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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2277138

Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff

Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff

Name des Erfinders: Kanarev Philip M. (RU); Tlishev Adam Izmailovich (RU)
Der Name des Patentinhabers: Kuban Staatliche Agraruniversität (RU)
Korrespondenzanschrift: 350044, Krasnodar, ul. Kalinina, 13, KGAU, FEC
Startdatum des Patents: 2004.02.02

Die Erfindung bezieht sich auf die physikalischen und chemischen Technologien für Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser zu erzeugen. Die Vorrichtung weist einen zylindrischen Körper aus einem leitenden Material ist und als die Anode hergestellt. Die obere Kappe hat ein axiales Loch, eine konische Vertiefung mit einer Unterseite und eine ringförmige Nut um den oberen Teil des zylindrischen Körpers aufzunehmen. Die untere Abdeckung hat eine axiale Bohrung und konzentrische kreisförmige Nuten, die zylindrischen Körper und zylindrischen Elektroden aufzunehmen. Kathodenstab in die Vorrichtung eingeführt, indem es durch die axiale Öffnung der unteren Abdeckung Einfädeln. Der Körper, die oberen und unteren Deckel verschraubt. Die Anode und Kathode sind mit einer Stromquelle Erzeugungsimpulse verbunden. Technische Wirkung - eine Reduzierung der Energiekosten für Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser zu erhalten.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf die physikalische und chemische Technik und Technologie für die Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff.

Es gibt technische Geräte (siehe Holstein AB, Serebryansky FZ Betrieb Elektrolyse-Anlagen zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff. M:.. "Energie", 1969) von Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen.

Technische Lösung ist bekannt (vgl. US-Patent №969214 1,2 bis 25, 1976), mit einem Gehäuse, Düseneingangsarbeitslösung Transkonduktanzzelle Anode mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden ist, eine Kathode mit einer negativen Energiequelle verbunden ist.

und der Stand der Technik (siehe. Das britische Patent №1139614, Kl. C 01 B 13/06, 08.01. 1969), mit einem Gehäuse aus einem dielektrischen Material mit einem Durchgangsloch, eine Steilheit Zellverbindungen für Ein- und Ausgabe der Arbeitslösung, die Anode mit dem positiven Pol der Stromquelle und mit ihrer Kathode mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden ist.

Nachteilig bei diesen und anderen ähnlichen Erfindungen ist, dass Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung von Verfahren unwirtschaftlich hohen Strom elektrolytische Dissoziation von Wassermolekülen zu erzeugen.

Eine Vorrichtung zur thermischen Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff (siehe russischen Patent №2175027 Cl C 02 F 1/46, 2001 ...) zu erhalten, ein Gehäuse mit einem unteren zylindrischen tide Bestehend aus und der unteren Abdeckung, aus dielektrischem Material hergestellt ist; Kammer für Dampfkondensation; eine Anode mit der positiven Energiequelle und einer Kathode mit der negativen Spannungsquelle und einem Anschluß verbunden, um die Lösung eintritt.

Der Nachteil dieser Erfindung ist, dass Wasserstoff und Sauerstoff trudnoreguliruemaya Plasma zur Herstellung als Quelle für thermische Dissoziation von Wassermolekülen eingesetzt.

Technische Lösung des Problems ist die Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff ökonomisch niedrigen Strom durch die elektrolytische Zersetzung von Wassermolekülen zu Wasserstoff und Sauerstoff.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff, die einen zylindrischen Körper umfasst, Düsen zum Eingeben der Arbeitslösung und O Gasen, die Anode und die Kathode geschaltet jeweils mit den positiven und negativen Pol der Stromquelle, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus leitfähigem Material führt eine Anode, äußeren Abdeckung aus isolierendem Material hergestellt ist, ein axiales Loch hat, eine konische Vertiefung mit einer Unterseite und eine ringförmige Nut um den oberen Abschnitt des Gehäuses, der unteren Abdeckung, und aus einem dielektrischen Material, das eine axiale Gewindebohrung und konzentrischen kreisförmigen Nuten zur Aufnahme in den Körper zur Aufnahme und zylindrischen Elektroden, die Kathodenstange in eine zylindrische Form mit Hilfe des Gewindes in der axialen Öffnung der Bodenabdeckung, die Vorrichtung eingesetzt ist, die untere und obere Deckel verschraubt, und das Gerät ist mit einer Energiequellenerzeugungsimpulsen verbunden.

