CZ201147A3 - Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu - Google Patents
Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ201147A3 CZ201147A3 CZ20110047A CZ201147A CZ201147A3 CZ 201147 A3 CZ201147 A3 CZ 201147A3 CZ 20110047 A CZ20110047 A CZ 20110047A CZ 201147 A CZ201147 A CZ 201147A CZ 201147 A3 CZ201147 A3 CZ 201147A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanoelectrodes
- hydrogen
- electrolyzer
- cathode surface
- layer
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 6
- 241000237536 Mytilus edulis Species 0.000 claims description 2
- 235000020638 mussel Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 4
- -1 hydrogen (H +) ions Chemical class 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
Vynález se týká elektrolyzéru osazeného nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu, kde elektrolyzér (1) osazený nanoelektrodami, obsahující soustavu nanoelektrod (4), z nichž jejich katodová plocha (10) je pokryta vrstvou (5) nanocástic, zejména listy grafenu, jsou od sebe oddelené tesnícími muzikusy (3), pricemž celý vnitrní mezielektrodový prostor systému elektrod (4) je uzavren uzavíracími cely (2) elektrolyzéru (1), pricemž tento vnitrní mezielektrodový prostor systému elektrod (4) obsahuje podprostor vyplnený elektrolytem, který je prímo v jednom celku spojený s prostorem komory (7) pro odvádení vodíku a kyslíku, která je napojena výstupním potrubím vodíku a kyslíku do bubléru (13), pricemž do tohoto vnitrního mezielektrodového prostoru systému elektrod (4) je dále napojen vstup (9) vody. Elektrolyzér (1) osazený nanoelektrodami (4), kde v uzavíracím cele (2) je zabudován vodoznak (12) pro kontrolu výšky hladiny vody pritékající z vstupu (9) vody. Krajní nanoelektrody (4) elektrolyzéru (1) jsou opatreny výstupy jako katodová plocha (10) a anodová plocha (11) k pripojení zdroje elektrického proudu.
Description
Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu
Oblast techniky
Uvedené řešení je v oblasti využití vodíkových generátorů s výstupem ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku v oblasti spalovacích motorů na kapalná paliva, plynových motorů, plynových kotlů, kotlů na pevná paliva, plynových turbín, za účelem dosažení vyšší účinnosti motoru, snížení spotřeby paliva a produkce toxických plynů, kde principem navrhovaného technického řešení je dosažení výrazného zvýšení produkce ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku, při stejném množství spotřebované elektrické energie a tím k velmi výraznému zvýšení účinnosti motoru, výraznému snížení spotřeby paliva a snížení produkce toxických plynů.
Dosavadní stav techniky
V současné době není v České republice ani v ostatních státech světa známo navrhované technické řešení elektrolyzérů se specifickými nanoelektrodami, tedy elektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu, které jsou složené pouze z jedné nebo dvou vrstev atomů uhlíku, uspořádaných do pravidelné hexagonální struktury, za účelem dosažení výrazného zvýšení jejich účinné plochy a tedy současně i efektivnějšího procesu elektrolýzy.
Využití nanočástic, v oblasti jejich elektrochemických aplikací na plochy elektrod jiných zařízení je některými firmami ve světě využíváno, například nanášením nanočástic na elektrody bateriových článků, a v řadě jiných oblastí.
Navrhovaná úprava konstrukce a specifické provedení nanoelektrod elektrolyzérů specializovaných na výrobu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku je zcela výjimečná, protože umožňuje s řádově menším množstvím elektrické energie vyrobit stejné množství ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku. Tím je dosaženo využití vodíkových generátorů s výstupem ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku v oblasti spalovacích motorů na kapalná paliva, plynových motorů, plynových kotlů, kotlů na pevná paliva, plynových turbín.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody, odstraňuje ve značné míře elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu, obsahující soustavu nanoelektrod, jehož podstata je v tom, že nanoelektrody, z nichž jejich katodová plocha je pokryta vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu, jsou od sebe oddělené těsnícími muzikusy, přičemž celý vnitřní mezielektrodový prostor systému elektrod je uzavřen uzavíracími čely elektrolyzérů, přičemž tento vnitřní mezielektrodový prostor systému elektrod obsahuje podprostor vyplněný elektrolytem, který je přímo v jednom celku spojený s prostorem komory pro odvádění vodíku a kyslíku, která je napojena výstupním potrubím vodíku a kyslíku do bubléru, přičemž do tohoto vnitřního mezielektrodového prostoru systému elektrod je dále napojen vstup vody.
Další výhodné zapojení má podstatu v tom, že v uzavíracím čele je zabudován vodoznak pro kontrolu výšky hladiny vody přitékající z vstupu vody.
Další výhodné zapojení má podstatu v tom, že krajní nanoelektrody elektrolyzérů jsou opatřeny výstupy jako katodová plocha a anodová plocha k připojení zdroje elektrického proudu.
