Zažgemo vodo. Znanstveniki so odkrili preprost način pridobivanja vodika iz vode. Razgradnja vode z magnetom

tra. Ta tehnika je bila obravnavana zgoraj v odstavku o čiščenju vodikovega ogljikovega monoksida CO. Čeprav se ta metoda pridobivanja vodika na prvi pogled zdi privlačna, je njena praktična izvedba precej zapletena.

Predstavljajte si tak poskus. V cilindrični posodi pod p shn je 1 kmol čiste vodne pare. Teža bata ustvarja konstanten tlak v cocj enak 1 atm. Para v posodi se segreje na temperaturo> 3000 K. Navedene vrednosti tlaka in temperature so bile izbrane poljubno. ampak kot primer.

Če so v posodi le molekule H2O, potem lahko količino proste energije sistema določimo z ustreznimi TeD tabelami dinamičnih lastnosti vode in vodne pare, vendar pa v resnici vsaj nekatere molekule vodne pare se razgradijo na sestavne kemične elemente, to je vodik in kisik:

zato bo dobljena mešanica, ki vsebuje molekule H20, H2 in O2, zoglela. terizirana z drugačno vrednostjo proste energije. Če bi vse molekule vodne pare disociirale, bi posoda vsebovala plinsko zmes, ki vsebuje 1 kmol vodika in 0,5 kmol kisika. Količina proste energije te mešanice plinov pri istem tlaku (1 a in temperatura (3000 K)) se izkaže za večjo od količine proste energije čiste vodne pare. Upoštevajte, da je bil 1 kmol vodne pare pretvorjen z 1 kmol vodika in 0,5 kmol kisika, tj. skupna količina snovi me: je A "oG) | | (= 1,5 kmol. Tako je parcialni tlak vodika b> 1 / 1,5 atm in parcialni tlak kisik je 0,5 / 1,5 atm. Pri kateri koli realni vrednosti temperature bo disociacija vode n nepopolna. Označimo delež disociiranih spremenjenih molekul F. Potem bo količina vodne pare (kmol), ki se ni razgradila, enaka (1 - F) (predpostavimo, da je bil v posodi 1 kmol vodne pare). Količina nastalega vodika (kmol) bo enaka F, kisik pa F. Nastala mešanica bo imela sestavo (l-F)n20 + FH2 + ^F02. Skupna mešanica plinov (kmol) riž. 8.8. Odvisnost proste energije zmesi vodne pare, vodika in kisika od molskega deleža disociirane vodne pare Prosta energija komponente mešanice je odvisna od tlaka v skladu z razmerjem 8i = 8i +RTnp(, (41) kjer je g - prosta energija /-te komponente mešanice na 1 kilomol ftp in tlak 1 atm (glejte "Odvisnost proste energije od temperature v 7. poglavju). Odvisnost proste energije zmesi od F, določena z enačbo (42), je prikazana na sliki 8.8 Kot je razvidno iz slike, je prosta energija zmesi vodne pare, kisika in vodika pri temperaturi 3000 K in tlak 1 atm: najmanj, če delež disociiranih molekul vode združuje sestavo 14,8 %. Na tej točki je hitrost povratne reakcije n, + - SU, -\u003e H-, 0 enaka hitrosti 1 2 sti neposredne reakcije H20 -» ​​​​H2 + - 02, tj. Vzpostavi se ravnotežje. Za določitev ravnotežne točke je treba najti vrednost F pri torus SP11X ima minimum. d Gmjy -$ -$ 1 -$ -^ \u003d - Jan2o + Ru2 + 2^o2 + Sh2o “ Sn2 ~ 2 go2 Ravnotežna konstanta Kp je odvisna od temperature in od stehiometričnih koeficientov v enačbi kemijske reakcije. Vrednost Kp za reakcijo H-0 -» H2 + ^02 se razlikuje od vrednosti za reakcijo 2H20 -» ​​​​2H2 + 02. Poleg tega konstanta ravnovesja ni odvisna od tlaka. Dejansko, če se obrnemo na formulo (48), lahko vidimo, da so vrednosti proste energije g * določene pri tlaku 1 atm in niso odvisne od tlaka v sistemu. Poleg tega, če vodna para vsebuje primesi inertnega plina, kot je argon, potem tudi to ne bo spremenilo vrednosti konstante ravnotežja, saj je vrednost g "Ar enaka 1 *. Razmerje med ravnotežno konstanto Kp in deležem disociirane vodne pare /' je mogoče dobiti z izražanjem parcialnih tlakov komponent zmesi kot funkcije F, kot je bilo storjeno v formulah (38), 39) in (40). Upoštevajte, da te formule veljajo samo za določen primer, ko je skupni tlak 1 atm. V splošnem primeru, ko je mešanica plinov pri nekem poljubnem tlaku p, lahko parcialne tlake izračunamo z naslednjimi razmerji: Kot izhaja iz zgornjih informacij, je neposredna termična razgradnja vode možna le pri zelo visokih temperaturah. Kot je prikazano na sl. 8.9, pri tališču paladija (1825 K) pri atmosferskem. samo majhen del vodne pare je podvržen disociaciji.To pomeni, da bo parcialni tlak vodika, ki nastane pri termični razgradnji vode, prenizek, da bi ga lahko uporabili v praksi. Povečanje tlaka vodne pare ne bo popravilo situacije, saj se stopnja disociacije močno zmanjša pri (slika 8.10). Opredelitev ravnotežne konstante lahko razširimo na primer kompleksnejših reakcij. Tako na primer za reakcijo Vrednost -246 MJ/kmol je vrednost energije tvorbe vode, povprečena v temperaturnem območju od nič do 3000 K. Zgornje razmerje je še en primer Boltzmannove enačbe.

Eksperimentalno odkrit in proučen nov učinek »hladnega« visokonapetostnega elektrodima izhlapevanja in poceni visokonapetostne disociacije tekočin Na podlagi tega odkritja je avtor predlagal in patentiral novo visoko učinkovito poceni tehnologijo pridobivanja goriva. plin iz nekaterih vodnih raztopin na osnovi visokonapetostnega kapilarnega elektrodima.

UVOD

Ta članek govori o novi obetavni znanstveni in tehnični smeri vodikove energije. Obvešča, da je bil v Rusiji odkrit in eksperimentalno preizkušen nov elektrofizični učinek intenzivnega "hladnega" izhlapevanja in disociacije tekočin in vodnih raztopin v gorivne pline brez porabe električne energije - visokonapetostna kapilarna elektroosmoza. Podani so nazorni primeri manifestacije tega pomembnega učinka v Živi naravi. Odprti učinek je fizična osnova za številne nove "prelomne" tehnologije v vodikovi energiji in industrijski elektrokemiji. Na njeni osnovi je avtor razvil, patentiral in aktivno raziskuje novo visoko zmogljivo in energetsko učinkovito tehnologijo za pridobivanje gorljivih gorivnih plinov in vodika iz vode, različnih vodnih raztopin in vodno-organskih spojin. Članek razkriva njihovo fizično bistvo in tehniko izvajanja v praksi, podana je tehnična in ekonomska ocena možnosti novih plinskih generatorjev. Članek podaja tudi analizo glavnih problemov vodikove energetike in njenih posameznih tehnologij.

Na kratko o zgodovini odkritja kapilarne elektroosmoze in disociacije tekočin v pline ter razvoju nove tehnologije.Odkritje efekta sem izvedel leta 1985. Poskusi in poskusi kapilarnega elektroosmotskega»hladnega«izhlapevanja in razkroja. tekočin s proizvodnjo kurilnega plina brez porabe energije sem izvedel v obdobju od 1986 do 1996. Prvič o naravnem procesu "hladnega" izhlapevanja vode v rastlinah sem leta 1988 napisal članek " Rastline - naravne električne črpalke" /1/. O novi visoko učinkoviti tehnologiji za pridobivanje gorivnih plinov iz tekočin in pridobivanje vodika iz vode na podlagi tega učinka sem poročal leta 1997 v svojem članku "Nova tehnologija električnega ognja" (oddelek "Ali je mogoče sežigati vodo") /2/. Članek je opremljen s številnimi ilustracijami (sl. 1-4) z grafi, blokovnimi diagrami eksperimentalnih naprav, ki razkrivajo glavne strukturne elemente in električne servisne naprave (izvore električnega polja) kapilarnih elektroosmotskih generatorjev gorivnih plinov, ki sem jih predlagal. Naprave so originalni pretvorniki tekočin v gorivne pline. Na sliki 1-3 so prikazani na poenostavljen način, z dovolj podrobnostmi, da razložijo bistvo nove tehnologije za proizvodnjo kurilnega plina iz tekočin.

Seznam ilustracij in kratke razlage zanje so navedeni spodaj. Na sl. 1 prikazuje najpreprostejšo eksperimentalno postavitev za "hladno" uplinjanje in disociacijo tekočin z njihovo pretvorbo v kurljivi plin s pomočjo enega samega električnega polja. Slika 2 prikazuje najenostavnejšo eksperimentalno postavitev za "hladno" uplinjanje in disociacijo tekočin z dvema viroma električnega polja (električno polje s konstantnim predznakom za "hladno" izparevanje katere koli tekočine z elektroosmozo in drugo impulzno (izmenično) polje za drobljenje molekule uparjene tekočine in njeno pretvarjanje v gorivo Slika 3 prikazuje poenostavljen blokovni diagram kombinirane naprave, ki za razliko od naprav (sl. 1, 2) omogoča tudi dodatno elektroaktivacijo uparjene tekočine črpalka-uparjalnik tekočin (generator gorljivih plinov) na glavne parametre naprav. Zlasti prikazuje razmerje med delovanjem naprave na jakosti električnega polja in na površini kapilarne izhlapene površine. Imena slike in dešifriranje elementov samih naprav je podano v podnapisih k njim. Opis Medsebojne povezave med elementi naprav in delovanjem naprav v dinamiki so podane spodaj v besedilu v ustreznih razdelkih članka.

OBETI IN PROBLEMATI VODIKOVE ENERGETIKE

Učinkovita proizvodnja vodika iz vode so mamljive stare sanje civilizacije. Ker je vode na planetu veliko, vodikova energija pa človeštvu obljublja »čisto« energijo iz vode v neomejenih količinah. Še več, sam proces zgorevanja vodika v kisikovem okolju, pridobljenem iz vode, zagotavlja idealno zgorevanje v smislu kalorične vrednosti in čistosti.

Zato je ustvarjanje in industrijski razvoj visoko učinkovite tehnologije za elektrolizo cepitve vode na H2 in O2 že dolgo ena nujnih in prednostnih nalog energetike, ekologije in prometa. Še bolj pereč in pereč problem v energetskem sektorju je uplinjanje trdnih in tekočih ogljikovodikov, natančneje ustvarjanje in uvedba energetsko učinkovitih tehnologij za proizvodnjo gorljivih gorivnih plinov iz vseh ogljikovodikov, vključno z organskimi odpadki. Kljub pomembnosti in enostavnosti energetskih in okoljskih problemov civilizacije še niso učinkovito rešeni. Kakšni so torej razlogi za visoko porabo energije in nizko produktivnost znanih vodikovih energetskih tehnologij? Več o tem spodaj.

KRATKA PRIMERJALNA ANALIZA STANJA IN RAZVOJA ENERGETIKE NA VODIKOVA GORIVA

Prednost izuma za pridobivanje vodika iz vode z elektrolizo vode pripada ruskemu znanstveniku Lachinovu D. A. (1888). Pregledal sem na stotine člankov in patentov v tej znanstveni in tehnični smeri. Obstajajo različni načini pridobivanja vodika pri razgradnji vode: termični, elektrolitski, katalitski, termokemični, termogravitacijski, elektropulzni in drugi /3-12/. Z vidika porabe energije je energijsko najbolj potratna termična metoda /3/, najmanj pa elektro impulzna metoda Američana Stanleyja Meyerja /6/. Meyerjeva tehnologija /6/ temelji na diskretni elektrolizni metodi razgradnje vode z visokonapetostnimi električnimi impulzi pri resonančnih frekvencah nihanja vodnih molekul (Meyerjeva električna celica). Po mojem mnenju je najbolj napreden in obetaven tako v smislu uporabljenih fizikalnih učinkov kot v smislu porabe energije, vendar je njegova produktivnost še vedno nizka in jo omejuje potreba po premagovanju medmolekularnih vezi tekočine in odsotnost mehanizma za odstranjevanje nastalega kurilnega plina iz delovnega območja tekoče elektrolize.

Zaključek: Vse te in druge dobro znane metode in naprave za proizvodnjo vodika in drugih gorivnih plinov so še vedno neučinkovite zaradi pomanjkanja resnično visoko učinkovite tehnologije za izhlapevanje in cepitev molekul tekočine. Več o tem v naslednjem razdelku.

ANALIZA VZROKOV ZA VISOKO ENERGETSKO INTENZIVNOST IN NIZKO PRODUKTIVNOST ZNANIH TEHNOLOGIJ ZA PRIDOBIVANJE GORIVNIH PLINOV IZ VODE

Pridobivanje gorivnih plinov iz tekočin z minimalno porabo energije je zelo težka znanstveno-tehnična naloga. Znatni stroški energije pri pridobivanju gorivnih plinov iz vode v znanih tehnologijah se porabijo za premagovanje medmolekularnih vezi vode v tekočem agregatnem stanju. Ker je voda po strukturi in sestavi zelo kompleksna. Poleg tega je paradoksalno, da struktura in lastnosti vode ter njenih spojin kljub presenetljivi razširjenosti v naravi še niso v marsičem raziskane /14/.