Gemäß der Patent- und technischen Literatur hat keinen ähnlichen Satz von Merkmalen in dem der deutlich reduzierten Energieverbrauch für die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser, gefunden, die eine Anzeige von erfindungsgemäßen Vorschläge gibt.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, die eine allgemeine Ansicht der Vorrichtung zeigt.

Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff

Eine Vorrichtung zum Wasserstoff und Sauerstoff Herstellung umfaßt einen zylindrischen Körper 1, der aus einem leitenden Material, - Stahl obere Abdeckung 2 aus einem dielektrischen Material hergestellt ist und mit einer axialen Bohrung 3 und einen unteren konischen Hohlraum 4. Der untere Deckel 5 aus dielektrischem Material hat eine axiale Gewindebohrung und konzentrisch Rillen zum Einsetzen des zylindrischen Körpers 1 und den zylindrischen Elektroden 6, 7, usw., aus Stahl. Die Anzahl ist nicht auf die zylindrischen Elektroden nicht beschränkt ist. Der Spalt zwischen den zylindrischen Elektroden müssen einen Wert von 1,2-1,5 mm aufweisen. Zylindrische Kathode 8 als Stab aus Stahl, in die Vorrichtung durch das Gewinde 9 durch das axiale Loch der unteren Abdeckung eingesetzt 5. Das Gehäuse 1, der obere Deckel 2 und der untere Deckel 5 10 verschraubt mit Muttern 11. Die Lösung in die Vorrichtung durch das Rohr 12 zugeführt und die entstehende Gase bei 13 gehalten: Wasserstoff und Sauerstoff durch die axiale Bohrung 3 der oberen Abdeckung 2 abgeführt wird.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Zunächst ist es mit der Elektrolytlösung durch die Leitung 12 auf ein Niveau 13. Der Körper 1 wirkende gefüllt, wie eine Anode mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden ist. Die Kathode 8 ist mit dem negativen Pol der Stromquelle verbunden ist. Wobei die innere zylindrische Oberfläche der Anodenelektrode Funktionen arbeiten und die äußere - die Funktion von Kathoden. Die Stromversorgung erzeugt Spannungsimpulse und Strom.

Nach dem Einschalten der Netzspannung und zunehmender bis 2 V (ungefähr) je eine Anode und eine Kathodenstromstärke wesentlich größer ist als seine Arbeitswert. Da das Gerät geladen wird, wird der Strom auf 0,02 A (ungefähr) reduziert. Dann setzt er die vorbestimmte Impulsfrequenz (300 Hz) und die Werte von Spannung und Strom auf einen vorbestimmten Wert auszurichten.

Sobald der Prozess hergestellt ist, beginnt sie ein Ausgasen, die leicht von den entwickelten Gasblasen beobachtet. Wenn das Gerät für mindestens 10 Minuten gearbeitet, vom Netz zu trennen, wird die Freisetzung von Gasen für mehr als 2 Stunden fortgesetzt und nach und nach ausgelöscht, aber ohne vollständig gestoppt wird. Am Eingang der Vorrichtung ist es immer ein kleines elektrisches Potential. Ein Wert von Null erhält keinen Monat oder mehr.

Als Labormodell des niedrigen Strom Elektrolyseur Zelle erzeugt kleine Menge an Gasen, die zuverlässigste Verfahren zur Bestimmung der Menge eines Verfahrens der Bestimmung der Gewichtsänderung der Lösung während des Experiments und weitere Berechnung der freigesetzten Wasserstoff und Sauerstoff zu bestimmen.