-2.• · ·· • ·· · • · · ·· • ·· ·· ···· ··
Navrhovaná úprava konstrukce a specifické provedení nanoelektrod elektrolyzérů specializovaných na výrobu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku je zcela výjimečná, protože umožňuje s řádově menším množstvím elektrické energie vyrobit stejné množství ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku. Tím je dosaženo využití vodíkových generátorů s výstupem ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku v oblasti spalovacích motorů na kapalná paliva, plynových motorů, plynových kotlů, kotlů na pevná paliva, plynových turbín.
Přehled obrázků na výkresech
Na přiložených listech se nachází obrázek a popis označených pozic.
Na nhrázkH-k annrJrFjP zňhraypnn ^rhrnrw»tw^á_prnvpHpní plpktrnlyyprn nanopIpktrnH^mi s_katodovou plochou pokrvtnu umvou_tia
Na obrázku 1 je zobrazeno schematické provedení elektrolyzérů osazeného nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanočástic.
Příklad provedení vynálezu
Elektrolyzér 1 pro výrobu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku, obsahující nanoelektrody 4, z nichž jejich katodová plocha 10 je pokryta vrstvou 5 nanočástic, zejména listy grafenu, oddělené těsnícími muzikusy 3 s tím, že vnitřní prostor systému nanoelektrod 4 je uzavřen uzavíracími čely 2 elektrolyzérů X aby pak tento prostor mohl být naplněn elektrolytem 6 tak, aby ve zbývajícím volném prostoru vnitřní části elektrolyzérů X tedy v komoře 7 pro odvádění vodíku a kyslíku, mohla být tato ionizovaná plynná směs vodíku a kyslíku shromažďována a odváděna výstupním potrubím 8 dále do bubléru 13 a z něho pak dále k dalšímu zařízení pro využití ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku.
Boční elektrody elektrolyzérů 1 jsou opatřeny výstupy k připojení elektrického proudu prostřednictvím katodové plochy 10 a anodové plochy 11.
List grafenu, jedna nebo dvě vrstvy atomů uhlíku, díky své pravidelné hexagonální struktuře velmi zvýší pórovitost katodových ploch, a tím rozšíří jejich aktivní povrch. Tato velká aktivní kontaktní plocha katodových ploch výrazně zefektivňuje produkci ionizované plynné směsi, a zároveň snižuje nároky na spotřebu elektrické energie. V porovnání s jinými, běžně využívanými typy nanočástic, je list grafenu ojedinělým materiálem, který je schopen velmi výrazně řádově zvětšit aktivní povrch nanoelektrody.
FUNKCE
V elektrolyzérů 1 osazeným nanoelektrodami 4 s katodovou plochou 10 pokrytou vrstvou 5 nanočástic, zejména listy grafenu, které jsou od sebe odděleny těsnícími muzikusy 3, dochází k výrobě ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku.
Na základě vodivého spojení nanoelektrod 4 dochází k rozkladu vody na hydroxidové (OH -) a vodíkové (H+) ionty, díky jejichž odlišným nábojům dochází k jejich pohybu k opačně nabitým nanoelektrodám 4, tedy hydroxidové ionty k anodové ploše 11 a vodíkové ionty ke katodové ploše 10, čímž dochází k uvolňování vodíku na katodové ploše 10 a kyslíku na anodové ploše 11. Tak dochází k tvorbě plynné směsi ionizovaného vodíku a kyslíku, který se pak výstupním vodíku a kyslíku odvádí do bubléru 13.
Při pokrytí katodové plochy 10 vrstvou 5 nanočástic, zejména listy grafenu, dochází k výrazně větší produkci
| ·· • | ·· • · | ·· • · | • • · | • • · | • ·· |
| • | ·· | • · | • | ♦ | * |
| • | * · · | • · | ♦ · | • | • |
| • ···· | • · ·· | • · | • • · · | • • ·· | • • · · |
ionizované plynné směsi oproti stavu, kdy je vrstvou 5 nanočástic, zejména listy grafenu, pokryta katodová plocha 10 i anodová plocha 11.
Elektrolyzér 1 je opatřen systémem nanoelektrod 4, které jsou uzavřeny uzavíracími čely 2 elektrolyzéru 1, s vnitřním mezielektrodovým prostorem vyplněným elektrolytem 6 spojeným přímo s prostorem komory 7 pro odvádění vodíku a kyslíku, plynná směs vznikající elektrolýzou je pak odváděna přes výstupní potrubí ty vodíku a kyslíku do bubléru 13, který zajišťuje bezpečný výstup plynné směsi do výstupního potrubí k dalšímu využití. Do mezielektrodového prostoru systému nanoelektrod 4 je dále napojen vstup 9 vody.
Elektrolyzér osazený nanoelektrodami má v uzavíracím čele zabudovaný vodoznak 12 pro kontrolu výšky hladiny vody přitékající ze vstupu 9 vody. Krajní nanoelektrody 4 elektrolyzéru 1 jsou zapojeny výstupy jako katodová plocha 10 a anodová plocha 11 pro spojení se zdrojem elektrické energie.
