CZ201149A3 - Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu - Google Patents
Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ201149A3 CZ201149A3 CZ20110049A CZ201149A CZ201149A3 CZ 201149 A3 CZ201149 A3 CZ 201149A3 CZ 20110049 A CZ20110049 A CZ 20110049A CZ 201149 A CZ201149 A CZ 201149A CZ 201149 A3 CZ201149 A3 CZ 201149A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanoelectrodes
- hydrogen
- electrolyser
- nanoelectrode
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 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
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process 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
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
- 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 pokrytými vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu, kde elektrolyzér (1) osazený nanoelektrodami, obsahující soustavu nanoelektrod (4), které jsou pokryté vrstvou (5) nanocástic, zejména listy grafenu, jsou od sebe oddelené tesnícími muzikusy (3), pricemž celý vnitrní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod (4) je uzavren uzavíracími cely (2) elektrolyzéru (1), pricemž tento vnitrní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod (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 nanoelektrod (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 katoda (10) a anoda (11) k pripojení zdroje elektrického proudu.
Description
Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými 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 pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu, obsahující soustavu nanoelektrod, jehož podstata je vtom, že nanoelektrody, které jsou pokryté vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu, jsou od sebe oddělené těsnícími muzikusy, přičemž celý vnitřní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod je uzavřen uzavíracími čely elektrolyzérů, přičemž tento vnitřní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod 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 nanoelektrod 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 katoda a anoda k připojení zdroje elektrického proudu.
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 obrázkuJeariotaci ie zobrazeno mřížení dnktrolvzéni/
Na obrázku 1 je zobrazeno zařízení elektrolyzéru.
Příklad provedení wnálezu
Elektrolyzér 1 obsahuje nanoelektrody 4, které jsou pokryté vrstvou 5 nanočástic, zejména listy grafenu, a jsou od sebe oddělené těsnicími muzikusy 3, přičemž celý vnitřní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod 4 je uzavřen uzavíracími čely 2 elektrolyzéru (1), přičemž tento vnitřní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod (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 (8) vodíku a kyslíku do bubléru (13), přičemž do tohoto vnitřního mezielektrodového prostoru systému nanoelektrod (4) je dále napojen vstup (9) vody.
V uzavíracím čele 2 je zabudován vodoznak (12) pro kontrolu výšky hladiny vody přitékající z vstupu (9) vody. Krajní nanoelektrody (4) elektrolyzéru jsou opatřeny výstupy jako katoda (10) a anoda (11) k připojení zdroje elektrického proudu.
List grafenu, jedna nebo dvě vrstvy atomů uhlíku, díky své pravidelné hexagonální struktuře velmi zvýší pórovitost nanoelektrod, a tím rozšíří jejich aktivní povrch. Tato velká aktivní kontaktní plocha nanoelektrod výrazně zefektivňuje produkci vodíku a kyslíku, 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 nanoelektrod.
-3FUNKCE
V elektrolyzéru 1 osazeném nanoelektrodami pokrytými vrstvou 5 nanočástíc, 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 anodě 11 a vodíkové ionty ke katodě 10, čímž dochází k uvolňování vodíku na katodě 10 a kyslíku na anodě 11. Tak dochází k tvorbě plynné směsi ionizovaného vodíku a kyslíku, který se pak výstupním potrubím ^vodíku a kyslíku odvádí do bubléru 13.
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^ 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 vody 9.
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 katoda 10 a anoda 11 pro spojení se zdrojem elektrické energie.
Průmyslová využitelnost
Navrhovaná úprava konstrukce a specifického provedení elektrod 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.
