Устройство получения водорода из воды

Предложен новый оригинальный электроосмотический водородный генератор, содержащий полую камеру с водой, электроды, размещенные в воде, присоединенный к ним источник электроэнергии, дополненный капиллярами, размещенными вертикально в воде, с их верхними торцами выше уровня воды ,причем электроды выполнены плоскими, один из которых размещен под капиллярами, а второй электрод выполнен сетчатым и размещен над ними , причем источник электроэнергии выполнен высоковольтным и регулируемым по амплитуде и частоте, причем зазор между торцами капилляров и вторым электродом и параметры электроэнергии, подаваемой на электроды выбирают по условию обеспечения максимальной производительности по водороду, причем регуляторами производительности является регулятор напряжения упомянутого источника и регулятор зазора между капиллярами и вторым электродом.

ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

относится к теплоэнергетике, и к электрохимии а конкретнее, к водородной энергетике и может быть полезно использована для получения водорода, при сжигании которого можно получить много тепловой энергии из внутренней химической энергии воды посредством малозатратной диссоциации ее на Н2 и О2

Известны способ и устройства прямого электрохимического разложения (диссоциации) воды и водных растворов на водород и кислород путем пропускания через воду электрического тока. Их главное достоинство-простота реализации. Главные недостатки известного водородного генератора –устройства-прототипа –низкая производительность, значительные энергозатраты и низкий к.п.д. Теоретический расчет требуемой электроэнергии для выработки 1 м3 водорода из воды составляет 2,94 квт –час, что пока затрудняет использование данного способа получения водорода в качестве экологически чистого топлива на транспорте.( кн. ”Химическая энциклопедия”,т.1,м.,1988г.,с.401)

Наиболее близким устройством (прототипом) по конструкции и того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является водородный генератор, содержащий полую камеру с водой, электроды, размещенные в воде, присоединенный к ним источник электроэнергии (кн. ”Химическая энциклопедия”,т.1,м.,1988г.,с.401)

Сущность работы прототипа – известного водородного генератора состоит в электролитической диссоциации воды под действием электрического тока на Н2 и О2 .

Недостаток прототипа состоит в низкой энергетической эффективности устройства.

Целью данного изобретения является модернизация устройства для улучшения его энергетической эффективности

Технический результат, данной полезной модели состоит в техническом и энергетическом усовершенствовании известного устройства, необходимом для достижения поставленной цели.

Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство, содержащий полую камеру с водой, электроды, размещенные в воде, присоединенный к ним источник электроэнергии , дополнено капиллярами, размешенными вертикально в воде, с верхними торцами выше уровня воды ,причем электроды выполнены плоскими, один из которых размещены под капиллярами, а второй электрод выполнен сетчатым и размещен над ними , причем источник электроэнергии выполнен высоковольтным и регулируемым по амплитуде и частоте , причем зазор между торцами капилляров и вторым электродом и параметры электроэнергии, подаваемой на электроды выбирают по условию обеспечения максимальной производительности по водороду, причем регуляторами производительности является регулятор напряжения упомянутого источника и регулятор зазора между капиллярами и вторым электродом .

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА В СТАТИКЕ

Устройство для получения водорода из воды (риг.1) состоит из диэлектрической емкости 1, с налитой в нее жидкости 2 (водо-топливной эмульсии или обычной воды), из тонко пористого капиллярного материала, например, волокнистого фитиля 3, погруженного в эту жидкость и предварительно смоченного в ней, из верхнего испарителя 4, в виде капиллярной испарительной поверхности с переменной площадью в виде непроницаемого экрана(на фиг1 не показан).

В состав данного устройства входят также высоковольтные электроды 5,5-1,электрически присоединенные в разноименным выводам высоковольтного регулируемого источника знакопостоянного электрического поля 6, причем один из электродов 5 выполнен в виде дырчато-игольчатой пластины, и размещен подвижно над испарителем 4, например, параллельно ему на расстоянии, достаточном для предотвращения электрического пробоя на смоченный фитиль 3, механически соединенный с испарителем 4.

