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Die Erfindung betrifft ein industriell einsetzbare Verfahren zur Herstellung eines Hochenergiegases (HiThan-Gas) mittels Wasserelektrolyse und konventionellen Brenngasen als Trägergasen, insbesondere zur effizienten Nutzung überschüssiger elektrischer Energie zur Herstellung eines stabilen Verbundgases als Energiespeicher für die spätere Nutzung.
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Bisherige Entwicklungen, bezogen auf die hier beschriebene Erfindung, hatten sich vorwiegend mit der Produktion von Wasserstoff und deren Anwendungen für Alternativenergiekonzepte oder Antriebsmittel für bestimmte Energieerzeugungsanlagen beschäftig. Geforscht wurde und wird nach wie vor an Lösungen zur Speicherung von Energie, vorwiegend auf dem Stromsektor. Die Erfolge dabei sind Insellösungen der verschiedensten Arten und Möglichkeiten.
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So sind bereits Verfahren bekannt, bei welchen elektrische Energie zur Herstellung von Gasen durch die Umwandlung von Wasser zu gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse verwendet wird. Jedoch arbeiten diese Verfahren bei sehr hohen Drücken beispielsweise von bis zu 200 bar und hohen Temperaturen. Zudem kommen hochgiftige Elektrolyselösungen und auch Katalysatoren zum Einsatz.
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Bekannt ist auch, dass die gemeinsame Lagerung und der Transport von Wasserstoff und Sauerstoff als Gasgemisch durch die Schwerkraft bedingte Trennung gemeinsam nur aufwändig möglich ist und aus diesem Grunde jeweils schon separat gewonnen und gelagert werden.
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Zudem ist ein Gemisch von Wasserstoff und Sauerstoff hoch explosiv und bedarf besonderer Sicherheitsvorkehrungen bei der Lagerung, weshalb bei der Herstellung die Gase sofort getrennt oder ohne Möglichkeit der Bildung eines Gasraumes abtransportiert und einer Weiterverarbeitung, wie einer kontrollierten Verbrennung, zugeführt werden.
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Was insgesamt als Forschungs- und Ergebnisweg bei diesen vielen Entwicklungen fehlte und fehlt, sind solche neuen und zugleich handhabbaren technische Lösungen herauszuarbeiten, die alle geforderten und gewünschten Eigenschaften einer Energiewende in sich vereinen. Es entstanden neue Formen der Energieerzeugung, aus Windkraft und Solarkollektoren, aber keine neuen Energiequellen mit neuen revolutionierten Eigenschaften im Endprodukt der Erzeugung.
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So ist es auch technisch nicht gelungen, dass die aus alten und neuen Energiequellen überschüssige Energie in irgendeiner Form verlustfrei gespeichert und/oder gelagert und dann wieder effektiv zurückgeführt werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum elektrochemischen Verbinden von Wasserstoff und Sauerstoff mit einem Brenngas als Trägergas zu einem stabilen Verbundgas zu schaffen, wobei der Wasserstoff und der Sauerstoff so beeinflusst werden, dass ein wesentlicher Nachteil im Stand der Technik, nämlich die Explosionsgefahr bei der Lagerung wesentlich gemindert und eine langfristige Lagerung ermöglicht werden. Zudem soll ein einfacher und zudem effizienter Betrieb dieses Verfahrens erreicht und damit die Nachteile des genannten Standes der Technik vermieden werden.
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Im Ergebnis der Forschung und Entwicklung entstand eine modulare technische Baueinheit als industrielles Verfahren zur Herstellung des neuen Gases, genannt „HiThan"-Gas. Es ist handhabungssicher und besitzt die Fähigkeit, verlustfrei und zündsicher lagerfähig zu sein.
