseuren ein großes Problem darstellt.

Modulare Komponenten

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass gemäß dem Erfindungsgedanken ein modularer Elektrolyseur konstruiert ist, der aus einem oder mehreren Tanks besteht, von denen einer ein Trockenfiltergehäuse enthalten kann, während die Module so ausgelegt sind, dass sie eine eigenständige Tragfähigkeit und eine einfache Installation von Zellstapeln gewährleisten. Die Anzahl der Zellstapel wird an die vorgegebene Produktionskapazität angepasst. Bei dieser Art von integrierten, innerhalb des Geräts angeordneten Tanks werden zusätzliche Installationen (Schläuche, Rohre, Anschlüsse usw.), die normalerweise Bestandteil ähnlicher Elektrolyseure sind und die Möglichkeit eines Elektrolytaustritts schaffen, die Größe des Geräts erheblich vergrößern und zusätzliche Halterungen oder Gehäuse für ihre Platzierung sowie eine spezielle Montage erfordern, vermieden.

Modulare Unterbaugruppen

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Konstruktion des erfindungsgemäßen Geräts eine einfache und unkomplizierte Verbindung von Zellstapeln ermöglicht, die je nach erforderlicher Kapazität und der vorgesehenen Leistung des Elektrolyseurs in Reihe, parallel oder in einer Kombination angeordnet werden.

Integrierter Wasserfilter

Die Neuheit der Erfindung besteht darin, dass das Filtergehäuse so in den Tank integriert ist, dass es das Kondensat automatisch abtrennt, welches zusammen mit sehr geringen Mengen Elektrolyt durch die vertikalen Kanäle zwischen dem Tank und dem Filtergehäuse zurückgeführt wird.

Analoge Füllstandskontrolle

Der Kern der Erfindung besteht außerdem darin, dass am Tank ein analoges Messgerät mit einer Übersichtsskala angezeigt wird, auf der der minimale und maximale Füllstand dargestellt sind. Der Bereich zwischen dem minimalen und maximalen Elektrolytstand ist so ausgelegt, dass Änderungen des Elektrolytstands innerhalb dieses Bereichs die Eigenschaften des Elektrolyseurs nur minimal beeinflussen.

Beleuchtete und übersichtliche Skala

Die Neuheit der Erfindung besteht außerdem darin, dass das analoge Messgerät mit Übersichtsskala als beleuchtete Platte mit mattierten Feldern ausgeführt ist, die bei Beleuchtung das durch den Elektrolyten hindurchtretende Licht reflektieren, sodass die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeits- und Gasphase deutlich abgegrenzt und leicht sichtbar ist. Dies ist für eine häufigere Kontrolle des Elektrolytstands wichtig.

„ZELLPROPORTIONEN“, die eine variable Konzentration neutralisieren

Eine wesentliche Neuheit der Erfindung ist selbstverständlich auch die Konstruktion der Zelle, die so ausgeführt ist, dass das Verhältnis zwischen Höhe und Dicke der Dichtung in Bezug auf die wirksame Oberfläche der an der Elektrolyse beteiligten Elektrode so gewählt ist, dass es den Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit aufgrund des Absinkens des Pegels der Elektrolytlösung neutralisiert.

Funktionalität des Wasserfilters

Besonders hervorzuheben ist, dass der Wasserfilter Gas mit gleichmäßiger Feuchtigkeit und Temperatur erzeugt. Gleichzeitig ist er als weiteres Modul innerhalb der Baugruppe konstruiert und so angeschlossen, dass beim Abkühlen des Geräts der im Elektrolyseur natürlich entstehende Unterdruck automatisch destilliertes Wasser mit Beimengungen von Elektrolyten aus dem Gas zurückführt. Dies führt zu einem geringeren Wasserverbrauch, einer automatischen Spülung des Wasserfilters und der Aufrechterhaltung einer konstanten Konzentration der Elektrolytlösung während des Wartungsintervalls.

Sicherheitsmembranstopfen

Die Neuheit besteht darin, dass der Wasserfilter so konstruiert ist, dass er den durch eine Gasexplosion in der Gasphase des Filters entstehenden Druck sicher über den Sicherheitsmembranstopfen ableitet und gleichzeitig das Eindringen der Rückzündung in den Elektrolyseur verhindert.

Druckbetrieb und variable Druckfunktion

Besonders hervorzuheben ist, dass der Elektrolyseur einer Druckerhöhung standhält, indem einfach eine Drossel oder ein Ventil zwischen dem Tank und dem Wasserfilter installiert wird. Dies gilt insbesondere für Fälle, in denen eine gepulste Gasdosierung erforderlich ist, bei denen auf diese Weise eine kurzfristige Erhöhung der Verbrennungsintensität oder eine effizientere Ablösung von Gasblasen von der Elektrodenoberfläche erreicht wird. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen, bei denen die erforderliche Gasproduktion höher ist als die Nennleistung, d. h. wenn es erforderlich ist, für eine bestimmte nutzbare Elektrodenfläche eine höhere elektrische Stromstärke als den Nennstrom durch das Gerät zu führen.

Produktivitätsregler

Der Kern der Erfindung besteht darin, dass gemäß der Erfindung die Stärke und Form des elektrischen Stroms des Elektrolyseurs durch den Regler des Elektrolyseurs geregelt werden, wodurch das Problem der variablen Qualität des Elektrolyseprodukts und des stabilen Betriebs des Elektrolyseurs gelöst wird.