Другой высоковольтный электрод (5-1), электрически подключенный по входу, например, к “+” выводу источника поля 6, своим выходом механически и электрически присоединен к нижнему концу пористого материала, фитиля 3, почти на дне емкости 1. Для надежной электроизоляции электрод защищен от корпуса емкости 1 проходным электроизолятором 5-2. Заметим, что вектор напряженности данного электрического поля, подаваемого на фитиль3 от блока 6 направлен вдоль оси фитиля – испарителя 3 .Устройство дополнено также сборным газовым коллектором 7.

По существу, устройство, содержащее блоки 3, 4, 5, 6, является комбинированным устройством электроосмотического насоса и электростатического испарителя жидкости 2 из емкости 1.. Блок 6 позволяет регулировать напряженность знакопостоянного (“+”,”-“) электрического поля от 0 до 30 кВ/см. Электрод 5 выполнен дырчатым или пористым для возможности пропускания через себя образуемого пара.

В устройстве (фиг.1) предусмотрена также техническая возможность изменения расстояния и положения электрода 5 относительно поверхности испарителя 4. В принципе для создания требуемой напряженности электрического поля вместо электрического блока 6 и электрода 5 можно использовать полимерные моноэлектреты (см. кн, Г.Лущейкина “Полимерные электреты”, М.,”Химия”,1986г.).

Для этого выполняют электроды 5 и 5-1 в виде моноэлектретов, имеющих разноименные электрические знаки. Тогда в случае применения таких устройств-электродов 5 и размещения их, как было пояснено выше, необходимость в специальном электрическом блоке 6 вообще отпадает.

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА РАБОТЫ УСТРОЙСТВА (РИС.1)

Вначале наливают в емкость 1 воду или водо-топливную смесь(эмульсию)2, предварительно смачивают ею фитиль 3 и пористый испаритель 4. Затем включают высоковольтный источник напряжения 6 и подают высоковольтную разность потенциалов к системе (фитиль3-испаритель4 ) через электроды 5-1 и 5, причем размещают пластинчатый дырчатый электрод 5 выше поверхности испарителя 4 на расстояние, достаточное для предотвращения электрического пробоя между электродами 5 и 5-1. В результате, вдоль капилляров фитиля 3 и испарителя 4 под действием электростатических сил продольного электрического поля дипольные поляризованные молекулы жидкости двигаются из емкости в направлении к противоположному электрическому потенциалу электрода 5 (электроосмос), срываются этими электрическими силами поля с поверхности испарителя 4 и превращаются в пар(туман), т.е. жидкость переходит в другое агрегатное состояние при минимальных энергозатратах источника электрического поля(6).и по ним начинается электроосмотический подъем данной жидкости.

В процессе отрыва и столкновения между собой испаренных молекул жидкости с молекулами воздуха и озона, электронами в зоне ионизации между испарителем 4 и верхним электродом 5 происходит частичная диссоциация с образованием горючего газа.

Далее этот газ поступает через газосборник 7 , например, в камеры сгорания двигателя автотранспорта. В состав этого горючего газа входят молекулы водорода (Н2), кислорода(О2), органические молекулы топлива и др. Экспериментально показано, что интенсивность процесса испарения и диссоциации молекул ее пара изменяются от изменения расстояния электрода 5 от испарителя 4, от изменения площади испарителя, от вида жидкости , качества капиллярного материала фитиля 3 и испарителя 4 и параметров электрического поля от источника 6.(напряженности, мощности ).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Устройство для получения водорода из воды, содержащий полую камеру с водой, электроды, размещенные в воде, присоединенный к ним источник электроэнергии отличающееся тем что оно дополнено капиллярами, размещенными вертикально в воде, с их верхними торцами выше уровня воды ,причем электроды выполнены плоскими, один из которых размещен под капиллярами, а второй электрод выполнен сетчатым и размещен над ними , причем источник электроэнергии выполнен высоковольтным и регулируемым по амплитуде и частоте , причем зазор между торцами капилляров и вторым электродом и параметры электроэнергии, подаваемой на электроды выбирают по условию обеспечения максимальной производительности по водороду, причем регуляторами производительности является регулятор напряжения упомянутого источника и регулятор зазора между капиллярами и вторым электродом.

Дата: 21.03.2010
Автор: Валерий Дудышев
Правила републикации материала