DE102007026008B4 - Process for the recovery of hydrogen from dissociation, and dissociation itself - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Wasserstoffgewinnung aus Dissoziation, wobei in einem Reaktionsraum Wasser eingeleitet und sodann mit elektromagnetischer Energie im Mikrowellenbereich beaufschlagt wird, und dass eine Trennung der Ionen über ein elektrisches Feld erfolgt, und Wasserstoff im Bereich einer Elektrode abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt oder zusätzlich zum Wasser Wasserdampf und/oder ein Gas-Wasser-Gemisch und/oder ein Biogas-Wasser-Gemisch eingeleitet wird, und dass der Reaktionsraum bzw das durch den Reaktionsraum durchgeleitete Medium zusätzlich mit Ultraschall beaufschlagt wird.method for the recovery of hydrogen from dissociation, wherein in a reaction space Introduced water and then with electromagnetic energy in the microwave range is applied, and that a separation of the ions over a electric field occurs, and hydrogen in the region of an electrode is deducted, characterized in that instead of or in addition to the water Water vapor and / or a gas-water mixture and / or a biogas-water mixture introduced is, and that the reaction space or through the reaction space additionally conducted medium is applied with ultrasound.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserstoffgewinnung aus Dissoziation, sowie Dissoziationseinrichtung selbst, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 und 10.The Invention relates to a process for the recovery of hydrogen from dissociation, and dissociation device itself, according to the preamble of claim 1 and 10.

Im Hinblick auf die aktuelle Klimaproblematik stellt der Treibhauseffekt ein zentrales Problem dar. Dieser wird wesentlich durch den Einsatz fossiler Brennstoffe und Energieträger bestimmt. Hinzu kommen knapper werdende Ressourcen solcher Energieträger. In diesem Sinne sind Alternative längst auf dem Vormarsch. Neben den nachwachsenden Rohstoffen bspw aus Biomasse spielt Wasserstoff eine zunehmende Rolle. Die Dissoziation von Wasser zur Abspaltung des Wasserstoffes ist ein exothermer bzw energieaufzehrender Prozess. Dabei stellt der Betrieb einer konventionellen Dissoziation bspw über die Elektrolyse eine Möglichkeit dar, die hohe einzubringende Energie bedingt. Werden diese Elektrolyse-Verfahren über konventionell, also fossil erzeugten Strom betrieben, so ist deren Gesamtenergiebilanz so schlecht, dass es sich schon aus diesem Grund nicht fü den Großeinsatz so erzeugten Wasserstoffes lohnt. Auch ökologisch gesehen nicht. Aus diesem Grund werden solche Verfahren zunehmend über solare Energiezufuhr betrieben. Im Hinblick auf eine ökologische Energiebilanz ist dies schon deutlich besser.in the With regard to the current climate issues, the greenhouse effect This is a major problem. This is essential through the use fossil fuels and energy sources. Add to that scarce resources of such energy sources. In this sense are alternative a long time ago on the rise. In addition to the renewable raw materials, for example Biomass plays an increasing role in hydrogen. The dissociation of water to split off the hydrogen is an exothermic resp energy-consuming process. Here, the operation of a conventional Dissociation about the Electrolysis a possibility which requires high energy input. Are these electrolysis processes conventionally, so operated fossil electricity, so is their overall energy balance so bad that it is not for this reason for large-scale use so produced hydrogen worthwhile. Not ecologically either. For this Reason such methods are increasingly operated on solar energy. With regard to an ecological Energy balance, this is already much better.

Aus der JP 2006 34 56 49 A ist eine Verfahren und eine Einrichtung bekannt, bei welchem, bzw bei welcher Wasserstoff ausschließlich aus der klassischen Elektrolyse hergestellt wird. Der dazu benötigte Strom wird in diesem bekannten Verfahren aus Windenergie gewonnen. Alternativ dazu wäre auch denkbar, den benötigten Strom aus Solaranlagen zu beziehen. Nachteilig ist nur, dass der Wasserstoff dann nur dort gewonnen werden kann, wo große Solar- oder Windenergiemengen zur Verfügung stehen. Das heisst der so erzeugte Wasserstoff muss über weite Strecken zur Verbrauchsstelle transportiert werden.From the JP 2006 34 56 49 A a method and a device is known in which, or in which hydrogen is produced exclusively from the classical electrolysis. The power required for this purpose is obtained from wind energy in this known method. Alternatively, it would also be possible to obtain the required electricity from solar systems. The disadvantage is only that the hydrogen can then only be obtained where large amounts of solar or wind energy are available. This means that the hydrogen thus produced must be transported over long distances to the point of consumption.