Neutralisierte instabile Spannung

Besonders hervorzuheben ist, dass durch die Versorgung des Elektrolyseurs mit der vorgegebenen Form und Stärke des Stroms die Abhängigkeit der Elektrolyse von der Spannung der Stromquelle vollständig beseitigt wird. Dies ist besonders wichtig, da bekannt ist, dass sich Elektrolyseure anders als andere Verbraucher verhalten, weil ihre Strom-Spannungs-Kennlinie stark nichtlinear ist, was insbesondere für Elektrolyseure mit vernachlässigbaren Stromverlusten charakteristisch ist. Es ist ebenfalls bekannt, dass der Einfluss der Elektrolysespannungsschwelle dazu führt, dass eine Spannungsschwelle des Elektrolyseurs existiert, unterhalb derer der Elektrolyseurstrom sehr gering ist, während oberhalb dieser Schwelle bereits relativ kleine Spannungsänderungen den Elektrolyseurstrom erheblich beeinflussen.

Möglichkeit zur Optimierung der Leistung des Elektrolyseurs und optimale Nutzung der elektrischen Energie

Was den vorliegenden Elektrolyseur deutlich von vergleichbaren Elektrolyseuren unterscheidet, ist die Konstruktion, bei der Tanks und Filter integriert sind. Dies ermöglicht Modularität und Reproduzierbarkeit, was zusammen mit dem Steuerungsverfahren, das eine optimale Qualität erzielt, zur Optimierung seiner Abmessungen führt, ohne das Ergebnis zu beeinträchtigen. Die technische Lösung des betreffenden Elektrolyseurs und das Verfahren zu seiner Anwendung führen dazu, dass eine deutlich geringere Menge an Zusatzstoffen ausreicht und daher eine deutlich geringere eingesetzte Leistung sowie kleinere Abmessungen erforderlich sind.

Gleichmäßige und effiziente Wärmeabfuhr (Kühlung)

Der Kern der Erfindung besteht außerdem darin, dass gemäß dem Erfindungsgedanken die Wärmeabfuhr am effizientesten und gleichmäßigsten durch luftgekühlte Elektroden erreicht wird. Diese Lösung erwies sich als die praktischste, da sich die Anzahl der Schaltungselemente nicht erhöht, während in diesem Fall die Zellen einfach auf die gleiche Weise miteinander verbunden werden wie bei Versionen, bei denen keine Kühlung erforderlich ist.

Hauptfunktionen des Produktivitätsreglers

Im Vergleich zu den dem Autor bisher bekannten technischen Lösungen bietet die Anwendung eines Elektrolyseurs, der durch einen Regler für Stärke und Form des Stroms gesteuert wird, mehrere Vorteile, von denen einige nachfolgend aufgeführt sind:

durch die Regelung des Elektrolyseurstroms wurde erreicht, dass Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit des Elektrolyseurs aufgrund von Temperaturänderungen, Spannungsabfällen in den Leitungen sowie Änderungen der Konzentration der Elektrolytlösung die Stromstärke nicht mehr beeinflussen * Elektrolyseure, die die Produktion von Wasserstoff- und/oder Sauerstoffgas auf die in der Erfindung beschriebene Weise regeln, verfügen über einen wesentlich größeren Einsatzbereich unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen, die für alle anderen Arten von Geräten dieser Art einen erheblichen begrenzenden Faktor darstellen * die wechselnde Stromversorgung von Zellstapeln ermöglicht es einem Produktivitätsregler, zwei oder mehr Zellstapel mit Strom zu versorgen. Wenn der Stapel mit einer Impulsfolge einer bestimmten Periodendauer versorgt wird, wobei der Impuls weniger als 50 % der Periodendauer dauert, ermöglicht der Produktivitätsregler eine abwechselnde Stromversorgung von zwei oder mehreren Zellstapeln, sodass beide Stapel innerhalb einer Impulsfolgeperiode gepulst werden. Dadurch werden alle Stapel mit derselben Impulsfolge versorgt, wobei diese Folgen jeweils um die Dauer eines Impulses gegeneinander verschoben sind

Betriebsmodus

Es ist von Bedeutung, dass bei gelegentlichen Zusätzen der Betrieb des Elektrolyseurs so gesteuert wird, dass die Qualität und Menge der Zusätze zusammen mit dem optimalen Betriebsmodus des Verbrauchers eine Schlüsselrolle bei der Optimierung der Prozessdauer spielen. Es ist zu beachten, dass sich die Daten über den Betriebsmodus ähnlicher Verbraucher während der Behandlung des Verbrauchers bereits in der Datenbank befinden und dass der Produktivitätsregler auf deren Grundlage oder anhand der Rückmeldung den Betriebsmodus für den Verbraucher festlegt. Wenn keine Kommunikation zwischen dem Verbraucher und dem Produktivitätsregler aktiviert ist, wird der Betriebsmodus des Verbrauchers vom Bediener auf Grundlage der Informationen gesteuert, die er über das Bedienfeld erhält. Dieser Betriebsmodus wird vom Produktivitätsregler anhand von Parametern über den Verbraucher festgelegt, die über die Rückkopplungsschleife oder aus der Datenbank gewonnen werden.