Sestava in latentna energija medmolekulskih vezi struktur in spojin v tekočinah.

Fizikalno-kemijska sestava tudi navadne vode iz pipe je precej zapletena, saj voda vsebuje številne medmolekularne vezi, verige in druge strukture vodnih molekul. Zlasti v navadni vodi iz pipe so različne verige posebej povezanih in usmerjenih molekul vode z nečistočnimi ioni (tvorbe grozdov), njene različne koloidne spojine in izotopi, minerali, pa tudi številni raztopljeni plini in nečistoče /14/.

Razlaga problemov in stroškov energije za "vroče" uparjanje vode po znanih tehnologijah.

Zato je pri znanih metodah cepitve vode na vodik in kisik potrebno porabiti veliko električne energije za oslabitev in popolno pretrganje medmolekularnih, nato pa še molekularnih vezi vode. Za zmanjšanje stroškov energije za elektrokemično razgradnjo vode se pogosto uporablja dodatno toplotno segrevanje (do tvorbe pare), pa tudi uvedba dodatnih elektrolitov, na primer šibke raztopine alkalij in kislin. Vendar pa te dobro znane izboljšave še vedno ne omogočajo bistveno intenzivnejšega procesa disociacije tekočin (zlasti razgradnje vode) iz njenega tekočega agregatnega stanja. Uporaba znanih tehnologij termičnega uparjanja je povezana z velikimi izdatki toplotne energije. In uporaba dragih katalizatorjev v procesu pridobivanja vodika iz vodnih raztopin za intenziviranje tega procesa je zelo draga in neučinkovita. Glavni razlog za visoko porabo energije pri uporabi tradicionalnih tehnologij za disociacijo tekočin je zdaj jasen, porabijo se za razbijanje medmolekularnih vezi tekočin.

Kritika najnaprednejše elektrotehnologije za pridobivanje vodika iz vode S. Meyerja /6/

Nedvomno je elektrovodikova tehnologija Stanleyja Mayerja najbolj ekonomična od znanih in najnaprednejša v smislu fizike dela. Toda njegova znamenita električna celica /6/ je tudi neučinkovita, saj navsezadnje nima mehanizma za učinkovito odstranjevanje molekul plina z elektrod. Poleg tega je ta proces disociacije vode pri Mayerjevi metodi upočasnjen zaradi dejstva, da je treba med elektrostatičnim ločevanjem vodnih molekul od same tekočine porabiti čas in energijo za premagovanje ogromne latentne potencialne energije medmolekulskih vezi in strukture vode in drugih tekočin.

POVZETEK ANALIZE

Zato je povsem jasno, da brez novega izvirnega pristopa k problemu disociacije in pretvorbe tekočin v gorivne pline znanstveniki in tehnologi ne morejo rešiti tega problema intenzifikacije nastajanja plinov. Dejanska implementacija drugih znanih tehnologij v prakso še »drsi«, saj so vse veliko bolj potratne kot Mayerjeva tehnologija. In zato v praksi neučinkovito.

KRATKA FORMULACIJA OSREDNJEGA PROBLEMA VODIKOVE ENERGIJE

Osrednji znanstveno-tehnični problem vodikove energetike je po mojem mnenju prav v nerešenosti in potrebi po iskanju in uveljavljanju nove tehnologije za večkratno intenzifikacijo procesa pridobivanja vodika in kurilnega plina iz poljubnih vodnih raztopin in emulzij. ob močnem hkratnem znižanju stroškov energije. Močna intenzifikacija procesov cepitve tekočin z zmanjšanjem porabe energije v znanih tehnologijah je načeloma še vedno nemogoča, saj do nedavnega glavni problem učinkovitega izhlapevanja vodnih raztopin brez dobave toplotne in električne energije ni bil rešen. Glavni način za izboljšanje vodikovih tehnologij je jasen. Treba se je naučiti učinkovitega izhlapevanja in uplinjanja tekočin. In to čim bolj intenzivno in z najmanjšo porabo energije.

METODOLOGIJA IN ZNAČILNOSTI IMPLEMENTACIJE NOVE TEHNOLOGIJE

Zakaj je para za proizvodnjo vodika iz vode boljša od ledu? Ker se molekule vode v njej gibljejo veliko bolj prosto kot v vodnih raztopinah.

a) Sprememba agregatnega stanja tekočin.

Očitno je, da so medmolekularne vezi vodne pare šibkejše kot pri vodi v obliki tekočine, še bolj pa pri vodi v obliki ledu. Plinasto stanje vode dodatno olajša delo električnega polja pri kasnejši razcepitvi samih molekul vode na H2 in O2. Zato so metode za učinkovito pretvorbo agregatnega stanja vode v vodni plin (para, megla) obetavna glavna pot za razvoj elektrovodikove energetike. Ker s prehodom tekoče faze vode v plinasto fazo dosežemo oslabitev in (ali) popolno raztrganje in medmolekularni grozd ter druge vezi in strukture, ki obstajajo znotraj vodne tekočine.

b) Električni grelnik vode - anahronizem vodikove energije ali spet o paradoksih energije pri izhlapevanju tekočin.

Vendar ni vse tako preprosto. S prehodom vode v plinasto stanje. Kaj pa potrebna energija, potrebna za izhlapevanje vode. Klasična metoda njenega intenzivnega izhlapevanja je toplotno segrevanje vode. Je pa tudi zelo energetsko intenziven. Že v šolskih klopeh so nas učili, da proces izhlapevanja vode in celo njenega vrenja zahteva zelo veliko toplotne energije. Informacije o potrebni količini energije za izhlapevanje 1 m³ vode so na voljo v kateri koli fizični referenčni knjigi. To je veliko kilodžulov toplotne energije. Ali veliko kilovatnih ur električne energije, če se izhlapevanje izvaja s segrevanjem vode iz električnega toka. Kje je pot iz energetske slepe ulice?

KAPILARNA ELEKTROOSMOZA VODE IN VODNIH RAZTOPIN ZA "HLADNO IZPAREVANJE" IN DISOCIRANJE TEKOČIN V GORIVNE PLINE (opis novega učinka in njegove manifestacije v naravi)

Takšne nove fizikalne učinke in poceni metode za izparevanje in disociacijo tekočin sem iskal že dolgo, veliko sem eksperimentiral in vseeno našel način za učinkovito "hladno" izhlapevanje in disociacijo vode v gorljiv plin. Ta čudovit učinek lepote in popolnosti mi je predlagala narava sama.

Narava je naša modra učiteljica. Paradoksalno je, vendar se izkaže, da v divjini, neodvisno od nas, že dolgo obstaja učinkovita metoda elektrokapilarnega črpanja in "hladnega" izhlapevanja tekočine s prenosom v plinasto stanje brez kakršnega koli dovoda toplotne energije in električne energije. In ta naravni učinek se uresničuje z delovanjem zemeljskega znaka konstantnega električnega polja na tekočino (vodo), ki se nahaja v kapilarah, in sicer s kapilarno elektroosmozo.

Rastline so naravne, energijsko popolne, elektrostatične in ionske črpalke-uparjalniki vodnih raztopin.je začelo vztrajno iskati svojo analogijo in manifestacijo tega pojava v Živi naravi. Konec koncev je narava naša večna in modra Učiteljica. In našel sem ga na začetku v rastlinah!

a) Paradoks in popolnost energije naravnih rastlinskih uparjalnih črpalk.

Poenostavljene kvantitativne ocene kažejo, da je mehanizem delovanja črpalk naravnega uparjalnika vlage v rastlinah, še posebej v visokih drevesih, edinstven v svoji energetski učinkovitosti. Dejansko je že znano in enostavno je izračunati, da naravna črpalka visokega drevesa (z višino krošnje približno 40 m in premerom debla približno 2 m) črpa in izhlapi kubične metre vlage na dan. Poleg tega brez dovoda toplotne in električne energije od zunaj. Ekvivalentna energetska zmogljivost takšne naravne električne vodne uparjalne črpalke v tem navadnem drevesu, po analogiji s tradicionalnimi napravami, ki jih uporabljamo za podobne namene v tehniki, črpalkami in električnimi vodnimi uparjalnimi grelniki za opravljanje istega dela, je več deset kilovatov. Še vedno težko razumemo tako energijsko popolnost Narave in zaenkrat je ne moremo takoj kopirati. In rastline in drevesa so se pred milijoni let naučili, kako učinkovito opravljati to delo, brez kakršne koli dobave in izgube električne energije, ki jo uporabljamo povsod.

b) Opis fizike in energetike črpalke naravnega rastlinskega uparjalnika tekočine.

Kako torej deluje naravna črpalka-uparjalnik vode v drevesih in rastlinah in kakšen je mehanizem njene energije? Izkazalo se je, da vse rastline že dolgo in spretno uporabljajo ta učinek kapilarne elektroosmoze, ki sem ga odkril, kot energijski mehanizem za črpanje vodnih raztopin, ki jih napajajo s svojimi naravnimi ionskimi in elektrostatičnimi kapilarnimi črpalkami za dovajanje vode od korenin do njihove krošnje brez kakršnih koli oskrba z energijo in brez sodelovanja človeka. Narava pametno uporablja potencialno energijo zemeljskega električnega polja. Poleg tega so v rastlinah in drevesih za dvigovanje tekočine od korenin do listov znotraj rastlinskih debel in hladno izhlapevanje sokov skozi kapilare v notranjosti rastlin naravna najtanjša vlakna-kapilare rastlinskega izvora, naravna vodna raztopina - šibek elektrolit, naravni električni potencial uporablja se planet in potencialna energija električnega polja planeta. Sočasno z rastjo rastline (povečanje njene višine) se povečuje tudi produktivnost te naravne črpalke, saj se povečuje razlika v naravnih električnih potencialih med korenino in vrhom rastlinske krošnje.

c) Zakaj iglice božičnega drevesa - tako da njegova električna črpalka deluje pozimi.

Rekli boste, da se hranilni sokovi premikajo do vraščenega zaradi normalnega toplotnega izhlapevanja vlage iz listov. Da, tudi ta proces obstaja, vendar ni glavni. Najbolj presenetljivo pa je, da so številna iglična drevesa (borovi, smreke, jelke) odporna proti zmrzali in rastejo tudi pozimi. Dejstvo je, da pri rastlinah z igličastimi listi ali trni (kot so borovci, kaktusi itd.) elektrostatična črpalka uparjalnika deluje pri kateri koli temperaturi okolja, saj iglice koncentrirajo največjo intenzivnost naravnega električnega potenciala na konicah te igle. Zato sočasno z elektrostatičnim in ionskim gibanjem hranilnih vodnih raztopin skozi njihove kapilare tudi intenzivno cepijo in učinkovito oddajajo (injicirajo, izstreljujejo v ozračje iz teh naravnih naprav iz svojih naravnih igličastih naravnih elektrod-ozonizatorjev molekul vlage, uspešno pretvorba molekul vodnih raztopin v pline Zato se delo teh naravnih elektrostatičnih in ionskih črpalk vodnih raztopin brez zmrzovanja dogaja tako v suši kot v mrazu.

d) Moja opazovanja in elektrofizikalni poskusi z rastlinami.

Skozi dolgoletna opazovanja rastlin v njihovem naravnem okolju in poskuse z rastlinami v okolju, postavljenem v umetno električno polje, sem celovito proučila ta učinkovit mehanizem naravne črpalke in uparjalnika vlage. Ugotovljene so bile tudi odvisnosti intenzivnosti gibanja naravnih sokov vzdolž stebla rastlin od parametrov električnega polja ter vrste kapilar in elektrod. Rast rastline v poskusih se je z večkratnim povečanjem tega potenciala bistveno povečala, ker se je povečala produktivnost njene naravne elektrostatične in ionske črpalke. Že leta 1988 sem svoja opazovanja in poskuse z rastlinami opisal v poljudnoznanstvenem članku “Rastline so naravne ionske črpalke” /1/.

e) Od rastlin se učimo ustvarjati popolno tehniko črpalk – uparjalnikov. Povsem jasno je, da je ta naravna energijsko popolna tehnologija povsem uporabna v tehniki pretvarjanja tekočin v gorivne pline. In ustvaril sem takšne eksperimentalne naprave holonskega elektrokapilarnega izhlapevanja tekočin (sl. 1-3) v podobi električnih črpalk dreves.

OPIS NAJPREPROSTEJŠE EKSPERIMENTALNE INSTALACIJE ELEKTROKAPILARSKE ČRPALKE- UPARILNIK TEKOČINE

Najenostavnejša delovna naprava za eksperimentalno izvedbo učinka visokonapetostne kapilarne elektroosmoze za "hladno" izhlapevanje in disociacijo vodnih molekul je prikazana na sl.1. Najenostavnejša naprava (slika 1) za izvedbo predlagane metode za proizvodnjo gorljivega plina je sestavljena iz dielektrične posode 1, v katero je vlita tekočina 2 (emulzija voda-gorivo ali navadna voda) iz fino poroznega kapilarnega materiala, npr. vlaknasti stenj 3, potopljen v to tekočino in v njej predhodno navlažen, iz zgornjega uparjalnika 4, v obliki kapilarne izparilne površine s spremenljivo površino v obliki neprepustnega zaslona (ni prikazano na sl. 1). Sestava te naprave vključuje tudi visokonapetostne elektrode 5, 5-1, električno povezane z nasprotnimi sponkami visokonapetostnega reguliranega vira električnega polja s konstantnim predznakom 6, ena od elektrod 5 je izdelana v obliki perforirano igelno ploščo in je gibljivo nameščen nad uparjalnikom 4, na primer vzporedno z njim na zadostni razdalji, da prepreči električni preboj na navlaženem stenju 3, mehansko povezanem z uparjalnikom 4.