Aus der WO 2005/005009A2 ist es ferner bekannt, Wasserstoff mittels Mikrowellen- bzw Plasmaenergie aus Wasser zu gewinnen. Dies ist in gleicher Weise auch aus der WO 2003/030182 A2 und der GB 2 424 757 A bekannt. Hierzu wird das Wasser in möglichst reiner Form zugeführt.From the WO 2005 / 005009A2 it is also known to recover hydrogen by means of microwave or plasma energy from water. This is in the same way also from the WO 2003/030182 A2 and the GB 2 424 757 A known. For this purpose, the water is supplied in the purest possible form.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wasserstoffgewinnung sowie eine Dissoziationseinrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass Wasserstoff auf eine baulich kompakte Weise und damit effizient erzeugbar bzw gewinnbar ist, so dass er mobil und/oder am Ort des Bedarfes erzeugbar ist, und dass hierfür nicht reines oder gereinigtes Wasser vorliegen muss.Of the The invention is therefore based on the object, a method for hydrogen production and a dissociation device of the generic type to further develop that hydrogen to a structural compact and thus efficiently producible or obtainable, so that it is mobile and / or generated at the place of need, and that therefor not pure or purified water must be present.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The asked task is in a method of the generic type according to the invention by the characterizing features of claim 1 solved.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass anstatt oder zusätzlich zum Wasser Wasserdampf und/oder ein Gas- Wasser-Gemisch und/oder ein Biogas-Wasser-Gemisch eingeleitet wird, und dass der Reaktionsraum bzw das durch den Reaktionsraum durchgeleitete Medium zusätzlich mit Ultraschall beaufschlagt wird.core the inventive method is that instead of or in addition water vapor and / or a gas-water mixture and / or a biogas-water mixture is introduced, and that the reaction space or through the reaction space additionally conducted medium is applied with ultrasound.

Mittels der elektromagnetischen Energie wird auf die Bindungen der Wasserstoffe in den Molekülen eingewirkt, dass diese ganz erheblich gelockert werden. Dabei entstehen freie Wasserstoffe aus den gelockerten und letztlich aufreißenden Bindungen.through The electromagnetic energy is due to the bonds of the hydrogens in the molecules acted that these are considerably relaxed. Thereby arise free hydrogen from the loosened and finally tearing bonds.

Hierbei wird Wasserstoff in einer Art Durchleitungsverfahren erzeugt. So kann kontinuierlich Wasserstoff erzeugt und als Energieträger einer Energieerzeugungseinrichtung zugeführt werden. Auf diese Weise wird der Wasserstoff bedarfsweise erzeugt und nicht aus einem Reservoir entnommen.in this connection Hydrogen is generated in a kind of transmission process. So can produce hydrogen continuously and as an energy carrier Power generating device to be supplied. In this way the hydrogen is generated as needed and not from a reservoir taken.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass der Reaktionsraum bzw das durch den Reaktionsraum durchgeleitete Medium zusätzlich mit Ultraschall beaufschlagt wird. Die Kombination von Ultraschallenergie und elektromagnetischer Energie erweist sich als sehr effektiv in Bezug auf die Wasserstoffgewinnung. Bei der in das flüssige Medium eingespeisten Ultraschallenergie wird der Effekt der Kavitation ausgenutzt.In Further advantageous embodiment is therefore provided that the reaction space or the passage through the reaction space Medium in addition is applied with ultrasound. The combination of ultrasound energy and electromagnetic energy proves to be very effective in Terms of hydrogen production. When in the liquid medium injected ultrasound energy becomes the effect of cavitation exploited.