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Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass ein Verfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum elektrochemischen Verbinden von zwei, drei oder mehr Gasen zu einem stabilen Verbundgas geschaffen wird, wobei in einem Reaktionsraum das Elektrolysegas eine im Reaktionsraum befindliche Elektrolytlösung durchströmt und das zumindest ein an sich bekanntes Brenngas, welches aus Rohrleitungen, Vorlagertanks oder Vorlagerzelten als Trägergas über die Elektrolytlösung geleitet wird, wobei die elektrochemische Verbindung der Gase nach dem Austreten des Elektrolysegases aus der Elektrolytlösung erfolgt und dass das verbundene Gas als Verbundgas anschließend abgeleitet wird. So ist in einem Reaktionsraum zumindest ein erster Gaseinlass oder zumindest eine an sich bekannte Gaserzeugungsvorrichtung für den Wasserstoff und den Sauerstoff als Elektrolysegas und zumindest ein zweiter Gaseinlass für zumindest ein an sich bekanntes Brenngas als Trägergas vorhanden. Weiterhin ist zumindest ein Gasauslass vorhanden. Hierbei ist der Reaktionsraum mit einer Elektrolytlösung befüllt, wobei sich der zumindest eine Gaseinlass für das Elektrolysegas vollständig in der Elektrolytlösung befindet oder die zumindest eine Gaserzeugungsvorrichtung, wie beispielsweise eine an sich bekannte Elektrolysezellenanordnung, für das Elektrolysegas von der Elektrolytlösung zumindest teilweise umschlossen ist. Bei der Durchführung des Verfahrens wird die bei der Elektrolyse gebildete Oberflächenladung und der damit einhergehenden oberflächlichen Veränderung der Polarisation des gasförmigen Wasserstoffs und des gasförmigen Sauerstoffs zu Nutze gemacht, welcher durch die Elektrolytlösung an deren Oberfläche gelangt und dort zu einer Polarisierung und Ionisation des Gasraumes oberhalb und an der Oberfläche der Elektrolytlösung führt, wodurch das Brenngas ebenfalls polarisiert wird. In Folge dieser Polarisierung des Brenngases kommt es zwischen dem polarisierten Brenngas und dem ungleich polarisierten Elektrolysegas zu einer elektrochemischen Verbindung als Gasverbund zwischen Brenngas und Elektrolysegas. Hierdurch wird die hohe Explosionsgefahr des Elektrolysegases unmittelbar gebannt. Das entstehende Gas ist weiterhin nutzbar und ohne besondere Vorkehrungen in Lagertanks oder Lagerzelten oder Gaslagerstätten lagerbar oder in Rohleitungen einspeisbar. Der notwendige Aufbau des Reaktionsraumes wird mit einem geringen Aufwand erreicht, wodurch auch ein Kostenvorteil gegenüber dem Stand der Technik möglich ist. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass der konstruktive Aufbau erheblich vereinfacht und zudem für einen quasidrucklosen Betrieb auszulegen ist. Aufwändige Vorkehrungen und Anlagenteile, welche für hohe bis sehr hohe Drücke erforderlich wären, entfallen. Auch entfallen aufwändige thermische Isolationen und besondere Maßnahmen für eine Energieversorgung. Damit stellt das erfindungsgemäße Verfahren und die Anordnung auch eine sehr kostengünstige Variante dar. Durch den Rückgriff auf vorhandene einfache Elektrolyselösungen, wie belkannte Elektrolysezellen, lassen sich beide Systeme sinnvoll und bedarfsgerecht koppeln. Vorteilhaft kann bei Verwendung des Verfahrens in einer erfindungsgemäßen Anordnung auf Katalysatoren verzichtet werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind für das Verfahren in den Ansprüchen 2 bis 8 und für die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in den Ansprüchen 10 bis 14 dargestellt.
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Das Verfahren erfährt eine vorteilhafte Weiterbildung, indem das zumindest eine Brenngas als Trägergas auf die Oberfläche der Elektrolytlösung geleitet wird. Hierdurch treffen jeweils die die Elektrolytlösung durchlaufenden Gase unmittelbar nach dem Austreten aus der Elektrolytlösung auf das Brenngas als Trägergas, so dass diese sich ohne Ladungsverlust besser verbinden können.
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Vorteilhaft füllt die Elektrolytlösung den Reaktionsraum bis zu 90 % wodurch ein ausreichend großer Gasraum zur Verfügung gestellt wird, in welchem die elektrochemische Verbindung der beteiligten Gase ermöglicht wird. Der Reaktionsraum kann auch nur bis zu 50% gefüllt sein, wobei hier jedoch die Gase nur kurz die Elektrolytlösung passieren. Ein bis zu 95 % gefüllter Reaktionsraum ist ebenfalls denkbar, würde aber gegebenenfalls zu großen Turbulenzen und damit zu einem schlechteren Ergebnis führen.