Druga visokonapetostna elektroda (5-1), električno povezana na vhodu, na primer s priključkom "+" vira polja 6, je mehansko in električno povezana s svojim izhodom na spodnji konec poroznega materiala, tj. stenj 3, skoraj na dnu posode 1. Za zanesljivo električno izolacijo je elektroda zaščitena pred telesom posode 1 s skoznjim električnim izolatorjem 5-2. Upoštevajte, da je vektor jakosti tega električnega polja, dobavljenega na stenj 3 iz bloka 6 je usmerjen vzdolž osi stenj-uparjalnik 3. Naprava je dopolnjena tudi z montažnim plinskim kolektorjem 7. V bistvu je naprava, ki vsebuje bloke 3, 4, 5, 6, kombinirana naprava elektroosmotska črpalka in elektrostatični uparjalnik tekočine 2 iz rezervoarja 1. Enota 6 vam omogoča nastavitev jakosti električnega polja s konstantnim predznakom ("+", - ") od 0 do 30 kV/cm. Elektroda 5 je narejena perforirana ali porozna, da omogoča prehajanje ustvarjene pare skozi sebe. Naprava (sl. 1) omogoča tudi tehnično možnost spreminjanja razdalje in položaja elektrode 5 glede na površino uparjalnika 4. Načeloma je za ustvarjanje zahtevane jakosti električnega polja namesto električnega bloka 6 in elektroda 5, lahko uporabimo polimerne monoelektrete /13/. V tej breztočni različici naprave za generator vodika sta njegovi elektrodi 5 in 5-1 izdelani v obliki monoelektretov z nasprotnimi električnimi predznaki. Potem v primeru uporabe takšnih elektrodnih naprav 5 in njihove namestitve, kot je razloženo zgoraj, sploh ni potrebna posebna električna enota 6.

OPIS DELOVANJA ENOSTAVNE ELEKTROKAPILARSKE ČRPALKE-UPARILNIKA (SL. 1)

Prvi poskusi elektrokapilarne disociacije tekočin so bili izvedeni tako z uporabo navadne vode kot njenih različnih raztopin in emulzij vode in goriva različnih koncentracij kot tekočin. In v vseh teh primerih so bili gorivni plini uspešno pridobljeni. Res je, da so bili ti plini zelo različni po sestavi in ​​toplotni kapaciteti.

Prvič sem opazil nov elektrofizični učinek "hladnega" izparevanja tekočine brez porabe energije pod delovanjem električnega polja v preprosti napravi (slika 1)

a) Opis prve preproste poskusne postavitve.

Poskus izvedemo na naslednji način: najprej v posodo 1 vlijemo mešanico vode in goriva (emulzijo) 2, z njo predhodno navlažimo stenj 3 in porozni uparjalnik 4 od robov kapilar (stenj 3). -uparjalnik 4) je vir električnega polja povezan preko elektrod 5-1 in 5, lamelna perforirana elektroda 5 pa je nameščena nad površino uparjalnika 4 na zadostni razdalji, da prepreči električni preboj med elektrodama 5 in 5-1. .

b) Kako naprava deluje

Zaradi tega so se vzdolž kapilar stenja 3 in uparjalnika 4 pod delovanjem elektrostatičnih sil vzdolžnega električnega polja dipolno polarizirane molekule tekočine premikale iz posode proti nasprotnemu električnemu potencialu elektrode 5 (elektroosmoza) , odtrgajo te električne sile polja s površine uparjalnika 4 in se spremenijo v vidno meglo, tj. tekočina preide v drugo agregatno stanje pri minimalni porabi energije vira električnega polja (6) in po njih se začne elektroosmotski dvig te tekočine. V procesu ločevanja in trka med molekulami uparjene tekočine z zrakom in molekulami ozona, elektroni v ionizacijskem območju med uparjalnikom 4 in zgornjo elektrodo 5, pride do delne disociacije s tvorbo vnetljivega plina. Nadalje ta plin vstopi skozi zbiralnik plina 7, na primer v zgorevalne komore motorja vozila.

C) Nekaj ​​rezultatov kvantitativnih meritev

Sestava tega gorljivega gorivnega plina vključuje molekule vodika (H2) -35%, kisik (O2) -35%, molekule vode - (20%), preostalih 10% pa so molekule nečistoč drugih plinov, organske molekule goriva itd. Eksperimentalno je dokazano, da se intenzivnost procesa izhlapevanja in disociacije njegovih parnih molekul spreminja od spremembe razdalje elektrode 5 od uparjalnika 4, od spremembe območja uparjalnika, od vrste tekočine, kakovost kapilarnega materiala stenja 3 in uparjalnika 4 ter parametri električnega polja iz vira 6. (moč, moč). Merili smo temperaturo kurilnega plina in intenzivnost njegovega nastajanja (merilec pretoka). In zmogljivost naprave glede na konstrukcijske parametre. S segrevanjem in merjenjem kontrolne prostornine vode pri zgorevanju določene prostornine tega kurilnega plina smo izračunali toplotno kapaciteto nastalega plina v odvisnosti od spremembe parametrov eksperimentalne postavitve.

POENOSTAVLJENA RAZLAGA PROCESOV IN UČINKOV V POSKUSIH PRI MOJI PRVI NASTAVITVI

Že moji prvi poskusi na tej najpreprostejši napravi leta 1986 so pokazali, da iz tekočine (vode) v kapilarah pri visokonapetostni elektroosmozi nastane »hladna« vodna meglica (plin) brez kakršnekoli vidne porabe energije, namreč le s potencialno energijo. električnega polja. Ta ugotovitev je očitna, saj je bil med poskusi električni tok, ki ga je porabil vir polja, enak in je bil enak toku prostega teka vira. Poleg tega se ta tok sploh ni spremenil, ne glede na to, ali je tekočina izhlapela ali ne. Toda v mojih spodaj opisanih poskusih "hladnega" izhlapevanja in disociacije vode in vodnih raztopin v gorivne pline ni nobenega čudeža. Pravkar mi je uspelo videti in razumeti podoben proces, ki poteka v sami Živi naravi. In to se je dalo zelo koristno uporabiti v praksi za učinkovito "hladno" izhlapevanje vode in proizvodnjo kurilnega plina iz nje.

Eksperimenti kažejo, da je kapilarna elektrozmoza v 10 minutah pri premeru kapilarnega valja 10 cm izhlapela dovolj veliko količino vode (1 liter) brez porabe energije. Zaradi vhodne porabljene električne moči (10 vatov). Vir električnega polja, uporabljen v poskusih - visokonapetostni pretvornik napetosti (20 kV) je nespremenjen od načina njegovega delovanja. Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je bila vsa ta porabljena moč iz omrežja, ki je pičla v primerjavi z energijo izhlapevanja tekočine, porabljena prav za ustvarjanje električnega polja. In ta moč se ni povečala med kapilarnim izhlapevanjem tekočine zaradi delovanja ionske in polarizacijske črpalke. Zato je učinek hladnega izhlapevanja tekočine neverjeten. Navsezadnje se to zgodi brez vidnih stroškov energije!

Včasih je bil viden curek vodnega plina (pare), predvsem na začetku procesa. S pospeškom se je odtrgala od roba kapilar. Gibanje in izhlapevanje tekočine je po mojem mnenju razloženo ravno s pojavom v kapilari pod vplivom električnega polja velikih elektrostatičnih sil in ogromnega elektroosmotskega pritiska na stolpec polarizirane vode (tekočine) v vsako kapilaro, ki so gonilo raztopine skozi kapilare.

Eksperimenti dokazujejo, da v vsaki od kapilar s tekočino pod vplivom električnega polja deluje močna breztočna elektrostatična in hkrati ionska črpalka, ki v kapilari kolone dvigneta stolpec polariziranih in s poljem delno ioniziranih mikrona tekočine (vode) v premeru od enega potenciala električnega polja, ki se uporablja za samo tekočino in spodnji konec kapilare, do nasprotnega električnega potenciala, nameščenega z režo glede na nasprotni konec te kapilare. Posledično taka elektrostatična ionska črpalka intenzivno pretrga medmolekulske vezi vode, s pritiskom aktivno premika polarizirane molekule vode in njihove radikale vzdolž kapilare, nato pa te molekule skupaj z razbitimi električno nabitimi radikali vodnih molekul vbrizga izven kapilare. na nasprotni potencial električnega polja. Eksperimenti kažejo, da sočasno z vbrizgavanjem molekul iz kapilar pride tudi do delne disociacije (pretrganja) molekul vode. In več, večja je električna poljska jakost. V vseh teh zapletenih in sočasno potekajočih procesih kapilarne elektroosmoze tekočine se uporablja potencialna energija električnega polja.

Ker se proces takšne pretvorbe tekočine v vodno meglo in vodni plin pojavi po analogiji z rastlinami, brez oskrbe z energijo in ga ne spremlja segrevanje vode in vodnega plina. Zato sem ta naravni in nato tehnični proces elektroosmoze tekočin poimenoval – »hladno« izparevanje. Pri poskusih se pretvorba vodne tekočine v hladno plinasto fazo (meglo) zgodi hitro in brez vidne porabe energije. Hkrati se na izhodu iz kapilar plinaste molekule vode pod vplivom elektrostatičnih sil električnega polja raztrgajo na H2 in O2. Ker ta proces faznega prehoda tekoče vode v vodno meglo (plin) in disociacije vodnih molekul poteka v poskusu brez vidne porabe energije (toplote in trivialne elektrike), se verjetno porabi potencialna energija električnega polja. na nek način.

POVZETEK ODDELKA

Kljub temu, da energija tega procesa še vedno ni popolnoma jasna, je še vedno povsem jasno, da "hladno izhlapevanje" in disociacijo vode izvaja potencialna energija električnega polja. Natančneje, vidni proces izhlapevanja in cepitve vode na H2 in O2 med kapilarno elektroosmozo poteka prav z močnimi elektrostatičnimi Coulombovimi silami tega močnega električnega polja. Načeloma je tako nenavadna elektroosmotska črpalka-uparjalnik-razdelilnik tekočih molekul primer večnega gibalca druge vrste. Tako visokonapetostna kapilarna elektroosmoza vodne tekočine zagotavlja z uporabo potencialne energije električnega polja resnično intenzivno in energijsko varčno izhlapevanje in cepitev molekul vode v kurljivi plin (H2, O2, H2O).

FIZIKALNO BISTVO KAPILARNE ELEKTROSMOZE TEKOČIN

Zaenkrat njegova teorija še ni razvita, ampak je šele v povojih. In avtor upa, da bo ta publikacija pritegnila pozornost teoretikov in praktikov ter pomagala ustvariti močno ustvarjalno ekipo podobno mislečih ljudi. A že zdaj je jasno, da sta kljub relativni enostavnosti tehnične izvedbe same tehnologije realna fizika in energetika procesov pri izvedbi tega učinka še vedno zelo kompleksni in še ne povsem razumljeni. Opažamo njihove glavne značilne lastnosti:

A) Sočasno dogajanje več elektrofizikalnih procesov v tekočinah v elektrokapilari

Ker pri kapilarnem elektrosmotskem izparevanju in disociaciji tekočin sočasno in izmenično poteka veliko različnih elektrokemičnih, elektrofizikalnih, elektromehanskih in drugih procesov, še posebej, ko se vodna raztopina giblje vzdolž kapilarnega vbrizgavanja molekul od roba kapilare v smeri električnega polja, .

B) energijski pojav "hladnega" izhlapevanja tekočine

Preprosto povedano, fizikalno bistvo novega učinka in nove tehnologije je pretvorba potencialne energije električnega polja v kinetično energijo gibanja molekul in struktur tekočine skozi kapilaro in izven nje. Hkrati se v procesu izhlapevanja in disociacije tekočine sploh ne porablja električni tok, ker se na nek nerazumljiv način porablja potencialna energija električnega polja. Električno polje pri kapilarni elektroosmozi je tisto, ki sproži in vzdržuje nastanek in hkratni tok v tekočini v procesu pretvorbe njenih frakcij in agregatnih stanj v napravo številnih blagodejnih učinkov pretvorbe molekularnih struktur in molekul tekočine v gorljiv plin hkrati. . Namreč: visokonapetostna kapilarna elektroosmoza hkrati zagotavlja močno polarizacijo molekul vode in njenih struktur s hkratnim delnim pretrganjem medmolekulskih vezi vode v naelektreni kapilari, fragmentacijo polariziranih molekul vode in grozdov v nabite radikale v sami kapilari s pomočjo potenciala. energija električnega polja. Enaka potencialna energija polja intenzivno sproži mehanizme nastajanja in gibanja skozi kapilare, ki so nanizane »v vrstah« električno povezane v verige polariziranih vodnih molekul in njihovih tvorb (elektrostatska črpalka), delovanje ionske črpalke z ustvarjanjem velikega elektroosmotskega pritiska na stolpec tekočine za pospešeno gibanje po kapilari in končni vbrizg iz kapilare nepopolnih molekul in grozdov tekočine (vode), ki jih je polje že delno razbilo (razcepilo na radikale). Zato na izhodu tudi najpreprostejše kapilarne elektroosmozne naprave že dobimo vnetljiv plin (natančneje, mešanico plinov H2, O2 in H2O).