Insbesondere in Bezug auf die zusätzlich eingeleitete Ultraschallenergie ist das Verfahren derzeit nur in Flüssigkeiten anwendbar. Dennoch können auch Gase verwendet werden, wenn diese in die Flüssigkeit d. h. in Wasser zuvor eingeleitet werden. In Bezug auf die Flüssigkeit sowie die in die Flüssigkeit eingeleiteten Gase ist hierbei der Wirkungsgrad deutlich höher, als bei einer Beaufschlagung des Gases in der Gasphase.Especially in relation to the additionally initiated Ultrasonic energy is currently the procedure only in liquids applicable. Nevertheless, you can also gases are used, if these in the liquid d. H. in water before be initiated. Regarding the liquid as well as the liquid introduced gases, the efficiency is significantly higher than upon exposure of the gas in the gas phase.

Ein weiterer Punkt ist hierbei die technische Umsetzung, nämlich dass die zur Ultraschallerzeugung und -einspeisung verwendeten Piezogeneratoren zur effektiven Ankopplung an das Medium an Flüssigkeiten ankopppeln müssen.One Another point here is the technical implementation, namely that the piezoelectric generators used for ultrasonic generation and feeding need to couple to liquids for effective coupling to the medium.

Weiterhin vorteilhaft ist es dabei, eine elektromagnetische Energie zuzuführen, die im Frequenzbereich der Mikrowellenenergie, d. h. in einem Bereich um 1,25 GHz +/–250 MHz liegt. Mikrowellengeneratoren bekannter Art können daher hier in einfacher Weise eingesetzt werden.It is also advantageous to supply an electromagnetic energy which lies in the frequency range of the microwave energy, ie in a range around 1.25 GHz +/- 250 MHz. Microwave generators of known type can therefore here in a be used in a variety of ways.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Ultraschallschwingung und/oder die elektromagnetische Schwingung als Pulspakete mit ggfs aufmodulierten höher frequenten Oberschwingungen generiert werden, und das Medium auf diese Weise mit Pulsen beaufschlagt wird. Das Pulsen erzeugt sozusagen eine Rechteckschwingung bei welcher die Halbe Periode durch die Dauer des Pulses gegeben wird. Auf dem Rechteckpuls sitzt dann aufmoduliert die hochfrequente bspw 1,25 Mhz-Schwingung. Dabei können auch weitere höherfrequente Anteile in den Pulspaketen aufmoduliert werden. Wesentlich ist hierbei nur, dass die gewählte Frequenz an die zu lösenden Wasserstoffbindungen resonant ankoppeln. Hierzu können auch harmonische und subharmonische Frequenzen gewählt werden. Hierüber ist die Ausbeute an gewonnenem freien Wasserstoff einstell- bzw beeinflussbar.In Another advantageous embodiment is provided that the ultrasonic vibration and / or the electromagnetic oscillation as Pulspakete with optionally modulated higher-frequency harmonics be generated, and thus applied to the medium with pulses becomes. The pulses, so to speak, generates a square wave in which the half period is given by the duration of the pulse. On the Rectangular pulse then sits modulated on the high-frequency bspw 1.25 Mhz oscillation. It can also more higher frequency Shares are modulated in the pulse packets. It is essential here only that the chosen one Frequency to be solved Couple hydrogen bonds resonantly. This can also harmonic and subharmonic frequencies are chosen. Over here is the yield of recovered free hydrogen can be adjusted or influenced.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff innerhalb einer Vorstufe einer Wasserstoff-Verbrennungsmaschine oder einer Wassserstoffenergieeinrichtung wie Kolbenmotor oder Turbine oder einer Brennstoffzelle angewendet wird.In Another advantageous embodiment is specified that the method for obtaining hydrogen within a precursor of a hydrogen combustion engine or a Wassersstoffenergieeinrichtung such as piston engine or turbine or a fuel cell is applied.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der Bedarf an Wasserstoff in der Wasserstoffenergieeinrichtung im Betrieb immer aktuell mindestens einen Stellwert für die Wasserstofferzeugung generiert, derart dass Leistungsabfrage und Wasserstoffbedarf einen Regelkreis bilden. So wird der Wasserstoff nicht mehr einem Reservoir oder einem starren Gasleitungsnetz entnommen, sondern der Wasserstoff wird bedarfsweise erzeugt.In particularly advantageous embodiment is specified that the need of hydrogen in the hydrogen energy device in operation always currently at least one control value for hydrogen production generated such that performance query and hydrogen demand one Form loop. So the hydrogen is no longer a reservoir or taken from a rigid gas line network, but the hydrogen is generated as needed.

