CZ23808U1 - Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu - Google Patents
Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ23808U1 CZ23808U1 CZ201123861U CZ201123861U CZ23808U1 CZ 23808 U1 CZ23808 U1 CZ 23808U1 CZ 201123861 U CZ201123861 U CZ 201123861U CZ 201123861 U CZ201123861 U CZ 201123861U CZ 23808 U1 CZ23808 U1 CZ 23808U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanoelectrodes
- electrolyzer
- hydrogen
- oxygen
- nanoparticles
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- -1 hydrogen (H +) ions Chemical class 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 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
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification 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
- 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
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
Elektrolyzéry pro výrobu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku jsou chronicky známá zařízení, jejichž výhodou je využití ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku za účelem dosažení vyšší účinnosti motoru, snížení spotřeby paliva a produkce toxických plynů.
Cílem navrhovaného technického řešení je dosažení výrazného zvýšení produkce ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku u tohoto zařízení, při stejném množství spotřebované elektrické energie. Tím dojde 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 řešení
Uvedené nevýhody, zejména malá účinnost procesu elektrolýzy při výrobě ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku, tedy snížení nepoměru vyrobeného množství ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku oproti množství spotřebované elektrické energie, při využití současných konstrukcí elektrolyzérů, jsou navrhovaným řešením z velké části minimalizovány.
Tyto nevýhody jsou tedy minimalizovány navrhovaným generátorem s elektrolyzérem ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku, jehož součástí jsou elektrody pokryté vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu, oddělené těsnicími mezikusy s tím, že vnitřní prostor systému elektrod je uzavřen uzavíracími čely elektrolyzérů, aby pak tento prostor mohl být naplněn elektrolytem tak, aby ve zbývajícím volném prostoru vnitřní části elektrolyzérů, tedy v komoře pro odvádění vodíku a kyslíku, mohla být tato ionizovaná plynná směs vodíku a kyslíku shromaždována a odváděna výstupním potrubím dále do bubléru a z něho pak dále k dalšímu zařízení pro využití ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku.
Boční elektrody elektrolyzérů jsou opatřeny výstupy k připojení elektrického proudu prostřednictvím katody a anody.
Přehled obrázků na výkresech
Na obrázku 1 je zobrazeno zařízení elektrolyzérů.
-1 CZ 23808 Ul
Příklad provedeni .technického řešení
Elektrolyzér 1 pro výrobu ionizované plynné směsi vodíku a kyslíku, jehož součástí jsou nanoelektrody 4 pokryté vrstvou 5 nanočástic, zejména listy grafenu, oddělené těsnicími mezikusy 3 s tím, že vnitřní prostor systému elektrod 4 je uzavřen uzavíracími čely 2 elektrolyzéru 1, aby pak tento prostor mohl být naplněn elektrolytem 6 tak, aby ve zbývajícím volném prostoru vnitřní části elektrolyzéru 1, 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 elektrolyzéru i jsou opatřeny výstupy k připojení elektrického proudu prostredi o nictvím katoda 10 a anoda 11.
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 nanočás15 tic, je list grafenu ojedinělým materiálem, který je schopen velmi výrazně řádově zvětšit aktivní povrch nanoelektrod.
Funkce:
V elektrolyzéru 1 osazeným nanoelektrodami pokrytými vrstvou 5 nanočástic, zejména listy grafenu, které jsou od sebe odděleny těsnicími mezikusy 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 li. Tak dochází k tvorbě plynné směsi ionizovaného vodíku a kyslíku, který se pak výstupním potrubím 8 vo25 díku a kyslíku odvádí do bubléru 13.
Elektrolyzér 1 je opatřen systémem elektrod 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 8 vodíku a kyslíku do bubléru 13, který zajišťuje bezpečný vý30 stup plynné směsi do výstupního potrubí k dalšímu využití. Do mezielektrodového prostoru systému elektrod 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 elektrody 4 elektrolyzéru i jsou zapojeny výstupy jako katoda 10 a anoda H pro spojení se zdrojem elektrické energie.
Průmyslová využitelnost
Navrhovaná úprava konstrukce a specifického provedení elektrod elektrolyzéru 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 vo40 díku a kyslíku v oblasti spalovacích motorů na kapalná paliva, plynových motorů, plynových kotlů, kotlů na pevná paliva, plynových turbín.
Claims (3)
1. Elektrolyzér (1) osazený nanoelektrodami, obsahující soustavu nanoelektrod (4), vyznačující se tím, 2e nanoelektrody (4), které jsou pokryté vrstvou (5) nanočástic, zejména listy grafenu, jsou od sebe oddělené těsnicími mezikusy (3), přičemž celý vnitřní mezi5 elektrodový 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 vnitrního mezielektrodového prostoru systému nanoelektrod (4) je dále io 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 is 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 |
|---|---|---|---|
| CZ201123861U CZ23808U1 (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 |
|---|---|---|---|
| CZ201123861U CZ23808U1 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ23808U1 true CZ23808U1 (cs) | 2012-05-17 |
Family
ID=46124859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201123861U CZ23808U1 (cs) | 2011-01-28 | 2011-01-28 | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ23808U1 (cs) |
-
2011
- 2011-01-28 CZ CZ201123861U patent/CZ23808U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| El Kady et al. | Parametric study and experimental investigation of hydroxy (HHO) production using dry cell | |
| WO2007127130A3 (en) | Device for generating hydrogen for use in internal combustion engines | |
| NZ603195A (en) | Electrolyzing system | |
| CN106591875A (zh) | 利用光能电解海水制取次氯酸钠的装置 | |
| CN113403630A (zh) | 一种催化电解制取氢气装置 | |
| 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 | |
| WO2015101914A1 (en) | Apparatus for producing hydrogen using sea water without evolution of chlorine and method thereof | |
| CZ304575B6 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu | |
| RU2418887C2 (ru) | Электролизер для получения водорода и кислорода электролизом водного раствора электролита | |
| CZ23808U1 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami pokrytými vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu | |
| CZ201147A3 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanocástic, zejména listy grafenu | |
| US20100276278A1 (en) | Modular electrolysis device | |
| 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 | |
| SA516371195B1 (ar) | جهاز وطريقة للاستخدام المرن للكهرباء | |
| CZ23716U1 (cs) | Elektrolyzér osazený nanoelektrodami s katodovou plochou pokrytou vrstvou nanočástic, zejména listy grafenu | |
| CN101481803A (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 | |
| CN201545915U (zh) | 气液自流循环式氢气电解装置 | |
| CN215050742U (zh) | 一种退役电池电解水产氢的装置 | |
| CN203065592U (zh) | 一种铜电解槽 | |
| CN201214684Y (zh) | 水电解分离制取氢氧装置 | |
| CN219117570U (zh) | 电解水装置和水焊机 | |
| RU60682U1 (ru) | Генератор кислорода и водорода | |
| CN203159724U (zh) | 一种电解水装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20120517 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20150128 |