C) Uporabnost in značilnosti delovanja izmeničnega električnega polja

Toda za popolnejšo disociacijo molekul vode v gorivni plin je potrebno prisiliti preživele molekule vode, da trčijo med seboj in razpadejo na molekule H2 in O2 v dodatnem prečnem izmeničnem polju (slika 2). Zato je za povečanje intenzifikacije procesa izhlapevanja in disociacije vode (katera koli organska tekočina) v kurilni plin bolje uporabiti dva vira električnega polja (slika 2). V njih se za izhlapevanje vode (tekočine) in za proizvodnjo kurilnega plina ločeno uporablja potencialna energija močnega električnega polja (z jakostjo najmanj 1 kV / cm): najprej je prvo električno polje se uporablja za prenos molekul, ki tvorijo tekočino, iz sedečega tekočega stanja z elektroosmozo skozi kapilare v plinasto stanje (dobi se hladen plin) iz tekočine z delno cepitvijo molekul vode, nato pa na drugi stopnji energija uporablja se drugo električno polje, natančneje močne elektrostatične sile se uporabljajo za intenziviranje nihajnega resonančnega procesa "trka-odboja" naelektrenih vodnih molekul v obliki vodnega plina med seboj za popolno razbitje tekočih molekul in nastanek gorljivega plinske molekule.

D) Obvladljivost procesov disociacije tekočin v novi tehnologiji

Prilagoditev intenzivnosti nastajanja vodne meglice (intenzivnosti hladnega izhlapevanja) se doseže s spreminjanjem parametrov električnega polja, usmerjenega vzdolž kapilarnega uparjalnika, in (ali) spreminjanjem razdalje med zunanjo površino kapilarnega materiala in pospeševalno elektrodo, ki ustvarja električno polje v kapilarah. Regulacija proizvodnje vodika iz vode se izvaja s spreminjanjem (uravnavanjem) velikosti in oblike električnega polja, površine in premera kapilar, spreminjanjem sestave in lastnosti vode. Ti pogoji za optimalno disociacijo tekočine so različni glede na vrsto tekočine, lastnosti kapilar in parametre polja ter jih narekuje zahtevana produktivnost procesa disociacije določene tekočine. Eksperimenti kažejo, da se najučinkovitejša proizvodnja H2 iz vode doseže, če se molekule vodne meglice, pridobljene z elektroosmozo, razdelijo z drugim električnim poljem, katerega racionalni parametri so bili izbrani predvsem eksperimentalno. Zlasti se je izkazalo, da je smotrno končno cepitev molekul vodne megle proizvesti prav s pulznim predznačno konstantnim električnim poljem z vektorjem polja, pravokotnim na vektor prvega polja, ki se uporablja pri elektroosmozi vode. Vpliv električnih polj na tekočino v procesu njenega preoblikovanja v meglo in nadalje v procesu cepitve molekul tekočine se lahko izvaja istočasno ali izmenično.

POVZETEK ODDELKA

Zahvaljujoč tem opisanim mehanizmom je s kombinirano elektroosmozo in delovanjem dveh električnih polj na tekočino (vodo) v kapilari mogoče doseči maksimalno produktivnost procesa pridobivanja gorljivega plina in praktično odpraviti stroške električne in toplotne energije. pri pridobivanju tega plina iz vode iz katere koli vodno-gorivne tekočine. Ta tehnologija je načeloma uporabna za proizvodnjo kurilnega plina iz katerega koli tekočega goriva ali njegovih vodnih emulzij.

Drugi splošni vidiki implementacije nove tehnologije, ki so koristni pri njenem izvajanju.

a) Predaktivacija vode (tekočine)

Za povečanje intenzivnosti proizvodnje gorivnega plina je priporočljivo najprej aktivirati tekočino (vodo) (predgretje, predhodna ločitev le-te na kislo in alkalno frakcijo, elektrizacija in polarizacija itd.). Predhodna elektroaktivacija vode (in katere koli vodne emulzije) z njeno ločitvijo na kisle in alkalne frakcije se izvede z delno elektrolizo z uporabo dodatnih elektrod, nameščenih v posebnih polprepustnih diafragmah za njihovo naknadno ločeno izhlapevanje (slika 3).

V primeru predhodnega ločevanja prvotno kemično nevtralne vode na kemično aktivne (kisle in alkalne) frakcije postane izvedba tehnologije za pridobivanje gorljivega plina iz vode možna tudi pri temperaturah pod ničlo (do -30 stopinj Celzija), kar je zelo pomembna in uporabna pozimi za vozila. Ker takšna "frakcijska" elektroaktivirana voda med zmrzaljo sploh ne zmrzne. To pomeni, da bo naprava za proizvodnjo vodika iz tako aktivirane vode lahko delovala tudi pri temperaturah okolice pod ničlo in v zmrzali.

b) Viri električnega polja

Kot vir električnega polja za izvedbo te tehnologije lahko uporabimo različne naprave. Na primer, kot so znani magnetno-elektronski visokonapetostni enosmerni in impulzni pretvorniki napetosti, elektrostatični generatorji, različni napetostni multiplikatorji, prednapolnjeni visokonapetostni kondenzatorji, pa tudi na splošno popolnoma breztočni viri električnega polja - dielektrični monoelektreti.

c) Adsorpcija proizvedenih plinov

Vodik in kisik v procesu proizvodnje gorljivega plina se lahko akumulirata ločeno drug od drugega, tako da se v tok gorljivega plina dodajo posebni adsorbenti. To metodo je povsem mogoče uporabiti za disociacijo katere koli emulzije voda-gorivo.

d) Pridobivanje kurilnega plina z elektroosmozo iz organskih tekočih odpadkov

Ta tehnologija omogoča učinkovito uporabo vseh tekočih organskih raztopin (na primer tekočih človeških in živalskih odpadkov) kot surovine za pridobivanje kurilnega plina. Čeprav se ta ideja sliši paradoksalno, je uporaba organskih raztopin za proizvodnjo kurilnega plina, zlasti iz tekočih iztrebkov, z vidika porabe energije in ekologije celo bolj donosna in lažja kot disociacija navadne vode, ki je tehnično veliko težje razgraditi na molekule.

Poleg tega je tak hibridni kurilni plin, pridobljen na odlagališčih, manj eksploziven. Zato vam ta nova tehnologija dejansko omogoča učinkovito pretvorbo vseh organskih tekočin (vključno s tekočimi odpadki) v uporaben plin za gorivo. Tako je sedanja tehnologija učinkovito uporabna tudi za koristno predelavo in odlaganje tekočih organskih odpadkov.

DRUGE TEHNIČNE REŠITVE OPIS STRUKTUR IN PRINCIP DELOVANJA

Predlagano tehnologijo je mogoče izvajati z različnimi napravami. Najenostavnejša naprava za elektroosmotski generator kurilnega plina iz tekočin je že prikazana in razkrita v besedilu in na sliki 1. Nekatere druge naprednejše različice teh naprav, ki jih je avtor preizkusil eksperimentalno, so v poenostavljeni obliki predstavljene na sl. 2-3. Eno od preprostih variant kombinirane metode za pridobivanje gorljivega plina iz mešanice voda-gorivo ali vode lahko izvedemo v napravi (slika 2), ki je v bistvu sestavljena iz kombinacije naprave (slika 1) z dodatnim naprava, ki vsebuje ploščate prečne elektrode 8.8-1, povezane z virom močnega izmeničnega električnega polja 9.

Na sliki 2 je podrobneje prikazana tudi funkcionalna struktura in sestava vira 9 drugega (izmeničnega) električnega polja, in sicer je prikazano, da je sestavljen iz primarnega vira električne energije 14, ki je preko vhoda moči povezan z drugim visokim napetostni napetostni pretvornik 15 z nastavljivo frekvenco in amplitudo (blok 15 je lahko izdelan v obliki induktivnega tranzistorskega vezja, kot je Royerjev samooscilator), ki je na izhodu povezan s ploščatima elektrodama 8 in 8-1. Naprava je opremljena tudi s toplotnim grelnikom 10, ki se nahaja na primer pod dnom posode 1. Pri vozilih je to lahko vroč izpušni kolektor, stranske stene samega ohišja motorja.

V blokovnem diagramu (sl. 2) sta izvora električnega polja 6 in 9 podrobneje dešifrirana. Tako je zlasti prikazano, da je vir 6 konstantnega predznaka, vendar reguliran z velikostjo električne poljske jakosti, sestavljen iz primarnega vira električne energije 11, na primer vgrajene baterije, povezane preko primarnega napajanja vezja do visokonapetostnega nastavljivega napetostnega pretvornika 12, na primer tipa Royerjevega avtogeneratorja, z vgrajenim izhodnim visokonapetostnim usmernikom (vključenim v blok 12), ki je na izhodu priključen na visokonapetostne elektrode 5, in napajanje Pretvornik 12 je preko krmilnega vhoda povezan s krmilnim sistemom 13, ki vam omogoča nadzor načina delovanja tega vira električnega polja. Natančneje, zmogljivost blokov 3, 4, 5, 6 skupaj tvori kombinirano napravo elektroosmotska črpalka in elektrostatični uparjalnik tekočine. Blok 6 omogoča nastavitev jakosti električnega polja od 1 kV/cm do 30 kV/cm. Naprava (sl. 2) predvideva tudi tehnično možnost spreminjanja razdalje in položaja ploščate mreže ali porozne elektrode 5 glede na uparjalnik 4 ter razdalje med ploščatima elektrodama 8 in 8-1. Opis hibridne kombinirane naprave v statiki (slika 3)

Ta naprava je za razliko od zgoraj razloženih dopolnjena z elektrokemičnim tekočim aktivatorjem, dvema paroma elektrod 5.5-1. Naprava vsebuje posodo 1 s tekočino 2, na primer vodo, dva porozna kapilarna stenja 3 z uparjalniki 4, dva para elektrod 5,5-1. Vir električnega polja 6, katerega električni potenciali so povezani z elektrodami 5.5-1. Naprava vsebuje tudi cevovod za zbiranje plina 7, ločilno filtrirno pregrado-diafragmo 19, ki deli vsebnik 1 na dva dela.Naprave so sestavljene tudi iz dejstva, da so električni potenciali nasprotnega predznaka iz visokonapetostnega vira 6 povezani z zgornjim delom. dve elektrodi 5 zaradi nasprotnih elektrokemičnih lastnosti tekočine ločeni z diafragmo 19. Opis delovanja naprav (sl. 1-3)

DELOVANJE KOMBINIRANIH GENERATORJEV NA GORIVO

Oglejmo si podrobneje izvedbo predlagane metode na primeru preprostih naprav (slika 2-3).

Naprava (slika 2) deluje na naslednji način: izhlapevanje tekočine 2 iz posode 1 poteka predvsem s toplotnim segrevanjem tekočine iz bloka 10, na primer z uporabo znatne toplotne energije iz izpušnega kolektorja motorja vozila. Disociacija molekul izhlapene tekočine, na primer vode, v molekule vodika in kisika poteka s silo, ki na njih deluje izmenično električno polje iz visokonapetostnega vira 9 v reži med dvema ravnima elektrodama 8 in 8. -1. Kapilarni stenj 3, uparjalnik 4, elektrode 5.5-1 in vir električnega polja 6, kot je že opisano zgoraj, pretvorijo tekočino v paro, drugi elementi pa skupaj zagotavljajo električno disociacijo molekul izhlapene tekočine 2 v reži med elektrodama 8.8. -1 pod delovanjem izmeničnega električnega polja iz vira 9 in s spreminjanjem frekvence nihanj in jakosti električnega polja v reži med 8,8-1 vzdolž vezja krmilnega sistema 16, ob upoštevanju informacij iz sestave plina senzorja, intenzivnost trka in drobljenja teh molekul (tj. stopnja disociacije molekul). Z reguliranjem jakosti vzdolžnega električnega polja med elektrodama 5.5-1 iz enote 12 pretvornika napetosti preko njenega nadzornega sistema 13 se doseže sprememba delovanja mehanizma 2 za dvigovanje in izparevanje tekočine.

Naprava (sl. 3) deluje na naslednji način: najprej se tekočina (voda) 2 v rezervoarju 1 pod vplivom razlike v električnih potencialih iz napetostnega vira 17, ki se nanaša na elektrode 18, razdeli skozi porozne diafragme 19 v "žive" - ​​alkalne in "mrtve" - ​​kisle frakcije tekočine (vode), ki se nato z elektroosmozo pretvorijo v stanje pare in zdrobijo svoje mobilne molekule z izmeničnim električnim poljem iz bloka 9 v prostoru med ploščate elektrode 8.8-1, dokler ne nastane vnetljiv plin. Če so elektrode 5,8 porozne iz posebnih adsorbentov, se v njih lahko kopičijo, kopičijo zaloge vodika in kisika. Potem je mogoče izvesti obratni postopek sproščanja teh plinov iz njih, na primer z njihovim segrevanjem, in v tem načinu je priporočljivo, da te elektrode postavite neposredno v rezervoar za gorivo, povezane na primer z žico za gorivo vozil. Opozorimo tudi, da lahko elektrode 5,8 služijo tudi kot adsorbenti za posamezne sestavine vnetljivega plina, na primer vodika. Material takšnih poroznih trdnih vodikovih adsorbentov je že opisan v znanstveni in tehnični literaturi.