Zur weiteren Verbesserung des Effektes der Wasserstoffgewinnung aus der Abspaltung desselben aus chemischen Bindungen des Mediums ist angegeben, dass dem Wasser oder dem Wasser-Wasserdampf-Gemisch oder dem Wasser-Gas-Gemisch oder dem Wasser-Biogas-Gemisch vor Erreichen des Reaktionsraumes flüssige Katalysatorstoffe wie Tenside beigemischt werden. Mittels dieser flüssigen Katalysatorstoffe findet eine Absenkung von Kohäsionskräften statt, die den Wasserstoffgewinnungsprozess begünstigen.to further improvement of the effect of hydrogen production the cleavage thereof from chemical bonds of the medium indicated that the water or the water-steam mixture or the water-gas mixture or the water-biogas mixture before reaching the Reaction space liquid Catalysts such as surfactants are mixed. By means of this liquid catalyst materials there is a reduction of cohesive forces, which favor the hydrogen production process.

Im Hinblick auf eine Einrichtung ist daher vorgesehen, dass die Dissoziationseinrichtung einen Reaktionsraum aufweist, durch welchen Wasser und/oder Wasserdampf und/oder ein Gas-Wasser-Gemisch und/oder ein Biogas-Wasser-Gemisch durchleitbar ist, und ferner am Reaktionsraum ein Mikrowellengenerator angeordnet ist, der den Reaktionsraum, bzw das dort durchgeleitete Medium mit elektromagnetischer Energie im Mikrowellenbreich beaufschlagt ist, und die Wasserstoffionen über mindestens eine im Reaktionsraum angeordente Elektrode als Gas abziehbar ist.in the With regard to a device is therefore provided that the dissociation device a reaction space through which water and / or water vapor and / or a gas-water mixture and / or a biogas-water mixture durchleitbar is, and further arranged on the reaction space, a microwave generator is that of the reaction space, or the medium passed through there with electromagnetic Energy is applied in the microwave range, and the hydrogen ions over at least a angeordente in the reaction space electrode is removable as a gas.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dissoziationseinrichtung ist vorgeschlagen, dass das durchgeleitete Medium zusätzlich mit Ultraschallenergie über einen Ultraschallgenerator beaufschlagbar ist. Die Kombination von Ultraschall- und Mikrowellen-Beaufschlagung ist besonders effektiv für die Erzeugung von Wasserstoff, der sodann als Energieträger dient und ggfs sofort weiterverwertet werden kann.In further advantageous embodiment of the dissociation device according to the invention it is suggested that the medium passed through in addition to Ultrasonic energy over an ultrasonic generator can be acted upon. The combination of Ultrasonic and microwave exposure is particularly effective for the Generation of hydrogen, which then serves as an energy source and if necessary can be used immediately.

So eignet sich diese Einrichtung zur Gewinnung von Wasserstoff auch als Vorstufe für einen Kolbenkraftmaschine, eine Verbrennungsmaschine allgemein, oder eine Turbine. So wird aus dem erzeugten Wasserstoff mechanische und/oder elektrische und/oder thermische Energie gewonnen.So This device is also suitable for the production of hydrogen as precursor for a piston engine, an internal combustion engine in general, or a turbine. This is how the generated hydrogen becomes mechanical and / or electrical and / or thermal energy recovered.

Zur direkten elektrischen Energieerzeugung ist die Nachschaltung einer Wasserstoff-Brennstoffzelle von Vorteil.to direct electrical power generation is the downstream of a Hydrogen fuel cell advantageous.

Insgesamt wird beim Betrieb dieses Verfahrens bzw bei einer entsprechenden Einrichtung zunächst Wasserstoff erzeugt. Dabei werden aus dem eingeleiteten Gas auch die langkettigen Moleküle durch die kombinatorische Wirkung von Kavitationseffekt und Mikrowellenenergie so gespalten, dass zum einen kürzere Molekülketten erzeugt werden, die von höherem energetischen weiteren Nutzen sind, und zudem fällt Wasserstoff an, der auf die beschriebene Weise genutzt wird, bzw werden kann.All in all is in the operation of this method or at a corresponding Setup first Generates hydrogen. It will also be from the gas introduced the long-chain molecules through the combinatorial effect of cavitation effect and microwave energy split so that, on the one hand, shorter molecular chains be generated by higher energetic further benefits, and in addition, hydrogen accumulates on the manner described is or can be used.