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Indem die Elektrolytlösung vorteilhaft im Reaktionsraum vereinzelt bereichsweise oder vollständig mit einem elektrischen und/oder magnetischen Feld beeinflusst wird, bilden sich in der Elektrolytlösung hexagonale Strukturen der Wassermoleküle aus, welche die durch die Elektrolyse vorhandene Polarisation des gasförmigen Wasserstoffs und des Sauerstoffs verstärkt und damit deren Oberflächenladung weiter erhöht. Dieser Effekt wird ebenfalls erreicht wenn die Elektrolytlösung im Reaktionsraum vereinzelt bereichsweise oder vollständig erwärmt wird.
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Indem vorteilhaft die Elektrolytlösung im Reaktionsraum vereinzelt bereichsweise oder vollständig verwirbelt, umgewälzt, bewegt oder in Schwingung versetzt wird, kommt es zu Ladungstrennungen, welche ebenfalls die vorhandene Polarisation des gasförmigen Wasserstoffs und des Sauerstoffs verstärkt und damit deren Oberflächenladung weiter erhöht.
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Durch das vorteilhafte Beleuchten der Elektrolytlösung im Reaktionsraum vereinzelt, bereichsweise oder vollständig mit einer Lichtstrahlung im Spektrum des sichtbaten und/oder nichtsichtbaren Lichtes, wird die Bildung der hexagonalen Strukturen des Wasser in der Elektrolytlösung begünstigt, wodurch die durch die Elektrolyse vorhandene Polarisation des gasförmigen Wasserstoffs und des Sauerstoffs verstärkt und damit deren Oberflächenladung weiter erhöht wird.
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Vorteilhaft wird das Verfahren bei einem Druck zwischen Atmosphärendruck und einem Druck von 0,8 bar und bei einer Temperatur von 0 bis 50 Grad Celsius durchgeführt. Somit wird ein einfacher Aufbau erreicht. Aufwändige Maßnahmen zur Absicherung hoher Betriebsdrücke entfallen. Ebenso entfallen thermische Isolierungen, da zunächst keine zusätzliche intensive Wärmezufuhr benötigt wird und die beim Prozess entstehende Abwärme unmittelbar dem Prozess zu Gute kommt.
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Vorteilhaft sind im Reaktionsraum Vorrichtungen zur thermischen und/oder mechanischen und/oder elektrischen und/oder magnetischen Beeinflussung der Elektrolytlösung vorgesehen. Diese Vorrichtungen sind so angeordnet, dass sie vorteilhaft und wirksam auf die Elektrolytlösung und deren Struktur Einfluss nehmen und dadurch die Polarisation des gasförmigen Wasserstoffes und des Sauerstoffes für den anschließenden Verbund mit dem Brenngas zu verstärken und zu verbessern.
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So sind vorteilhaft auch Vorrichtungen zur Beeinflussung der Elektrolytlösung durch Lichtstrahlung im Spektrum des sichtbaren und/oder nichtsichtbaren Lichtes vorgesehen, welche in der Elektrolytlösung die Bildung einer hexagonalen Struktur der Wassermoleküle bewirken, aufgrund derer sich die Oberflächenladung des gasförmigen Wasserstoffs und Sauerstoffs erhöht.
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Indem vorteilhaft der Reaktionsraum nichtmagnetisch ist, werden gegebenenfalls auftretende Wechselwirkungen zwischen den Vorrichtungen und Maßnahmen zur Beeinflussung des Wassers sowie Wechselwirkungen und Entladungserscheinungen der polarisierten Gase vermieden.
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Die eingesetzte Elektrolytlösung als Lauge in wässriger Lösung ist zudem gegenüber der Umwelt und der Gesundheit vollkommen unbedenklich.