IZVEDLJIVOST METODE IN POZITIVNI UČINEK NJENE IZVEDBE

Učinkovitost metode sem že dokazal s številnimi poskusi eksperimentalno. Zasnove naprav, prikazane v članku (sl. 1-3), so operativni modeli, na katerih so bili izvedeni poskusi. Za dokazovanje učinka pridobivanja gorljivega plina smo ga vžgali na izhodu iz zbiralnika plina (7) in izmerili toplotne in okoljske značilnosti procesa zgorevanja. Obstajajo poročila o preskusih, ki potrjujejo uporabnost metode in visoke okoljske lastnosti dobljenega plinastega goriva in izpušnih plinastih produktov njegovega zgorevanja. Poskusi so pokazali, da je nova elektroosmotska metoda disociacije tekočin učinkovita in primerna za hladno izhlapevanje in disociacijo v električnih poljih zelo različnih tekočin (vodno-gorivne mešanice, voda, vodne ionizirane raztopine, vodno-oljne emulzije in celo vodne raztopine fekalni organski odpadki, ki mimogrede po molekularni disociaciji po tej metodi tvorijo učinkovit, okolju prijazen gorljiv plin, praktično brez vonja in barve.

Glavni pozitivni učinek izuma je večkratno zmanjšanje stroškov energije (toplotne, električne) za izvedbo mehanizma izhlapevanja in molekularne disociacije tekočin v primerjavi z vsemi znanimi analognimi metodami.

Močno zmanjšanje porabe energije pri proizvodnji gorljivega plina iz tekočine, na primer emulzije vode in goriva, z izhlapevanjem električnega polja in drobljenjem njegovih molekul v molekule plina, se doseže zaradi močnih električnih sil električnega polja, ki delujejo na molekule v sami tekočini in na izparele molekule. Posledica tega je, da se proces izhlapevanja tekočine in proces fragmentacije njenih molekul v stanju pare močno poveča skoraj pri minimalni moči virov električnega polja. Seveda se z uravnavanjem intenzivnosti teh polj v delovnem območju izhlapevanja in disociacije molekul tekočine, bodisi električno bodisi s premikanjem elektrod 5, 8, 8-1, spreminja sila interakcije polj z molekulami tekočine, kar vodi do na regulacijo produktivnosti izhlapevanja in stopnje disociacije izhlapenih molekul. Eksperimentalno je bila prikazana tudi zmogljivost in visoka učinkovitost disociacije uparjene pare s prečnim izmeničnim električnim poljem v reži med elektrodama 8, 8-1 od vira 9 (sl. 2,3,4). Ugotovljeno je bilo, da za vsako tekočino v izhlapenem stanju obstaja določena frekvenca električnih nihanj danega polja in njegova jakost, pri kateri se proces cepitve molekul tekočine odvija najintenzivneje. Eksperimentalno je bilo tudi ugotovljeno, da dodatna elektrokemična aktivacija tekočine, na primer navadne vode, ki je njena delna elektroliza, izvedena v napravi (slika 3), in tudi poveča učinkovitost ionske črpalke (stenj 3-pospeševalni elektroda 5) in poveča intenzivnost elektroosmotskega izhlapevanja tekočine. Toplotno segrevanje tekočine, na primer s toploto vročih izpušnih plinov transportnih motorjev (slika 2), prispeva k njenemu izhlapevanju, kar vodi tudi do povečanja produktivnosti proizvodnje vodika iz vode in gorljivega gorivnega plina iz kakršne koli emulzije voda-gorivo.

KOMERCIALNI VIDIKI IMPLEMENTACIJE TEHNOLOGIJE

PREDNOST ELEKTROOSMOTSKE TEHNOLOGIJE V PRIMERJAVI Z MEYERJEVO ELEKTROTEHNOLOGIJO

V primerjavi z dobro znano in stroškovno najučinkovitejšo progresivno električno tehnologijo Stanleyja Meyerja za pridobivanje kurilnega plina iz vode (in Mayerjeve celice) /6/ je naša tehnologija naprednejša in produktivnejša, ker uporabljamo elektroosmotski učinek izhlapevanja in disociacije tekočine. Kombinacija z mehanizmom elektrostatike in ionske črpalke zagotavlja ne samo intenzivno izhlapevanje in disociacijo tekočine z minimalno in enako porabo energije, temveč tudi učinkovito ločevanje molekul plina iz območja disociacije in s pospeškom od zgornjega roba kapilar. . Zato v našem primeru sploh ni presejalnega učinka za delovno območje električne disociacije molekul. In proces ustvarjanja kurilnega plina se ne upočasni s časom, kot pri Mayerju. Zato je produktivnost plina naše metode pri enaki porabi energije za red velikosti višja od te progresivne analogne /6/.

Nekateri tehnični in ekonomski vidiki ter komercialne koristi in obeti za implementacijo nove tehnologije Predlagano novo tehnologijo bi lahko v kratkem času pripeljali do serijske proizvodnje tako visoko učinkovitih elektroosmotskih generatorjev gorivnih plinov iz skoraj katere koli tekočine, vključno z vodo iz pipe. Še posebej preprosto in ekonomsko smotrno je na prvi stopnji obvladovanja tehnologije izvesti možnost naprave za pretvorbo emulzij vode in goriva v kurilni plin. Stroški serijske naprave za proizvodnjo kurilnega plina iz vode z zmogljivostjo približno 1000 m³ / h bodo približno 1 tisoč ameriških dolarjev. Porabljena električna moč takšnega plinskega električnega generatorja ne bo večja od 50-100 vatov. Zato je tako kompaktne in učinkovite elektrolizerje goriva mogoče uspešno namestiti na skoraj vsako vozilo. Posledično bodo lahko toplotni motorji delovali na skoraj vseh tekočinah ogljikovodikov in celo na navadni vodi. Množična uvedba teh naprav v vozila bo povzročila močno energetsko in okoljsko izboljšanje vozil. To bo privedlo do hitrega ustvarjanja okolju prijaznega in varčnega toplotnega motorja. Približni finančni stroški za razvoj, ustvarjanje in fino nastavitev študije prve pilotne naprave za proizvodnjo kurilnega plina iz vode z zmogljivostjo 100 m³ na sekundo za pilotni industrijski vzorec znašajo približno 450-500 tisoč ameriških dolarjev. Ti stroški vključujejo stroške načrtovanja in raziskav, stroške same eksperimentalne postavitve in stojala za njeno testiranje in izboljšanje.

SKLEPI:

V Rusiji so odkrili in eksperimentalno raziskali nov elektrofizični učinek kapilarne elektroosmoze tekočin, »hladnega« energetsko nizkocenovnega mehanizma za izhlapevanje in disociacijo molekul katere koli tekočine.

Ta učinek obstaja v naravi samostojno in je glavni mehanizem elektrostatične in ionske črpalke za črpanje hranilnih raztopin (sokov) iz korenin v liste vseh rastlin, čemur sledi elektrostatično uplinjanje.

Nova učinkovita metoda za disociacijo katere koli tekočine z oslabitvijo in pretrganjem njenih medmolekularnih in molekularnih vezi z visokonapetostno kapilarno elektroosmozo je bila eksperimentalno odkrita in raziskana.

Na podlagi novega učinka je bila ustvarjena in testirana nova visoko učinkovita tehnologija za proizvodnjo gorivnih plinov iz poljubnih tekočin.

Predlagane so posebne naprave za energetsko učinkovito proizvodnjo gorivnih plinov iz vode in njenih spojin.

Tehnologija je uporabna za učinkovito proizvodnjo kurilnega plina iz vseh tekočih goriv in emulzij voda-gorivo, vključno s tekočimi odpadki.

Tehnologija je še posebej obetavna za uporabo v prometu, energetiki in drugih panogah. In tudi v mestih za odlaganje in koristno uporabo ogljikovodikovih odpadkov.

Avtorja zanima poslovno in ustvarjalno sodelovanje s podjetji, ki so pripravljena in sposobna ustvariti potrebne pogoje, da avtor pripelje do pilotnih industrijskih modelov in s svojimi investicijami uvede to obetavno tehnologijo v prakso.

CITIRANA LITERATURA:

1. Dudyshev V.D. "Rastline - naravne ionske črpalke" - v reviji "Mladi tehnik" št. 1/88
2. Dudyshev V.D. "Nova električna požarna tehnologija - učinkovit način za reševanje energetskih in okoljskih problemov" - revija "Ekologija in industrija Rusije" št. 3 / 97
3. Toplotna proizvodnja vodika iz vode "Kemijska enciklopedija", v.1, M., 1988, str.401).
4. Generator elektrovodika (mednarodna prijava po sistemu PCT -RU98/00190 z dne 07.10.97)
5. Generacija proste energije z razgradnjo vode v visoko učinkovitem elektrolitskem procesu, Zbornik "Nove ideje v naravoslovju", 1996, St. Petersburg, str. 319-325, ed. "Vrhunec".
6. Patent ZDA 4,936,961 Metoda proizvodnje gorivnega plina.
7. US patent 4,370,297 Metoda in naprava za jedrsko termokemično vodno presnovo.
8. US patent 4,364,897 Večstopenjski kemični in sevalni postopek za proizvodnjo plina.
9. Pat. US 4,362,690 Pirokemijska naprava za razgradnjo vode.
10. Pat. US 4,039,651 Termokemični proces zaprtega cikla, ki proizvaja vodik in kisik iz vode.
11. Pat. US 4,013,781 Postopek za proizvodnjo vodika in kisika iz vode z uporabo železa in klora.
12. Pat. US 3,963,830 Termoliza vode v stiku z zeolitnimi masami.
13. G. Lushcheikin “Polimerni elektreti”, M., “Kemija”, 1986
14. “Kemijska enciklopedija”, v.1, M., 1988, razdelki “voda”, (vodne raztopine in njihove lastnosti)

Dudyshev Valery Dmitrievich Profesor Samarske tehnične univerze, doktor tehničnih znanosti, akademik Ruske ekološke akademije

Izum se nanaša na vodikovo energetiko. Tehnični rezultat izuma je proizvodnja vodika z razgradnjo vode. Po izumu metoda za pridobivanje vodika iz vode vključuje razgradnjo vode pod vplivom električnega polja z uporabo vodnega koaksialnega kondenzatorja z izoliranimi ploščami, na katerega je dovedena visokonapetostna usmerjena napetost pulzne oblike, medtem ko Razgradnja vode na kisik in vodik poteka pod vplivom resonančnega elektromagnetnega polja, katerega frekvenca n-tega harmonika se približuje naravni frekvenci vode, energija razgradnje vode pa je vsota toplotne in minimalno porabljene električne energije vode. razgradnja. Patentirana je tudi naprava za izvajanje zahtevane metode. 2 n. in 1 z.p. f-ly, 1 ilustr.

Risbe k patentu RF 2456377

Izum se nanaša na tehniko pridobivanja vodika iz vode (vodikova energija) z elektrolizo in se lahko uporablja kot enota za pretvorbo toplotne energije pri zgorevanju vodika v mehansko energijo.

Znan motor Stanley Meyer, ki deluje na vodik, ki se pridobiva iz vode z njeno elektrolitsko razgradnjo (ameriški patent št. 5149507). Ta naprava vsebuje dva para koaksialno razporejenih elektrod, nameščenih v vodi, pri čemer en par nima stika z vodo. Na izolirane elektrode se nanese visoka napetost največ 10 kV in frekvenca 15-260 kHz. Konstantna nizkonapetostna napetost se uporablja za preostale elektrode za nevtralizacijo atomov vodika in kisika.

Na podlagi fizikalnega principa reverzibilnosti energije je za pridobitev na primer kubičnega metra vodika iz vode (pri 0 ° C in 101,3 kPa) potrebno porabiti 10,8 MJ / m 3 ali 2580 kcal / m 3 energije. , tj. toliko, kot se sprosti pri sežigu vodika pod enakimi pogoji. To pomeni, da pri zgorevanju kubičnega metra vodika dobimo 2580 kcal/s. V napravi Mailer se ne sprosti več kot 710 cal na sekundo, tj. 3600-krat manj.

Znano je, da je resonančna (naravna) frekvenca vode (50,8 in 51,3) 10 GHz, zato bo do resonance vode prišlo, če ima moteče delovanje določeno frekvenco, kar nikakor ni v skladu z električnim vezjem, ki ga je predstavil Meer .

Poleg tega naprava Mailer ne zagotavlja pogojev za absorpcijo toplote iz okolja in drugih virov toplote, na primer iz same vode, da bi nadomestili endotermni učinek reakcije razgradnje vode.

Cilj izuma je povečati produktivnost, učinkovitost, ekonomsko izvedljivost.