Im Hinblick auf einen vorteilhaften Einsatz der erfindungsgemäßen Dissoziationseinrichtung ergibt sich, dass die Einrichtung als integrierte Vorstufe für ein Fahrzeug eingesetzt wird. Die erfindungsgemäße Technik ist kompaktbauend und lässt sich damit ohne weiteres in ein Fahrzeug integrieren.in the With regard to an advantageous use of the dissociation device according to the invention It turns out that the device as an integrated precursor to a vehicle is used. The technique of the invention is compact and lets thus easily integrate into a vehicle.

In Bezug auf eine erfindungsgemäße Verwendung ist angegeben, dass die erfindungsgemäße Dissoziationseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, betrieben nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, als kombinierter Gasfilter und Wasserstofferzeuger verwendet werden kann. Dabei kann sie beide technische Funktionen quasi gleichzeitig erfüllen. Dies erweitert die Anwendungsmöglichkeiten.In Reference to a use according to the invention it is stated that the dissociation device according to the invention according to one of claims 11 to 14, operated by a method according to one of claims 1 to 10, used as a combined gas filter and hydrogen generator can be. It can do both technical functions virtually simultaneously fulfill. This extends the application possibilities.

In einer weiteren Ausgestaltung ist angegeben, dass die Dissoziationseinrichtung in einem Blockheizkraftwerk(BHKW) mit eingesetzt oder integriert wird. Durch die kompakte Bauform ist dies ohne weiteres möglich. Dabei lässt sich die Einrichtung auch wiederum hinsichtlich entstehender Wärmeüberschüsse mit in den Kraft/Wärme-, oder Energie/Wärme-Prozess mit einbinden.In A further embodiment specifies that the dissociation device in a combined heat and power plant (CHP) with inserted or integrated becomes. Due to the compact design, this is easily possible. there let yourself the device also with regard to resulting heat surpluses with in the power / heat, or energy / heat process to include.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert.The The invention is illustrated in the drawing and explained in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1: Schematische Darstellung der Komponenten einer Dissoziationseinrichtung. 1 : Schematic representation of the components of a dissociation device.

2: Verwendung in einem Blockheizkraftwerk 2 : Use in a combined heat and power plant

1 zeigt einen schematischen Aufbau aller wichtigen Komponenten in einem Ausführungsbeispiel. Der Reaktionsraum 1 wird von links mit einem Gas-Wasser-Gemisch beströmt. Das Wasser wird zuvor einem Gas-Wasser-Mischer zugeführt, der optional aber nicht ausschließlich auch mit Gas beströmt werden kann. Es wird aus dem zugeführten Wasser oder Gas-Wasser-Gemisch im Reaktionsraum durch Mikrowellenenergie des Mikrowellengenerators 3 Wasserstoff erzeugt. In diesem Beispiel wird zur Verstärkung des Wasserstoffertrages optional zur Mikrowellenenergie auch Schallenergie durch den Ultraschallgenerator 2 zugeführt. Die Kombination von Kavitationseffekt und Spinkopplungseffekten auf die Wasserstoff- bzw Wasserstoffbrückenbindungen erzeugt sehr effektiv Wasserstoff. 1 shows a schematic structure of all important components in one embodiment. The reaction space 1 is flown from the left with a gas-water mixture. The water is previously fed to a gas-water mixer, which can be optionally but not exclusively flowed with gas. It is from the supplied water or gas-water mixture in the reaction chamber by microwave energy of the microwave generator 3 Generates hydrogen. In this example, sound energy is amplified by the ultrasonic generator to increase the hydrogen yield as an option to the microwave energy 2 fed. The combination of cavitation effect and spin-coupling effects on the hydrogen or hydrogen bonds very effectively generates hydrogen.