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Die Anordnung erfährt eine vorteilhafte Weiterbildung, indem der zumindest eine zweite Gaseinlass bis an die Oberfläche der Elektrolytlösung geführt ist. Hierdurch treffen jeweils der durch die Elektrolytlösung durchlaufende Wasserstoff und Sauerstoff unmittelbar nach dem Austreten aus der Elektrolytlösung auf das oder die weiteren Gase, so dass diese sich ohne Ladungsverlust besser verbinden können. Zudem wird vermieden, dass sich das Brenngas unkontrolliert im Gasraum verteilt.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit außerhalb des Reaktionsraumes liegender Elektrolysezelle und
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2 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Vorrichtungen zur Beeinflussung der Elektrolytlösung.
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Bei der konkreten Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum elektrochemischen Verbinden von Wasserstoff und Sauerstoff als Elektrolysegas 3 mit zumindest einem an sich bekannten Brenngas 4 als Trägergas 4 zu einem Verbundgas 5, sind in einem Reaktionsraum 1 ein erster Gaseinlass 8 für den Wasserstoff und den Sauerstoff als Elektrolysegas 3 und ein zweiter Gaseinlass 9 für ein an sich bekanntes Brenngas 4, wie beispielsweise Erdgas, Butan, Propan, Methan und Ethan als Trägergas 4 vorhanden. Das Brenngas 4 kommt dabei aus Rohrleitungen, Vorlagertanks oder Vorlagerzelten. Weiterhin ist ein Gasauslass 10 vorhanden, über welchen das Verbundgas 5 den Reaktionsraum 1 verlässt und in ein Leitungsnetz oder einen Speicher geführt wird.
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Der Reaktionsraum 1 ist mit einer Elektrolytlösung 2 befüllt. Der Gaseinlass 8 für das Elektrolysegas 3 ist in einem konkreten Ausführungsbeispiel oberhalb des Bodens 17 des Reaktionsraumes 1 angeordnet und somit in der Elektrolytlösung 2 angeordnet und von ihr umgeben.
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Das Elektrolysegas 3 wird in einer vorgeschalteten Gaserzeugungsvorrichtung 11 in Form einer an sich bekannten Wasserelektrolysezelle hergestellt und durch den ersten Gaseinlass 8 in den Reaktionsraum 1 geleitet.
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Vorgesehen ist es jedoch auch, dass die Gaserzeugungsvorrichtung 11, wie eine an sich bekannte Elektrolysezellenanordnung für die Herstellung des Elektrolysegases 3, unmittelbar in der Elektrolytlösung 2 im Reaktionsraum 1 angeordnet und prozessbedingt, zumindest teilweise von ihr umschlossen ist. Eine Kopplung beider Elektrolysegasquellen 11 ist ebenfalls möglich, sofern der Bedarf dafür besteht. Der Füllgrad des Reaktionsraumes mit der Elektrolytlösung 2 ist bevorzugt auf 90% begrenzt, um einen ausreichend großen Gasraum 7 oberhalb der Elektrolytlösung 2 für eine zuverlässige Polarisation und Ionisiation zur Bindung vorzuhalten. Der Füllgrad des Reaktionsraumes 1 mit der Elektrolytlösung 2 lässt sich jedoch auch auf bis zu 50% reduzieren.
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In dem Reaktionsraum 1 durchströmt nun das Elektrolysegas 3 die im Reaktionsraum 1 befindliche Elektrolytlösung 2. Das an sich bekanntes Brenngas 4 als Trägergas 4 wird in den Raum über die Elektrolytlösung 2 geleitet, wobei die elektrochemische Verbindung der Gase 3, 4 nach dem Austreten des Elektrolysegases 3 aus der Elektrolytlösung 2 erfolgt und dass das verbundene Gas 5 als Verbundgas 5 anschließend über den Gasauslass 10 abgeleitet wird. Das verbundene Gas 5 ist in Lagertanks oder Lagerzelten oder Gaslagerstätten lagerbar oder direkt in Rohleitungen einspeisbar. Damit ist das verbundene Gas 5 universell für alle technische Anlagen zur Wärmeerzeugung, in bestehenden sowie neuen technischen Anlagen ob im industriellen oder privaten Umfeld ohne Umbauten oder Zusatzbauteilen eisetzbar. So ist es auch als Antriebsmittel für Motoren oder anderen Verbrennungstriebwerken unterschiedlicher Bauarten möglich.