Za doseganje teh ciljev je potrebno povečati energijsko moč za opravljanje koristnega dela, pod pogojem, da električni krog deluje v resonančnem načinu ali čim bližje temu. Predpostavimo, da imamo nesinusno napajalno napetost, ki je polvalovna popravljena sinusna napetost. Nato bo resonančni pogoj na k-to harmonično komponento zapisan v obliki

X LK \u003d K L \u003d N 2 AKµ a/L=X CK =1/K C=d/KA a.

V našem primeru je (51)10 GHz resonančna frekvenca vode, kar pomeni, da je za k-ti harmonik K = (51) 10 GHz, od koder je = (51) 10 GHz/K.

Od koder se lahko frekvenca napajalne napetosti k-tega harmonika zmanjša za k-krat, vendar ostaja precej visoka. Za povečanje vhodne frekvence lahko uporabite metodo povečanja z dodajanjem frekvenc iz več napajalnih napetosti, ki so vzporedno povezane z resonančnim krogom, pod pogojem, da se amplitude vhodnih napetosti ne ujemajo, kar dosežemo s premikom njihovih faz za kot, ki izpolnjuje prvi pogoj. Treba je opozoriti, da je lahko induktivnost, pa tudi kapacitivnost resonančnega vezja, da se zagotovi največji površinski stik z vodo, sestavljena iz vzporedne, zaporedne ali mešane povezave elementov, kar zagotavlja enakomeren prenos specifične energije skozi prostornine, posledično pa se s povečanjem prostornine naprave ustvarjajo pogoji za povečanje produktivnosti oddajanja plinov zaradi povečane dobave toplotne in električne energije. Predpostavimo, da se na primer pri zgorevanju 1 litra vodika v delčku sekunde sprosti K kalorij toplote. Količina nastale vode bo približno 0,001 litra. Ti parametri ustrezajo meji prehodov HA3-VODA in VODA-PLIN, tj. so reverzibilni. To pomeni, da je treba za razgradnjo 0,001 litra vode brez porabe električne energije enakomerno razpršiti prostornino 1 litra in za isti čas prijaviti K kalorij toplote plus izgube. Kot lahko vidite, je razmerje med stroški električne in toplotne energije za razgradnjo vode odvisno od številnih parametrov in zahteva eksperimentalne raziskave. Pri prizadevanju za minimalno porabo električne energije je potrebno zaostriti energetske toplotne parametre, na primer nemožnost ustvarjanja visokega tlaka ali zahtevane toplotne moči pri enaki pričakovani zmogljivosti zahteva enakovredno nadomestilo za manjkajočo toplotno energijo z energijo elektromagnetno polje. Znano je, da zmanjšanje energije električnega polja pri resonanci spremlja povečanje energije magnetnega polja in obratno, to je: W=Wm+We=L1/2=CU/2=CONST. Zato, da ne izgubimo polovice energije, postavimo induktivnost v vodni kondenzator. Tako na molekule vode delujeta dve resonančni 90-stopinjski sili električnega in magnetnega polja, ki s toplotno energijo razcepita molekulo vode na vodik in kisik. S hkratnim delovanjem teh sil je potreben premik, na primer, faze magnetnega polja glede na električno polje za 90 stopinj, kar je mogoče doseči z napravami za premikanje faz.

Dobava toplotne energije za kompenzacijo endotermnega učinka med razgradnjo vode nastane zaradi kroženja vode (na primer s črpalko) v zaprtem krogu, preko naprave za razgradnjo vode, hladilnega telesa in naprave za dopolnjevanje izgub vode. med razgradnjo. Sprejemnik toplote je naprava z razvito površino, ki jo segreva sonce, ali (in) zagotavlja vbrizgavanje produktov zgorevanja v hladno vodo, na primer iz vodikovega motorja, s čimer zapre proces in znatno poveča učinkovitost. Naprava predlaganega vezja povečuje učinkovitost industrijske proizvodnje, omogoča uporabo tako v industrijskih energetskih napravah kot v cestnem in železniškem prometu. Pri ustvarjanju več vzporednih tokokrogov je možno izbrati toplotno energijo iz številnih virov.

Metoda pridobivanja vodika iz vode vključuje razgradnjo vode pod delovanjem električnega polja z uporabo vodnega koaksialnega kondenzatorja z izoliranimi ploščami, na katerega je priključena visokonapetostna usmerjena napetost pulzne oblike, razgradnjo vode v kisik in vodik nastane pod delovanjem resonančnega elektromagnetnega polja n-harmonika, ki se približuje lastni frekvenci vode, energija razgradnje vode pa je sestavljena iz toplotne in minimalno porabljene električne energije razgradnje vode.

V napravi za pridobivanje vodika iz vode je med ploščama kondenzatorja nameščena induktivnost, ki zagotavlja ločevanje in gibanje kisika in vodika skozi izhodne luknje, ki med seboj ne komunicirajo, plini pa se nevtralizirajo s prevodnimi mrežami, nameščenimi na izhod lukenj, ki so priključeni na vir konstantne napetosti, dovod toplotne energije pa poteka prek zaprtih vzporednih krogov, od katerih je vsak povezan z virom tuje toplotne energije, hladilno sredstvo pa je voda, ki kroži s pomočjo črpalka s spremenljivo zmogljivostjo, medtem ko je induktivnost in kapacitivnost resonančnega kroga sestavljena iz vzporedne, zaporedne in mešane električne povezave elementov .

Na sl. predstavljena je naprava, ki izvaja predlagano metodo. Naprava vsebuje telo 5, izdelano z brizganjem, na primer iz toplotno odpornega kopolimera, katerega dielektrična konstanta doseže 100.000 enot, ima vodoravne kanale, ki zagotavljajo dovod in odvod vode, ki so povezani s koaksialno nameščenimi kanali v pregrade, od katerih so napolnjene kondenzatorske plošče 1 in navitja induktivnosti 2. Koaksialni kanali z navpičnimi luknjami, vzdolž magnetnih silnic induktivnosti 2, so povezani z izhodi za plin s kovinskimi mrežami 4, na katere se nanaša konstantna napetost, ki zagotavlja nevtralizacijo vodikovih in kisikovih ionov. Ventili 3 zagotavljajo izhod plinov pri rahlem nadtlaku.

Naprava deluje na naslednji način. Ko se na elementa 1, 2 serijskega resonančnega kroga dovede visokofrekvenčna visokonapetostna napetost in se kanali napolnijo s krožečo ogrevano vodo, se voda zaradi električne in toplotne energije razgradi na kisikove in vodikove ione. Pod delovanjem magnetnega polja induktivnosti 2 se kisikovi in ​​vodikovi ioni ločijo v prostoru magnetnega polja in vsak plin ločeno prehaja skozi svoje kanale skozi kovinske mreže 4, kjer se nevtralizira in nevtralni plini vstopajo skozi ventil 3 za predvideni namen.

Prednost naprave v primerjavi s prototipom je, da je voda tudi nosilec toplotne energije. Povečanje električne energije na enoto prostornine vode kot posledica razvite kontaktne površine kapacitivnih plošč z vodo vodi do povečanja produktivnosti in učinkovitosti naprave. Namestitev induktorja v napravo povzroči povečanje zmogljivosti in učinkovitosti naprave. Naprava proizvaja ločevanje plinov (vodik in kisik). Ko se spremeni hitrost vode, je možno spremeniti produktivnost.

Naš planet se kopa v toku toplotne energije, ki prihaja iz Sonca, iz zemeljskega drobovja in iz človekove gospodarske dejavnosti. Človek ne obvlada dovolj te energije, zato je ta izum namenjen obvladovanju zgoraj navedene proste energije.

ZAHTEVEK

1. Postopek za pridobivanje vodika iz vode, vključno z razgradnjo vode pod vplivom električnega polja z uporabo vodnega koaksialnega kondenzatorja z izoliranimi ploščami, na katerega se nanaša visokonapetostna usmerjena napetost impulzne oblike, označena s tem, da Razgradnja vode na kisik in vodik poteka pod vplivom resonančnega elektromagnetnega polja, katerega frekvenca n-tega harmonika se približuje naravni frekvenci vode, energija razgradnje vode pa je vsota toplotne in minimalno porabljene električne energije. energija razgradnje vode.

2. Naprava, označena s tem, da je med ploščama kondenzatorja nameščena induktivnost, ki zagotavlja ločevanje in gibanje kisika in vodika skozi izhodne luknje, ki med seboj ne komunicirajo, nevtralizacija plinov pa se pojavi s pomočjo prevodne mreže, nameščene na izhodu iz lukenj, ki so priključene na vir konstantne napetosti, oskrba s toplotno energijo pa poteka prek zaprtih vzporednih tokokrogov, od katerih je vsak povezan z virom tuje toplotne energije, nosilec toplote pa je voda kroženje s pomočjo črpalke s spremenljivo zmogljivostjo.

3. Naprava po zahtevku 2, označena s tem, da je induktivnost in kapacitivnost resonančnega kroga sestavljena iz vzporednih, serijskih in mešanih električnih povezav elementov.

Predlagana metoda temelji na naslednjem:

1. Elektronska vez med atomi vodik in kisik zmanjšuje sorazmerno z naraščanjem temperature vode. To potrjuje praksa pri kurjenju suhega premoga. Pred kurjenjem suhega premoga ga zalijemo. Moker premog daje več toplote, bolje gori. To je posledica dejstva, da pri visoki temperaturi zgorevanja premoga voda razpade na vodik in kisik. Vodik izgoreva in daje premogu dodatne kalorije, kisik pa povečuje količino kisika v zraku v kurišču, kar prispeva k boljšemu in popolnejšemu zgorevanju premoga.
2. Temperatura vžiga vodika od 580 prej 590oC, mora biti razgradnja vode pod pragom vžiga vodika.
3. Elektronska vez med vodikovimi in kisikovimi atomi pri temperaturi 550oCše zadostuje za nastanek molekul vode, vendar so orbite elektronov že popačene, vez z atomi vodika in kisika je oslabljena. Da bi elektroni zapustili svoje orbite in se atomska vez med njimi razdrla, morate elektronom dodati več energije, vendar ne toplote, temveč energijo visokonapetostnega električnega polja. Nato se potencialna energija električnega polja pretvori v kinetično energijo elektrona. Hitrost elektronov v enosmernem električnem polju narašča sorazmerno s kvadratnim korenom napetosti, ki se uporablja za elektrode.
4. Do razgradnje pregrete pare v električnem polju lahko pride pri nizki hitrosti pare, taka hitrost pare pa pri temperaturi 550oC mogoče dobiti samo na odprtem prostoru.
5. Če želite pridobiti vodik in kisik v velikih količinah, morate uporabiti zakon o ohranitvi snovi. Iz tega zakona sledi: v kakšni količini je bila voda razpadla na vodik in kisik, v enaki količini bomo dobili vodo, ko se ti plini oksidirajo.

Možnost izvedbe izuma je potrjena z izvedenimi primeri v treh možnostih namestitve.

Vse tri možnosti inštalacij so izdelane iz enakih, enotnih izdelkov valjaste oblike iz jeklenih cevi.

Prva možnost
Naprava za delovanje in namestitev prve možnosti ( shema 1)

Pri vseh treh variantah se delovanje enot začne s pripravo pregrete pare v odprtem prostoru s temperaturo pare 550 o C. Odprti prostor zagotavlja hitrost po krogu razgradnje pare do 2 m/s.

Priprava pregrete pare poteka v toplotno obstojni jekleni cevi /starterju/, katerega premer in dolžina sta odvisna od moči napeljave. Moč naprave določa količino razgrajene vode, litrov / s.

En liter vode vsebuje 124 litrov vodika in 622 litrov kisika, glede na kalorije je 329 kcal.

Pred zagonom enote se zaganjalnik ogreje iz 800 do 1000 o C/ogrevanje se izvede na poljuben način/.

En konec zaganjalnika je zamašen s prirobnico, skozi katero vstopa dozirana voda za razgradnjo na izračunano moč. Voda v zaganjalniku se segreje do 550oC, prosto izstopa z drugega konca zaganjalnika in vstopi v razkrojno komoro, s katero je zaganjalnik povezan s prirobnicami.

V komori za razgradnjo se pregreta para razgradi na vodik in kisik z električnim poljem, ki ga ustvarjata pozitivna in negativna elektroda, ki ju napaja enosmerni tok z napetostjo 6000 V. Pozitivna elektroda je samo telo komore /cev/, negativna elektroda pa tankostenska jeklena cev, nameščena v središču telesa, po celotni površini katere so izvrtine s premerom 20 mm.

Cevna elektroda je mreža, ki ne sme ustvarjati upora za vstop vodika v elektrodo. Elektroda je pritrjena na telo cevi na pušah in preko istega priključka se dovaja visoka napetost. Konec cevi negativne elektrode se konča z električno izolacijsko in toplotno odporno cevjo za izstop vodika skozi prirobnico komore. Izhod kisika iz telesa razgradne komore skozi jekleno cev. Pozitivna elektroda /telo kamere/ mora biti ozemljena, pozitivni pol enosmernega napajalnika pa ozemljen.

Izhod vodik proti kisik 1:5.