Seznam použitých pozic
1. Elektrolyzér
2. Uzavírací čela elektrolyzéru
3, Těsnící muzikusy
4. Nanoelektrody
5. Vrstva nanočástic na nanoelektrodách, zejména listy grafenu
6. Elektrolyt
7. Komora pro odvádění vodíku a kyslíku
8. Výstupní potrubí vodíku a kyslíku
9. Vstup vody
10. Katoda
11. Anoda
12. Vodoznak
13. Bublér
Claims (3)
1. Elektrolyzér (1) osazený nanoelektrodami, obsahující soustavu nanoelektrod (4), vyznačující se tím, že nanoelektrody (4), které jsou pokryté vrstvou (5) nanočástic, zejména listy grafenu, jsou od sebe oddělené těsnícími muzikusy (3), přičemž celý vnitřní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod (4) je uzavřen uzavíracími čely (2) elektrolyzéru (1), přičemž tento vnitřní mezielektrodový prostor systému nanoelektrod (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/8) vodíku a kyslíku do bubléru (13), přičemž do tohoto vnitřního mezielektrodového prostoru systému nanoelektrod (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 nanoelektrody (4) elektrolyzéru jsou opatřeny výstupy jako katoda (10) a anoda (11) k připojení zdroje elektrického proudu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-49A CZ304575B6 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-49A CZ304575B6 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ201149A3 true CZ201149A3 (cs) | 2012-08-08 |
| CZ304575B6 CZ304575B6 (cs) | 2014-07-16 |
Family
ID=46603380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2011-49A CZ304575B6 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ304575B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108264018B (zh) * | 2018-02-06 | 2019-10-22 | 北京科技大学 | 铁基催化剂修饰三维石墨烯限域的高容量储氢材料的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7709127B2 (en) * | 2007-05-08 | 2010-05-04 | Quantumsphere, Inc. | Electro-catalytic recharging composition |
| CN101768651A (zh) * | 2008-09-23 | 2010-07-07 | 樊显理 | 氢冶金法 |
| US8029759B2 (en) * | 2009-03-27 | 2011-10-04 | Ohio University | Pretreatment method for the synthesis of carbon nanotubes and carbon nanostructures from coal and carbon chars |
| WO2010137014A2 (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | H4 Ltd. | Photocatalytically assisted electrolysis and fuel cells |
| JP2010279900A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Toei Buhin Kk | アルカリイオン水を使用した清掃水 |
-
2011
- 2011-01-28 CZ CZ2011-49A patent/CZ304575B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ304575B6 (cs) | 2014-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| El Kady et al. | Parametric study and experimental investigation of hydroxy (HHO) production using dry cell | |
| El Soly et al. | Comparative experimental investigation of oxyhydrogen (HHO) production rate using dry and wet cells | |
| WO2007127130A3 (en) | Device for generating hydrogen for use in internal combustion engines | |
| Bhosale et al. | Modeling and experimental validation of a unitized regenerative fuel cell in electrolysis mode of operation | |
| US8864974B2 (en) | Hydrogen generator | |
| CN201549546U (zh) | 一种柱状液流电池装置 | |
| Irtas et al. | The Effect of Electric Current on the Production of Brown’s Gas using Hydrogen Fuel Generator with Seawater Electrolytes | |
| CN100595334C (zh) | 一体化串并组合式电解槽 | |
| Leonard et al. | Nanoporous oxide coatings on stainless steel to enable water splitting and reduce the hydrogen evolution overpotential | |
| Kandah | Enhancement of water electrolyzer efficiency | |
| WO2015101914A1 (en) | Apparatus for producing hydrogen using sea water without evolution of chlorine and method thereof | |
| CN101481803B (zh) | 一种低电流产生氢气供发动机作辅助燃料的水电解装置 | |
| CZ201149A3 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu | |
| RU2418887C2 (ru) | Электролизер для получения водорода и кислорода электролизом водного раствора электролита | |
| US20100276278A1 (en) | Modular electrolysis device | |
| CZ201147A3 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu | |
| MY143484A (en) | Water fuel apparatus | |
| JP3122473U (ja) | 水素及び酸素の生成装置 | |
| WO2025175829A1 (zh) | 一种用水制备氢氧混合可燃气体系统 | |
| 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 | |
| CN103255432B (zh) | 一种电解水装置 | |
| CZ23808U1 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu | |
| CZ23716U1 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu | |
| CN201545915U (zh) | 气液自流循环式氢气电解装置 | |
| CN219117570U (zh) | 电解水装置和水焊机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170128 |