So kann aber zusätzlich zum zugeführten Wasser über den Gas-Wasser-Mischer 4 auch noch Gas zugeführt werden, aus welchem unter anderem auch Wasserstoff abspaltbar ist. Diese können Biogas, oder Methan oder auch andere Gase sein. Für den Fall, dass zuzüglich auch eine zusätzliche Filterwirkung genutzt werden soll, können auch Abgase, bspw auch teerige Abgase mit langkettigen Molekülen beigemischt werden.So, however, in addition to the supplied water via the gas-water mixer 4 also be supplied with gas, from which among other things hydrogen is split off. These can be biogas or methane or other gases. In the event that, in addition to an additional filtering effect to be used, also exhaust gases, for example, tarry exhaust gases can be mixed with long-chain molecules.

Im Reaktionsraum erfolgt die Spaltung der Moleküle, und die Spaltung des Wassermoleküls selbst. Dabei entsteht unter anderem Wasserstoff der nachfolgend an einer entsprechenden Elektrode 6 gesammelt und abgezogen werden kann. Diese Elektrode kann dabei eine Hohlelektrode sein, durch die gleichzeitig der dort eingefangene Wasserstoff abgezogen werden kann. Gleichzeitig findet dort wieder einer Trennung von Gas und Wasser statt, in einem Gas-Wasser-Trenner 5.In the reaction space, the cleavage of the molecules, and the cleavage of the water molecule itself takes place. This produces, inter alia, hydrogen subsequently to a corresponding electrode 6 collected and deducted. This electrode may be a hollow electrode through which the captured hydrogen can be removed at the same time. At the same time there again takes place a separation of gas and water, in a gas-water separator 5 ,

Der Wasserstoff 7 wird dabei durch die Hohlelektrode 6 abgezogen und das übrige Gas 8 am Ende des Gas-Wasser-Trenners 5.The hydrogen 7 is doing through the hollow electrode 6 deducted and the rest of the gas 8th at the end of the gas-water separator 5 ,

Beide Gase sind energetisch nutzbar. Wasserstoff kann dabei mit Hilfe der bekannten Knallgasreaktion in einer Kolbenmaschine mechanische Energie erzeugen, die entweder als Bewegungsenergie nutzbar ist, oder verstromt wird. Darüber hinaus kann der Wasserstoff auch einer Brennstoffzelle zur direkten Verstromung zugeführt werden.Both Gases are energetically usable. Hydrogen can help with that the known oxyhydrogen gas reaction in a reciprocating mechanical Generate energy that can be used either as kinetic energy, or being turned into electricity. About that In addition, the hydrogen can also be used by a fuel cell for direct Supplied electricity become.

Bei dem übrigen Gas 8 kann ebenso eine entsprechende energetische Nutzung erfolgen.For the rest of the gas 8th Likewise, a corresponding energetic use can be made.

Am Ausgang der Energieeinrichtung 9 kann das Wasser, als Abfallprodukt einer Knallgasreaktion oder das vorher wieder im Gas-Wasser-Trenner 5 abgetrennte Wasser zurückgespeist werden an den Eingang des Gas-Wasser-Mischers.At the exit of the energy device 9 can the water, as a waste product of an oxyhydrogen reaction or the previously again in the gas-water separator 5 Separated water can be fed back to the entrance of the gas-water mixer.

Insgesamt entsteht hierdurch ein geschlossener Wasserkeislauf, bei dem die entstehende Restwärme wiederum im System verbleibt und wiederum genutzt werden kann.All in all This creates a closed water ski run, in which the resulting residual heat again remains in the system and can be used again.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Dissoziationseinrichtung gemäß 1 in einer Anlage eines Blockheizkraftwerkes BHKW 20 integriert sein kann. Das Blockheizkraftwerk wird wie die Energieeinrichtung 9 in 1 mit Wasserstoff 7 und/oder gereinigtem Gas 8 betrieben. Wasserstoff kann dabei in eine Knallgasreaktion überführt und mechanisch und/oder thermisch genutzt werden. Oder aber es wird direkt in einer Brennstoffzelle verstromt, während die entstehende Abwärme wiederum auch genutzt wird. Es sind ausserdem auch Methan-Brennstoffzellen bekannt, so dass auch andere Gase direkt verstromt werden können. 2 shows an embodiment in which a dissociation according to 1 in a plant of a combined heat and power plant CHP 20 can be integrated. The combined heat and power plant will be like the energy system 9 in 1 with hydrogen 7 and / or purified gas 8th operated. Hydrogen can be converted into an oxyhydrogen gas reaction and used mechanically and / or thermally. Or it is converted into electricity directly in a fuel cell, while the resulting waste heat is also used. There are also known methane fuel cells, so that other gases can be converted directly.