Druga možnost
Naprava za delovanje in namestitev po drugi možnosti ( shema 2)

Namestitev druge možnosti je zasnovana za proizvodnjo velike količine vodika in kisika zaradi vzporedne razgradnje velike količine vode in oksidacije plinov v kotlih za pridobivanje visokotlačne delovne pare za elektrarne na vodik / v prihodnost WES/.

Delovanje naprave, tako kot v prvi različici, se začne s pripravo pregrete pare v zaganjalniku. Toda ta zaganjalnik se razlikuje od zaganjalnika v 1. različici. Razlika je v tem, da je na koncu zaganjalnika privarjena veja, v kateri je nameščeno parno stikalo, ki ima dva položaja - "start" in "delo".

Para, pridobljena v zaganjalniku, vstopi v toplotni izmenjevalnik, ki je namenjen prilagajanju temperature regenerirane vode po oksidaciji v kotlu / K1/ prej 550oC. Toplotni izmenjevalnik / to/ - cev, kot vsi izdelki z enakim premerom. Med prirobnice cevi so nameščene toplotno odporne jeklene cevi, skozi katere prehaja pregreta para. Cevi se pretakajo z vodo iz zaprtega hladilnega sistema.

Iz izmenjevalnika toplote pregreta para vstopi v razgradno komoro, popolnoma enako kot v prvi različici instalacije.

Vodik in kisik iz razgradne komore vstopita v gorilnik kotla 1, v katerem se vodik vžge z vžigalnikom - nastane bakla. Gorilnik, ki teče okoli kotla 1, ustvarja visokotlačno delovno paro v njem. Rep gorilnika iz kotla 1 vstopi v kotel 2 in s svojo toploto v kotlu 2 pripravlja paro za kotel 1. Neprekinjena oksidacija plinov se začne vzdolž celotnega obrisa kotlov po znani formuli:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + toplota

Zaradi oksidacije plinov se voda reducira in sprošča toplota. To toploto v napravi zbirajo kotli 1 in kotli 2, ki jo pretvarjajo v visokotlačno delovno paro. Rekuperirana voda z visoko temperaturo vstopi v naslednji izmenjevalnik toplote, iz njega v naslednjo komoro za razgradnjo. Takšno zaporedje prehoda vode iz enega stanja v drugo se nadaljuje tolikokrat, kolikor je potrebno, da iz te zbrane toplote prejmemo energijo v obliki delovne pare, da zagotovimo projektno zmogljivost. WES.

Ko prvi del pregrete pare obide vse produkte, da krogu izračunano energijo in izstopi iz zadnjega kotla 2 v krogu, se pregreta para pošlje skozi cev do parnega stikala, nameščenega na zaganjalniku. Stikalo za paro se premakne iz položaja "start" v položaj "delo", po katerem vstopi v zaganjalnik. Zaganjalnik je izklopljen /voda, ogrevanje/. Iz zaganjalnika pregreta para vstopi v prvi toplotni izmenjevalnik, iz njega pa v razkrojno komoro. V krogu se začne nov krog pregrete pare. Od tega trenutka naprej sta krog razgradnje in plazme zaprta vase.

Vodo porablja naprava samo za tvorbo visokotlačne delovne pare, ki jo jemlje iz povratnega kroga izpušne pare po turbini.

Pomanjkanje elektrarn za WES je njihova okornost. Na primer za WES na 250 MW je treba hkrati razgraditi 455 l vode v eni sekundi, kar bo zahtevalo 227 razgradne komore, 227 izmenjevalnikov toplote, 227 kotlov / K1/, 227 kotli / K2/. Toda takšno razsutje bo stokratno upravičeno le dejstvo, da je gorivo za WES samo voda bo, da o okoljski čistosti niti ne govorimo WES, poceni električna energija in toplota.

Tretja možnost
3. različica elektrarne ( shema 3)

To je popolnoma enaka elektrarna kot druga.

Razlika med njima je v tem, da ta enota deluje stalno iz zaganjalnika, razgradnja pare in zgorevanje vodika v kisikovem krogu ni zaprta vase. Končni izdelek v obratu bo izmenjevalnik toplote z razgradno komoro. Takšna razporeditev produktov bo omogočala pridobivanje poleg električne energije in toplote tudi vodika in kisika oziroma vodika in ozona. Elektrarna za 250 MW pri delovanju iz zaganjalnika bo porabil energijo za ogrevanje zaganjalnika, vodo 7,2 m3/h in vodo za tvorbo delovne pare 1620 m 3 / h / voda uporabljen iz povratnega kroga izpušne pare/. V elektrarni za WES temperatura vode 550oC. Tlak pare 250 pri. Poraba energije za ustvarjanje električnega polja na eno razgradno komoro bo približno 3600 kWh.

Elektrarna vklopljena 250 MW pri postavitvi izdelkov v štiri nadstropja bo zavzemal površino 114 x 20 m in višina 10 m. Brez upoštevanja površine za turbino, generator in transformator 250 kVA - 380 x 6000 V.

IZUM IMA NASLEDNJE PREDNOSTI

1. Toploto, pridobljeno z oksidacijo plinov, lahko uporabimo neposredno na mestu, vodik in kisik pa pridobimo z odlaganjem izpušne pare in industrijske vode.
2. Nizka poraba vode pri pridobivanju električne energije in toplote.
3. Enostavnost metode.
4. Velik prihranek energije, kot porabi se le za segrevanje zaganjalnika na stabilen toplotni režim.
5. Visoka produktivnost procesov, saj disociacija vodnih molekul traja desetinke sekunde.
6. Eksplozijska in požarna varnost metode, ker pri njegovi izvedbi ni potrebe po rezervoarjih za zbiranje vodika in kisika.
7. Med delovanjem naprave se voda večkrat prečisti in pretvori v destilirano vodo. S tem se odpravijo padavine in vodni kamen, kar podaljša življenjsko dobo napeljave.
8. Namestitev je izdelana iz navadnega jekla; z izjemo kotlov iz toplotno odpornih jekel z oblogo in zaščito sten. To pomeni, da posebni dragi materiali niso potrebni.

Izum lahko najde uporabo v industrijo z nadomeščanjem ogljikovodikov in jedrskega goriva v elektrarnah s poceni, razširjeno in okolju prijazno vodo, ob ohranjanju moči teh elektrarn.

ZAHTEVEK

Metoda pridobivanja vodika in kisika iz vodne pare, ki vključuje prehajanje te pare skozi električno polje, označen s tem, da se uporablja pregreta vodna para s temperaturo 500 - 550 o C, prešel skozi visokonapetostno električno polje enosmernega toka, da je paro ločil in ločil na atome vodika in kisika.

ALAMBIQ-ALFA

Esej

Prikazana je veljavnost glavnih določb, ki so podlaga za razvoj popolnoma nove metode za proizvodnjo vodika iz vode z uporabo kinetične in toplotne energije. Zasnova generatorja elektrovodika (EVG) je bila razvita in testirana. Med preskusi, pri uporabi elektrolita žveplove kisline pri hitrosti rotorja 1500 vrt./min., elektrolizo vode in sproščanje vodika (6 ...

Izvedena je bila analiza procesa razgradnje vode na kisik in vodik v procesu izpostavljenosti centrifugalni sili v generatorju. Ugotovljeno je bilo, da elektroliza vode v centrifugalnem generatorju poteka pod pogoji, ki se bistveno razlikujejo od tistih v običajnih elektrolizerjih:

Povečanje hitrosti gibanja in tlaka vzdolž polmera vrtečega se elektrolita

Možnost avtonomne uporabe EVG ne povzroča težav pri shranjevanju in transportu vodika.

Uvod

Poskusi v zadnjih 30 letih, da bi uporabili termokemične cikle za razgradnjo vode s cenejšo toplotno energijo, iz tehničnih razlogov niso dali pozitivnega rezultata.

Tehnologija za pridobivanje dokaj poceni vodika iz vode z uporabo obnovljivih virov energije in ponovno pridobivanje vode kot okolju prijaznega odpadka pri nadaljnji predelavi (pri zgorevanju v motorjih ali pri pridobivanju električne energije v gorivnih celicah) se je zdela neuresničljiva sanje, a z uvedbo v prakso centrifugalni električni generator vodika (EVG) bo postal realnost.

EVG je namenjen za proizvodnjo mešanice kisika in vodika iz vode z uporabo kinetične in toplotne energije. Segret elektrolit se vlije v vrteči se boben, v katerem med vrtenjem zaradi začetnega elektrokemičnega procesa voda razpade na vodik in kisik.

Model procesa razgradnje vode v centrifugalnem polju

Segret elektrolit se vlije v vrteči se boben, v katerem med vrtenjem zaradi začetnega elektrokemičnega procesa voda razpade na vodik in kisik. EVG razgrajuje vodo z uporabo kinetične energije zunanjega vira in toplotne energije segretega elektrolita.

Na sl. Slika 1 prikazuje diagram gibanja ionov, molekul vode, elektronov, molekul plinov vodika in kisika med elektrokemičnim procesom elektrolize vode v kislem elektrolitu (predpostavlja se, da vpliva porazdelitev molekul v prostornini elektrolita). z molekulsko maso ionov μ). Ko vodi dodamo žveplovo kislino in mešamo, pride do reverzibilne in enakomerne porazdelitve ionov v prostornini:

H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-, H + + H 2 O \u003d H 3 O +.

(1)

Raztopina ostane električno nevtralna. Ioni in molekule vode sodelujejo pri Brownovih in drugih gibanjih. Z začetkom vrtenja rotorja pod delovanjem centrifugalne sile pride do stratifikacije ionov in molekul vode glede na njihovo maso. Težji ioni SO 4 2- (μ=96 g/mol) in molekule vode H 2 O (μ=18 g/mol) se pošiljajo na rob rotorja. V procesu kopičenja ionov v bližini roba in nastajanja negativnega vrtljivega naboja nastane magnetno polje. Lažje pozitivne ione H 3 O + (μ=19 g/mol) in molekule vode (μ=18 g/mol) Arhimedove sile izpodrivajo proti gredi in tvorijo rotacijski pozitivni naboj, okoli katerega se oblikuje lastno magnetno polje. Znano je, da ima magnetno polje silo na bližnje negativne in pozitivne ione, ki še niso vključeni v območje nabojev v bližini rotorja in gredi. Analiza učinka sile magnetnega polja, ki nastane okoli teh ionov, kaže, da negativno nabiti ioni SO 4 2- jih magnetna sila pritisne ob rob, s čimer se poveča učinek centrifugalne sile nanje, kar povzroči aktivacijo njihovega kopičenja ob robu.

Sila vpliva magnetnega polja na pozitivno nabite ione H3O+ poveča delovanje Arhimedove sile, kar vodi do aktiviranja njihovega premika do gredi.

Elektrostatične sile odbijanja enakih nabojev in privlačnosti nasprotnih nabojev preprečujejo kopičenje ionov v bližini roba in gredi.

V bližini gredi se reakcija redukcije vodika začne pri ničelnem potencialu platinske katode φ + =0:

Vendar je redukcija kisika zakasnjena, dokler anodni potencial ne doseže φ - = -1,228 V. Po tem dobijo elektroni kisikovega iona priložnost, da preidejo v platinasto anodo (začne se tvorba molekul kisika):

2O - - 2e \u003d O 2.

(4)

Začne se elektroliza, elektroni začnejo teči skozi tokovni vodnik, SO 4 2- ioni pa začnejo teči skozi elektrolit.

Nastala plina kisik in vodik Arhimedova sila iztisne v območje nizkega tlaka v bližini jaška in nato skozi kanale, narejene v jašku, odvedeta ven.

Vzdrževanje električnega toka v sklenjenem tokokrogu in zelo učinkovit potek termokemičnih reakcij (1-4) sta možna, če so zagotovljeni številni pogoji.

Endotermna reakcija razgradnje vode zahteva stalen dovod toplote v reakcijsko cono.

Iz termodinamike elektrokemičnih procesov je znano [2,3], da je za razpad molekule vode potreben dovod energije:

.

Fiziki priznavajo, da strukture vode, tudi v normalnih pogojih, kljub dolgi študiji še niso razvozlali.

Obstoječa teoretična kemija ima resna nasprotja z eksperimentom, vendar se kemiki izogibajo iskanju vzrokov za ta nasprotja, mimo vprašanj, ki se porajajo. Odgovore nanje lahko dobimo iz rezultatov analize zgradbe vodne molekule. Tako je ta struktura predstavljena na sedanji stopnji njenega spoznanja (glej sliko 2).

Menijo, da jedra treh atomov molekule vode tvorijo enakokraki trikotnik z dvema protonoma, ki pripadata vodikovim atomom na osnovi (slika 3A), kot med osema H-O je α=104,5 o.

Te informacije o strukturi molekule vode niso dovolj, da bi odgovorili na vprašanja, ki so se pojavila, in odstranili ugotovljena protislovja. Izhajajo iz analize energij kemijskih vezi v molekuli vode, zato morajo biti te energije predstavljene v njeni strukturi.

Povsem naravno je, da je v okviru obstoječih fizikalno-kemijskih predstav o zgradbi molekule vode in procesu njene elektrolize za pridobivanje molekularnega vodika težko najti odgovore na zastavljena vprašanja, zato avtor predlaga lastne modele strukture molekule.

Izračuni in eksperimenti, predstavljeni v rezultatih, kažejo na možnost pridobivanja dodatne energije pri elektrolizi vode, vendar je za to potrebno ustvariti pogoje za uresničitev te možnosti.