Die Erfindung beruht auf dem bekannten Verfahren, die Zersetzung von Wassermolekülen zu Wasserstoff und Sauerstoff durch Photosynthese. Wasserstoffatome werden als Verbindungsglieder in der Bildung von organischen Molekülen und Sauerstoff in die Atmosphäre verwendet. Wenn eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der die Bedingungen der Zersetzung von Wassermolekülen zu Wasserstoff und Sauerstoff an die Bedingungen ähnlich sein bei der Photosynthese vorherrschenden, sollte man eine deutliche Verringerung der Strom erwarten, in dem der Prozess. Als Bedingungen für die Bildung von organischen Molekülen wird, weggelassen werden und wird die Wasserstoff und Sauerstoff aus einem solchen Verfahren resultierende zugeordnet werden. Zahlreiche Versuche haben gezeigt, dass der geringe Stromwasserelektrolyseverfahren unter den folgenden Bedingungen durchgeführt. Die erste - mit geringer Dichte der Elektrolytlösung. Die zweite - eine kleine (1,2-1,5 mm), erzeugt der Abstand zwischen den Elektroden, die Bedingungen für die Polarisation der Wassercluster von Wassermolekülen und Ionen. Hiermit endet die positiv geladenen Clusterketten seiner Wassermolekülen und Ionen zu der Kathode wandern, während negativ - zur Anode. Als Ergebnis reduziert die elektrischen Impulse entlang dieser Ketten wirken, die Energie für die Abtrennung von Wassermolekülen zu Wasserstoff und Sauerstoff erforderlich. Die dritte - die Isolierung von einer der kurzen Seiten der Elektroden über die Möglichkeit des Durchtritts der Elektrolytlösung zwischen ihnen erhöht die Wirkung der Impuls Aktionen auf den Wassermolekülen. Diese Funktion wird von der unteren Kappe, hergestellt aus einem dielektrischen Material mit zylindrischen Nuten ausgeführt, in die fest eingesetzt sind: einem zylindrischen Körper und zylindrischen Elektroden.

Da die Durchführung der oben genannten Bedingungen führt zu der Tatsache, dass eine solche Vorrichtung die Eigenschaften eines Kondensators übernimmt, dann, wenn es keine elektrolytische Prozesse, würde die Ladung dieses Kondensators konstant bleiben. Jedoch führt die Anwesenheit von Zersetzung der elektrolytischen Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff auf die Tatsache, daß die Kapazität der elektrolytischen Vorrichtungen wie ein Kondensator abnimmt, und die Elektrolyse allmählich schwindet nach einem Stromausfall. Wenn Sie also eine geladene Elektrolyt-Einheit beginnen sollte wieder aufgeladen werden. Und es ist nicht eine konstante Spannung und Puls. Dies impliziert einen vierten Zustand - das pulsierende elektrische Potential, das Gerät aufgeladen und gleichzeitig die auf das Wassermolekül und dessen Ionen.

Zusammengenommen führen diese Bedingungen auf die Tatsache, dass der Prozess der elektrolytischen Zersetzung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff für mehrere Stunden vom Netz getrennt nach fortgesetzt. Daraus folgt, dass, um die anfängliche Intensität der Emission des Gases zu halten, die leicht in den Austrittsgasblasen beobachtet wird, müssen elektrolytische Vorrichtung ständig aufgeladen werden. So ist die Prozessfluss für die Wasserelektrolysespannung zwischen der Anode und der Kathode bleibt bei etwa 2 V. Experiments konstant haben gezeigt, dass diese Menge um das Gerät halten muss Impulse, deren Mittelwert je eine Anode und eine Kathode nachgeladen werden nur etwa 0,01 B. die Strommenge ist etwa gleich 0,02 A. Als Ergebnis ist die elektrolytische Vorrichtung besteht aus einer Anode und einer Kathode, implementiert Wasserelektrolyseverfahren bei einer Stromversorgungseinheit, die ungefähr gleich 0,0002 Watt. Das gibt Grund zu der Annahme, dass in einer solchen Anordnung die Wasserelektrolyseverfahren dem gleichen Verfahren ähnlich ist, während der Photosynthese nehmen.

Das Vorstehende gibt Anlass zu behaupten, dass niedrige Strom Wasser-Elektrolyseverfahren ist eine neue, sehr kostengünstige Möglichkeit, Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser zu erzeugen.

Es ist bekannt, daß das Grammatom bis Atommasse des Stoffes gleich ist, und gram-molecule - molekulare Substanzen. Beispielsweise ist ein Mol Wasserstoff in einem Wassermolekül gleich zwei Gramm und das Grammatom Sauerstoffatom - 16 Gramm. Mole von Wasser zu 18 Gramm gleich. Da die Masse an Wasserstoff in dem Wassermolekül ist 2 × 100/18 11,11% = und die Masse von Sauerstoff - 16 × 100/18 = 88,89%, das gleiche Verhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff in einem Liter Wasser enthielt. Das bedeutet, daß 1.000 g Wasser enthielt 111,11 g und 888,89 Gramm Wasserstoff Sauerstoff.