Das Reaktionswasser wird über eine Wärmeturbine geführt, so dass die anfallende Wärme auch dort wieder genutzt werden kann, um diese entweder nachzuverstromen oder die Wärme in ein Wärmenetz 40 einzuspeisen.The reaction water is passed through a heat turbine, so that the heat generated there can be used again to either nachverstromen this or the heat in a heat network 40 feed.

Der Ausgang des BHKWs 20 liefert somit sowohl elektrische und/oder mechanische Energie als auch Wärmeenergie.The output of the CHP 20 thus supplies both electrical and / or mechanical energy and heat energy.

Bei den verschiedenen genannten Verwendungen ergibt sich aus der Tatsache, dass die gesamte Einrichtung kompakt ist, dass diese auch als Einheit in einem Fahrzeug oder einem Blockheizkraftwerk integriert sein kann.at The various uses mentioned are the result of the fact that that the entire device is compact, that this also as a unit be integrated in a vehicle or a combined heat and power plant can.

Im Falle einer Anwendung im Fahrzeug ergibt sich eine vorteilhafte autarke somit bewegbare Baugruppe.in the Case of an application in the vehicle results in an advantageous self-sufficient, thus movable assembly.

11
Reaktionsraumreaction chamber
22
Ultraschallgeneratorultrasonic generator
33
Mikrowellengeneratormicrowave generator
44
Gas-Wasser-MischerGas-water mixer
55
Gasabzugsraum mit Gas-Wasser-TrennerGas discharge chamber with gas-water separator
66
Elektrode mit Abgasöffnungelectrode with exhaust opening
77
Wasserstoffgas-AusgangHydrogen gas outlet
88th
Gas-Wasser-AusgangGas-water outlet
99
Energieanlage (Brennstoffzelle, Kolbenmaschine etc)power plant (Fuel cell, piston engine etc)
1010
Wasserrückführung aus KnallgasreaktionWater return from Hydrogen-oxygen reaction
2020
Blockheizkraftwerk BHKWCHP CHP
2121
Wärmeturbineheat turbine
3030
elektrisches Netzelectrical network
4040
Wärmenetzheating network

Claims (14)