Opozoriti je treba, da elektroliza vode v EVG poteka pod pogoji, ki se bistveno razlikujejo (in malo raziskani) od pogojev delovanja industrijskih elektrolizerjev. Tlak v bližini roba se približuje 2 MPa, obodna hitrost roba je okoli 150 m/s, gradient hitrosti v bližini vrteče se stene je dovolj velik, poleg tega pa delujeta elektrostatično in dokaj močno magnetno polje. V katero smer se bodo spremenili ΔH o, ΔG in Q pod temi pogoji, še ni znano.

Kompleksen problem je tudi teoretični opis procesa elektromagnetne hidrodinamike v elektrolitu EVG.

Na stopnji pospeševanja elektrolita je treba upoštevati viskozno interakcijo ionov in nevtralnih molekul vode pod vplivom centrifugalnih in lažjih komponent Arhimedove sile, medsebojnega elektrostatičnega odbijanja podobnih ionov, ko se med seboj približujejo. nastanek nabitih območij, učinek magnetne sile teh področij na gibanje nabitih ionov proti nabojem.

Pri enakomernem gibanju, ko se začne elektroliza, v vrtečem se mediju poteka aktivno radialno gibanje ionov (ionski tok) in nastajajočih plinskih mehurčkov, njihovo kopičenje v bližini gredi rotorja in odstranjevanje navzven, ločevanje paramagnetnega kisika in diamagnetnega vodika v magnetno polje, dobava (odstranitev) zahtevanih delov elektrolita in povezava vhodnih ionov v proces ločevanja naboja.

V najenostavnejšem primeru nestisljive adiabatno izolirane tekočine v prisotnosti pozitivno in negativno nabitih ionov ter nevtralnih molekul lahko ta proces opišemo (za eno od komponent) v naslednji obliki [9]:

1. Enačbe gibanja pod pogojem na zunanji meji (r=R, V-V pom):

¶ U/¶ t =(W× Ñ )U=-grad Ф+D (a × U+b × W),

¶ W/¶ t +(U× Ñ )W=-gradФ+D (a × W+b × U),

kjer je V hitrost medija, H je jakost magnetnega polja, U=V+H/(4× p×r) 0,5, W=V-H/(4× p×r) 0,5, Ф=P/r + (U-W) 2 /8, Р- tlak, r - srednja gostota, n , n m - kinematična in "magnetna" viskoznost, a =(n +n m)/2, b =(n -n m)/2.

2. Enačbe za kontinuiteto tekočine in zaprtje magnetnih silnic:

3. Enačba potencialnosti elektrostatičnega polja:

4. Enačbe kinetike kemijskih reakcij, ki opisujejo proces pretvorbe snovi (tip (1.3)), je mogoče opisati:

dC a /dτ \u003d v (C o.a -C a) / V e -r a,

kjer je C a koncentracija produkta kemijske reakcije A (mol / m 3),

v je hitrost njegovega gibanja, V e je prostornina elektrolita,

r a - hitrost pretvorbe reagentov v produkt kemijske reakcije,

Z o.a - koncentracija reagentov, ki se dovajajo v reakcijsko cono.

Na meji kovina-elektrolit je potrebno upoštevati kinetiko elektrodnih procesov. Nekateri procesi, ki spremljajo elektrolizo, so opisani v elektrokemiji (električna prevodnost elektrolitov, dejanje kemijske interakcije med trkom kemično aktivnih komponent itd.), Vendar še ni enotnih diferencialnih enačb obravnavanih procesov.

5. Postopek nastajanja plinske faze kot rezultat elektrolize je mogoče opisati s termodinamičnimi enačbami stanja:

y k =f(x 1,x 2,….x n,T),

kjer so y k notranji parametri stanja (tlak, temperatura T, specifična (molarna) prostornina), x i zunanji parametri zunanjih sil, s katerimi medij deluje (oblika volumna elektrolita, centrifugalno in magnetno polje). sile, pogoji na meji), vendar je proces premikanja mehurčkov v vrteči se tekočini še vedno slabo razumljen.

Opozoriti je treba, da so bile rešitve zgoraj podanega sistema diferencialnih enačb do sedaj pridobljene le v nekaj najpreprostejših primerih.

Učinkovitost EVG je mogoče pridobiti iz energetske bilance z analizo vseh izgub.

Pri enakomernem vrtenju rotorja z zadostnim številom vrtljajev se moč motorja N d porabi za:
premagovanje aerodinamičnega upora rotorja N a ;
izgube zaradi trenja v ležajih gredi N p ;
hidrodinamične izgube N gd med pospeševanjem elektrolita, ki vstopa v rotor, njegovo trenje proti notranji površini delov rotorja, premagovanje nasprotnega gibanja na gred plinskih mehurčkov, ki nastanejo med elektrolizo (glej sliko 1) itd .;
polarizacijske in ohmske izgube N om, ko tok teče v zaprtem krogu med elektrolizo (glej sliko 1);
ponovno polnjenje kondenzatorja N k, ki ga tvorijo pozitivni in negativni naboji;
elektroliza N w .

Po oceni vrednosti pričakovanih izgub je mogoče iz energetske bilance določiti delež energije N, ki smo ga porabili za razgradnjo vode na kisik in vodik:

N w \u003d N d -N a -N p -N gd -N om -N k.

Poleg električne energije je treba prostornini elektrolita dodati toploto z močjo N q \u003d N we × Q / D H o (glej izraz (6)).

Potem bo skupna moč, porabljena za elektrolizo:

N w = N we + N q .

Učinkovitost proizvodnje vodika v EVG je enaka razmerju med koristno pridobljeno vodikovo energijo N w in porabljeno energijo v motorju N d:

h \u003d N w ּk / N d

Kje Za upošteva še neznano povečanje zmogljivosti EHG pod vplivom centrifugalnih sil in elektromagnetnega polja.

Nedvomna prednost EHG je možnost njegove avtonomne uporabe, ko ni potrebe po dolgotrajnem skladiščenju in transportu vodika.

Rezultati testa EVG

Do danes sta bili uspešno testirani dve modifikaciji EVG, ki sta potrdili veljavnost razvitega modela procesa elektrolize in zmogljivost izdelanega modela EVG.

Pred preizkusi smo preverili možnost registracije vodika z analizatorjem plina AVP-2, katerega senzor reagira samo na prisotnost vodika v plinu. Vodik, ki se sprošča med aktivno kemijsko reakcijo Zn+H 2 SO 4 =H 2 +ZnSO 4, je bil doveden v AVP-2 z vakuumskim kompresorjem DS112 skozi vinilkloridno cev premera 5 mm in dolžine 5 m. Na začetni ravni odčitkov ozadja V o =0,02 % vol. AVP-2 po začetku kemijske reakcije se je volumska vsebnost vodika povečala na V=0,15 % vol., kar je potrdilo možnost detekcije plina v teh pogojih.

Med preskusi od 12. do 18. februarja 2004 je bila v ohišje rotorja vlita raztopina žveplove kisline, segrete na 60 ° C (koncentracija 4 mol / l), ki je rotor segrela na 40 ° C. Rezultati eksperimentalnih študij so pokazali, da naslednje:

1. Med vrtenjem elektrolita (s koncentracijo 4 mol / l) je bilo s centrifugalno silo mogoče ločiti pozitivne in negativne ione različnih molekulskih mas in oblikovati naboje na območjih, ločenih drug od drugega, kar je privedlo do pojav potencialne razlike med temi območji, ki zadostuje za začetek elektrolize, ko je tok zaprt v zunanjem električnem tokokrogu.

2. Ko so elektroni premagali potencialno oviro na meji kovina-elektrolit pri hitrosti rotorja n=1000…1500 rpm, se je začela elektroliza vode. Pri 1500 obratih na minuto je analizator vodika AVP-2 zabeležil izkoristek vodika V = 6...8 % vol. v pogojih sesanja zraka iz okolja.

3. Ko se je hitrost zmanjšala na 500 vrt/min, se je elektroliza ustavila in odčitki plinskega analizatorja so se vrnili na začetne vrednosti V 0 =0,02…0,1% vol.; s povečanjem hitrosti do 1500 vrt / min se je volumetrična vsebnost vodika spet povečala na V = 6 ... 8% vol ..

Pri vrtilni frekvenci rotorja 1500 o/min smo ugotovili povečanje donosa vodika za faktor 20 s povišanjem temperature elektrolita od t=17 o do t=40 o C.

Zaključek

1. Predlagana, izdelana in uspešno testirana naprava za preizkus veljavnosti nove predlagane metode razgradnje vode v polju centrifugalnih sil. Med vrtenjem elektrolita žveplove kisline (s koncentracijo 4 mol/l) v polju centrifugalnih sil je prišlo do ločitve pozitivnih in negativnih ionov različnih molekulskih mas in na drug od drugega razmaknjenih območjih so nastali naboji, kar privedlo do pojava potencialne razlike med temi območji, ki je zadostna za začetek elektrolize ob kratkem stiku v zunanjem električnem tokokrogu. Začetek elektrolize smo zabeležili pri številu vrtljajev rotorja n=1000 rpm.
   Pri 1500 obratih na minuto je analizator vodikovega plina AVP-2 pokazal sproščanje vodika v volumskem odstotku 6...8 vol.%.
2. Izvedena je bila analiza procesa razgradnje vode. Dokazano je, da lahko pod delovanjem centrifugalnega polja v vrtečem se elektrolitu nastane elektromagnetno polje in nastane vir električne energije. Pri določenih vrtljajih rotorja (po premaganju potencialne pregrade med elektrolitom in elektrodami) se začne elektroliza vode. Ugotovljeno je bilo, da elektroliza vode v centrifugalnem generatorju poteka pod pogoji, ki se bistveno razlikujejo od tistih v običajnih elektrolizerjih:
   - povečanje hitrosti gibanja in tlaka vzdolž polmera vrtečega se elektrolita (do 2 MPa);
   - aktivno vplivanje na gibanje ionov elektromagnetnih polj, ki jih povzročajo rotacijski naboji;
   - absorpcijo toplotne energije iz okolja.
   To odpira nove možnosti za povečanje učinkovitosti elektrolize.
3. Trenutno je v teku razvoj naslednjega učinkovitejšega modela EHG z možnostjo merjenja parametrov generiranega električnega toka, nastajajočega magnetnega polja, nadzora toka v procesu elektrolize, merjenja prostorninske vsebnosti izhajajočega vodika, njegovega delnega tlak, temperaturo in pretok. Uporaba teh podatkov bo skupaj z že izmerjeno električno močjo motorja in številom vrtljajev rotorja omogočila:
   - določiti energetsko učinkovitost EVG;
   - razviti metodologijo za izračun glavnih parametrov v industrijskih aplikacijah;
   - začrtati načine njegove nadaljnje izboljšave;
   - ugotoviti vpliv visokih tlakov, hitrosti in elektromagnetnih polj na elektrolizo, ki je še premalo proučena.
4. Industrijski obrat se lahko uporablja za proizvodnjo vodikovega goriva za pogon motorjev z notranjim zgorevanjem ali drugih energetskih in toplotnih naprav ter kisika za tehnološke potrebe v različnih panogah; pridobivanje eksplozivnega plina, na primer za plinsko-plazemsko tehnologijo v številnih panogah itd.
5. Nedvomna prednost EHG je možnost avtonomne uporabe, ko ni potrebe po tehnično zapletenem dolgoročnem skladiščenju in transportu vodika.
6. Tehnologija pridobivanja dovolj poceni vodika iz vode z uporabo odpadne nizkokakovostne toplotne energije in sproščanjem okolju prijaznih odpadkov (spet vode) ob poznejšem sežigu se je zdela neuresničljiva sanje, ki pa bo z uvedbo EVG v prakso postala resničnost .
7. Izum je prejel PATENT št. 2224051 z dne 20. februarja 2004.
8. Trenutno se patentira prevleka anode in katode ter elektrolita, kar bo več desetkrat povečalo produktivnost elektrolize.

Seznam uporabljenih virov

1. Frish S.E., Timoreva A.I. Tečaj splošne fizike, 2. zvezek, M.-L., 1952, 616 str.
2. Krasnov K.S., Vorobyov N.K., Godnev I.N. itd. Fizikalna kemija. elektrokemija. Kemijska kinetika in kataliza, M., Višja šola, 2001, 219 str.
3. Shpilrain E.E., Malyshenko S.P., Kuleshov G.G. Uvod v vodikovo energijo, 1984.10.
4. Putincev N.M. Fizikalne lastnosti ledu, sladke in morske vode, doktorska disertacija, Murmansk, 1995,
5. Kanarev F.M. Voda je nov vir energije, Krasnodar, 2000, 155s,
6. Zatsepin G.N. Lastnosti in struktura vode, 1974, 167 s,
7. Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Priročnik za fiziko, M., Nauka, 1971, 939 str.
8. Ekonomika nekonvencionalne proizvodnje vodika. Center za elektrokemijske sisteme in raziskave vodika, 2002, inženir, tamh, edutces/ceshr/center.
9. Prenosni večnamenski analizator vodika AVP-2, podjetje Alpha BASSENS, Oddelek za biofiziko, Moskovski inštitut za fiziko in tehnologijo, Moskva, 2003.

Datum objave: Prebrano: 60389 krat Več o tej temi