·♦·· • ·· •·* • ·· • ·· ···«··
··
Průmyslová využitelnost
Navrhovaná úprava konstrukce a specifického provedení katody elektrolyzérů specializovaných na výrobu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku je zcela výjimečná, protože umožňuje s řádově menším množstvím elektrické energie vyrobit stejné množství ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku. Tím je dosaženo výraznějšího využití generátorů ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku v oblasti spalovacích motorů na kapalná paliva, plynových motorů, plynových kotlů, kotlů na pevná paliva, plynových turbín.
i
-7—
Seznam použitých pozic
1. Elektrolyzér
2. Uzavírací čela elektrolyzéru
3. Těsnící mezikusy
4. Nanoelektrody
5. Vrstva nanočástic na katodové ploše, zejména listy grafenu
6. Elektrolyt
7. Komora pro odvádění vodíku a kyslíku
8. Výstupní potrubí vodíku a kyslíku
9. Vstup vody
10. Katodová plocha
11. Anodová plocha
12. Vodoznak
13. Bublér
| • a • | ♦ 4 • · | • 4 a a | V 4· | • 4« | 4 · |
| • | • · | • ♦ | ♦ | 4 | • |
| • | • 4 | 4· · | 4 · | • | • |
| • ·»»· | • · • 4 | • 4 4 · | • 444 | • • «4 | * ♦ »· |
Claims (3)
1. Elektrolyzér (ljosazenýTianoelektrodam Obsahující soustavu elektrod (4), vyznačující se tírn/že nanoelektrody (4), z nichž jejich katodová plocha (10) je pokryta vrstvou (5) nanočástic, zejména listy grafenu, jsou od sebe oddělené těsnícími muzikusy (3), přičemž celý vnitřní mezielektrodový prostor systému elektrod (4) je uzavřen uzavíracími čely (2) elektrolyzéru (1), přičemž tento vnitřní mezielektrodový prostor systému elektrod (4) obsahuje podprostor vyplněný elektrolytem, který je přímo v jednom celku spojený s prostorem komory (7) pro odvádění vodíku a kyslíku, která je napojena výstupním potrubím vodíku a kyslíku do bubléru (13), přičemž do tohoto vnitřního mezielektrodového prostoru systému elektrod (4) je dále napojen vstup (9) vody.
2. Elektrolyzér osazený nanoelektrodami podle nároku 1, vyznačující se tím, že v uzavíracím čele (2) je zabudován vodoznak (12) pro kontrolu výšky hladiny vody přitékající z vstupu (9) vody.
3. Elektrolyzér osazený nanoelektrodami podle nároku 1, vyznačující se tím, že krajní elektrody (4) elektrolyzéru jsou opatřeny výstupy jako katodová plocha (10) a anodová plocha (11) k připojení zdroje elektrického proudu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110047A CZ201147A3 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110047A CZ201147A3 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ201147A3 true CZ201147A3 (cs) | 2012-08-08 |
Family
ID=46603378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110047A CZ201147A3 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ201147A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308150B6 (cs) * | 2013-08-13 | 2020-01-22 | Ăšstav anorganickĂ© chemie AV ÄŚR, v.v.i. | Způsob výroby až jednovrstvých plátkových nanočástic |
-
2011
- 2011-01-28 CZ CZ20110047A patent/CZ201147A3/cs unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308150B6 (cs) * | 2013-08-13 | 2020-01-22 | Ăšstav anorganickĂ© chemie AV ÄŚR, v.v.i. | Způsob výroby až jednovrstvých plátkových nanočástic |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| El Kady et al. | Parametric study and experimental investigation of hydroxy (HHO) production using dry cell | |
| NZ603195A (en) | Electrolyzing system | |
| US8864974B2 (en) | Hydrogen generator | |
| CN201549546U (zh) | 一种柱状液流电池装置 | |
| CN101956206B (zh) | 一种电解海水制备氢气和氧气的电解设备及其工艺 | |
| CN102583660A (zh) | 以太阳能光伏发电的能源进行电解法处理废水的方法 | |
| CN106591875A (zh) | 利用光能电解海水制取次氯酸钠的装置 | |
| CN100595334C (zh) | 一体化串并组合式电解槽 | |
| WO2015101914A1 (en) | Apparatus for producing hydrogen using sea water without evolution of chlorine and method thereof | |
| CZ201147A3 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu | |
| EA201390869A1 (ru) | Электролизер со спиральным впускным шлангом | |
| CN201942755U (zh) | 一种氧阴极制碱离子膜电解槽装置 | |
| CZ201149A3 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu | |
| CA2891539A1 (en) | Method and device for desalting aqueous solutions by means of electrodialysis | |
| RU2418887C2 (ru) | Электролизер для получения водорода и кислорода электролизом водного раствора электролита | |
| US20100276278A1 (en) | Modular electrolysis device | |
| CN201545915U (zh) | 气液自流循环式氢气电解装置 | |
| CZ23716U1 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu | |
| CN103255432B (zh) | 一种电解水装置 | |
| CN203271957U (zh) | 一种产生氢氧的车用电解槽和汽车助燃用氢氧发生系统 | |
| CZ23808U1 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu | |
| CN110777389A (zh) | 一种管式膜电极微生物电化学装置 | |
| CN215050742U (zh) | 一种退役电池电解水产氢的装置 | |
| CN203065592U (zh) | 一种铜电解槽 | |
| CN106898805B (zh) | 一种浓差电池 |