Ein Liter Wasserstoff wiegt 0,09 Gramm, während ein Liter Sauerstoff -. 1,47 g. Dies bedeutet, dass ein Liter Wasser ist es möglich, 111,11 / 0,09 = 1234,44 Liter zu erhalten Wasserstoff und 888,89 / 604,69 = 1,47 Liter Sauerstoff. Daraus folgt, dass ein Gramm Wasser 1,23 Liter Wasserstoff enthält.

Der Stromverbrauch bis 1000 Liter Wasserstoff ist 4 kWh und pro Liter - 4 Wh. Da ein Gramm Wasser kann 1.234 Liter Wasserstoff erhalten werden, dann die Wasserstoffproduktion von einem Gramm Wasser verbraucht heute 1.234 × 4 = 4,94 Wh. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle dargestellt.

Tabelle
Versuchsergebnisse
Indikatoren Summe
1 - Dauer des Betriebs der Zelle, die in dem Netzwerk Stunde 6.0
2 - Voltmeters V, V; 5.00
2 '- Zellenspannung auf das Zeugnis eines Oszilloskops V Lade', V; 0,06
3 - Amperemeter I, amp; 0,02
3 '- ein Beweis für das Oszilloskop, I', amp; 0,02
4 - Energieverbrauch auf dem Volt- und Amperemeter (P = V × I × ), Wh; 0,60
4 '- Energieverbrauch der elektrolytischen aufladen (P' = V '× I' × ) Wh; 0.007
5 - Änderung der Masse der Lösung m, g 0,40
7 - die Masse des verdunsteten Wassers m ', Gramm 0,06
8 - Gewässer geleitet in Gase, m '' = m-m ', Gramm 0.34
9 - pro Gramm Wasser Energieverbrauch, in Gasen vorbei, auf dem Volt- und Amperemeter E = P / m '', Wh / Gramm Wasser; 1,76
9 '- Energieverbrauch pro Gramm Wasser in Gase übergeben, nach Aussage des Oszilloskops E' = P '/ m' ', Wh / Gramm Wasser; 0,02
10 - vorhandene Energie pro Gramm des Wasserflusses vorbei in Gase E '', Wh / g. Wasser 4,94
11 - Reduzierung des Energieverbrauchs zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser unter Aussagen des Voltmeters und Amperemeter K = E '' / E Zeiten; 2,80
11 '- Reduzierung des Energieverbrauchs zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser unter Indikationen Oszilloskop R' = E '' / E 'Zeit; 247,0
12 - die Anzahl der freigesetzte Wasserstoff M = 0,34 × 1,23 × 0,09 = 0.038, gram 0.038
13 - der Energiegehalt des Wasserstoffs (W = 0,06 × 142 / 3,6) = 2,36, Wh 1,48
14 - Energieeffizienz von Wasser-Elektrolyseverfahren auf dem Volt- und Amperemeter (B × 100 / P),%; 246,7
14 '- Energieeffizienz der Wasserelektrolyse auf das Zeugnis des Oszilloskops (B × 100 / P'),%; 21.142,8

FORDERUNGEN

Eine Vorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoff und Sauerstoff, umfassend einen zylindrischen Körper, Düsen zum Eingeben der Arbeitslösung und O Gasen, die Anode und die Kathode geschaltet jeweils mit den positiven und negativen Pol der Stromquelle, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper aus elektrisch leitendem Material als Anode dient, einer oberen Abdeckung gemacht aus einem dielektrischen Material, hat ein axiales Loch, eine konische Vertiefung mit einer Unterseite und eine ringförmige Nut um den oberen Abschnitt des Gehäuses, der unteren Abdeckung, und aus einem dielektrischen Material, hat eine axiale Gewindebohrung und konzentrischen kreisförmigen Nuten zur Aufnahme des Gehäuses und der zylindrischen Elektroden, die Stange aufzunehmen zylinderförmigen Kathode durch das Gewinde in das axiale Loch der unteren Abdeckung eingesetzt ist, die Vorrichtung, die untere und obere Deckel verschraubt ist das Gerät an eine Energiequellenerzeugungsimpulsen verbunden.

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Erscheinungsdatum 02.03.2007gg