Verfahren zur Wasserstoffgewinnung aus Dissoziation, wobei in einem Reaktionsraum Wasser eingeleitet und sodann mit elektromagnetischer Energie im Mikrowellenbereich beaufschlagt wird, und dass eine Trennung der Ionen über ein elektrisches Feld erfolgt, und Wasserstoff im Bereich einer Elektrode abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt oder zusätzlich zum Wasser Wasserdampf und/oder ein Gas-Wasser-Gemisch und/oder ein Biogas-Wasser-Gemisch eingeleitet wird, und dass der Reaktionsraum bzw das durch den Reaktionsraum durchgeleitete Medium zusätzlich mit Ultraschall beaufschlagt wird.Process for the recovery of hydrogen from dissociation, wherein in a reaction space water is introduced and then subjected to electromagnetic energy in the microwave range, and that a separation of the ions takes place via an electric field, and hydrogen is withdrawn in the region of an electrode, characterized in that instead of or in addition Water vapor and / or a gas-water mixture and / or a biogas-water mixture is introduced to the water, and that the reaction space or the medium passed through the reaction space is additionally subjected to ultrasound. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffgewinnung während einer kontinuierlichen Zuführung oder Durchleitung des Mediums erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that the hydrogen production during a continuous feed or passage of the medium takes place. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Mikrowellenenergie in einem Bereich um 1,25 GHz +/–250 MHz liegt.Method according to claim 1 or 2, characterized that the frequency of the microwave energy in a range around 1.25 GHz +/- 250 MHz is. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallschwingung und/oder die elektromagnetische Schwingung als Pulspakete mit gegebenenfalls aufmodulierten höher frequenten Oberschwingungen generiert werden, und das Medium auf diese Weise mit Pulsen beaufschlagt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the ultrasonic vibration and / or the electromagnetic vibration as pulse packets with possibly modulated higher frequency Harmonics are generated, and the medium in this way is applied with pulses. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff innerhalb einer Vorstufe einer Wasserstoff-Verbrennungsmaschine oder einer Wassserstoffenergieeinrichtung wie Motor oder Turbine oder Brennstoffzelle vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the process for the recovery of hydrogen within a preliminary stage of a hydrogen combustion engine or a hydrogen power plant as engine or turbine or fuel cell is made. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedarf an Wasserstoff in der Wasserstoffenergieeinrichtung im Betrieb immer aktuell mindestens einen Stellwert für die Wasserstofferzeugung generiert, derart dass Leistungsabfrage und Wasserstoffbedarf einen Regelkreis bilden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the demand for hydrogen in the hydrogen energy device Always up to date with at least one manipulated variable for hydrogen production during operation generated, so that performance query and hydrogen demand a loop form. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasser oder dem Wasser-Wasserdampf-Gemisch oder dem Wasser-Gas-Gemisch oder dem Wasser-Biogas-Gemisch vor Erreichen des Reaktionsraumes flüssige Katalysatorstoffe wie Tenside beigemischt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the water or the water-steam mixture or the water-gas mixture or the water-biogas mixture before reaching the reaction space liquid Catalysts such as surfactants are mixed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die so aus in der Energieerzeugungseinrichtung aus Wasserstoff gewonnene Energie zu einem Teil zum Betrieb der Wasserstoffgewinnung zurückgespeist wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the power generation device Hydrogen energy is a part of the operation of the Hydrogen recovery fed back becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei diesem geschlossenen Prozess entstehende Wärmeüberschüsse mittels Wärmepumptechnik genutzt und ggfs in einer Niedertemperatur-Wärmeturbine nachverstromt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that resulting from this closed process Heat surplus by means of Heat pump technology used and if necessary nachverstromt in a low-temperature heat turbine. Dissoziationseinrichtung zur Wasserstoffgewinnung wobei die Dissoziationseinrichtung einen Reaktionsraum (1) aufweist, durch welchen Wasser durchleitbar ist, und ferner am Reaktionsraum (1) ein Mikrowellengenerator (3) angeordnet ist, über welchen der Reaktionsraum (1), bzw das dort durchgeleitete Medium mit elektromagnetischer Energie im Mikrowellenbreich beaufschlagbar ist, und die Wasserstoffionen über mindestens eine im Reaktionsraum (1) angeordnete Elektrode (6) als Gas abziehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich oder anstelle von Wasser Wasserdampf und/oder ein Gas-Wasser-Gemisch und/oder ein Biogas-Wasser-Gemisch durchleitbar ist, und dass das durchgeleitete Medium zusätzlich mit Ultraschallenergie über einen Ultraschallgenerator beaufschlagbar ist.Dissociation device for hydrogen production wherein the dissociation means a reaction space ( 1 ), through which water is passable, and further at the reaction space ( 1 ) a microwave generator ( 3 ) is arranged, over which the reaction space ( 1 ), or the medium conducted there can be acted upon by electromagnetic energy in the microwave range, and the hydrogen ions can be acted upon via at least one in the reaction space ( 1 ) arranged electrode ( 6 ) are deductible as gas, characterized in that in addition to or instead of water, water vapor and / or a gas-water mixture and / or a biogas-water mixture is durchleitbar, and that the medium passed through additionally with ultrasonic energy can be acted upon by an ultrasonic generator , Dissoziationseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als integrierte Vorstufe für ein Fahrzeug dient.Dissociation device according to claim 10, characterized characterized in that the device as an integrated precursor for a vehicle serves. Dissoziationseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als Vorstufe für eine Brenntstoffzelle dient.Dissociation device according to claim 10 or 11, characterized in that the device as a precursor for a fuel cell serves. Verwendung einer Dissoziationseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, betrieben nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, als kombinierter Gasfilter und Wasserstofferzeuger.Use of a dissociation device according to one the claims 11 to 12, operated by a method according to one of claims 1 to 10, as a combined gas filter and hydrogen generator. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dissoziationseinrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 12 und/oder das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Blockheizkraftwerk(BHKW) mit eingesetzt wird.Use according to claim 13, characterized in that the dissociation device according to claims 10 to 12 and / or the Method according to one of the claims 1 to 9 in a combined heat and power plant (CHP) is used.
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