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In einem konkreten Ausführungsbeispiel wird das Brenngas 4 direkt auf und entlang der Oberfläche 6 der Elektrolytlösung 2 geleitet, um die maximale Wirkung der Polarisierung und der Verbindung zwischen dem Brenngas 4 und dem Elektrolysegas 3 zu erreichen.
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Der Reaktionsraum 1 ist bevorzugt nicht magnetisch bzw. aus einem nichtmagnetischen Material oder Materialgemisch gefertigt.
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Das Verfahren wird bevorzugt bei einem Druck von 0,2 bar und einer Temperatur von 20 Grad Celsius betrieben. Dieses Verfahren lässt sich jedoch auch bei Atmosphärendruck sowie bei einem Druck von 0,80 bar betreiben. Ebenso sind Temperaturen von etwa Null Grad Celsius bis etwa 50 Grad Celsius für die Durchführung des Verfahrens möglich.
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Die Polarisierung des Elektrolytgases 3 wird besonders begünstigt, indem die Elektrolytlösung 2 insbesondere eine Beeinflussung durch ein elektrisches Feld, durch eine Erwärmung, durch eine Verwirbelung, durch den Einfluss von Schwingungen, durch Umwälzung oder Bewegung sowie durch eine Lichtstrahlung erfährt. Dabei ist es möglich, dass die Beeinflussungen jeweils zeitgleich oder nacheinander oder in beliebiger Kombination und Variation auf die Elektrolytlösung 2 wirken. Diese Beeinflussung erfolgt dabei vereinzelt bereichsweise bzw. vollständig, wobei die Wirkung der Beeinflussung auf die Ausrichtung der Wassermoleküle in der Elektrolytlösung 2 gerichtet ist. Durch diese Beeinflussung der Elektrolytlösung 2 richten sich die Wassermoleküle insbesondere an den Grenzflächen, auch jener Grenzschicht an der Oberfläche 6 der Elektrolytlösung 2 und innerhalb der Elektrolytlösung 2 verstärkt in einer hexagonalen Struktur aus. Diese sich ergebende veränderte Struktur der Wassermoleküle bringt erhebliche Vorteile dahingehend mit sich, dass diese Grenzschicht Ladungen aufnehmen kann. Der gasförmige Wasserstoff und Sauerstoff gelangen als Gasblasen zur Oberfläche 6 der Elektrolytlösung 2 und werden in der Elektrolytlösung 2 und insbesondere an der Grenzschicht an der Oberfläche 6 der Elektrolytlösung 2 zum Gasraum 7 verstärkt polarisiert und erlangen somit eine hohe Oberflächenladung, wodurch eine Bindung in Folge ungleicher Ladungen an das Brenngas 4, welches ebenfalls jedoch auf der Oberfläche 6 der Elektrolytlösung 2 eine Polarisierung und eine Veränderung der Oberflächenladung erfährt, möglich wird.
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Beim Austreten der Gasblasen aus der Oberfläche 6 der Elektrolytlösung 2 kommt es infolge des Blasenabrisses zu einer Kavitationsladung und dadurch zu einer Ionisierung des Gasraumes 6 oberhalb der Elektrolytlösung 2 im Reaktionsraum 1. Der gasförmige Wasserstoff und der gasförmige Sauerstoff sind stark polarisiert und dadurch in der Lage, mit dem Brenngas 4 eine elektrochemische Verbindung einzugehen.
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Das Ausbilden der hexagonalen Struktur des Wassers in der Elektrolytlösung 2 wird besonders durch eine Beeinflussung durch Lichtstrahlung 16 im Wellenlängenbereich des Infrarotlichtes (IR-Licht) sowie im Wellenlängenbereich des Ultraviolettlichtes (UV-Licht) begünstigt. Hierfür sind im Reaktionsraum in einem konkreten Ausführungsbeispiel oberhalb der Elektrolytlösung UV-Licht-Lampen 16 angeordnet. Die Lampen 16 lassen sich zudem in der Wandung 18 des Reaktionsraumes 1 im Bereich der Elektrolytlösung 2 und somit seitlich an den Seitenwänden 18 sowie auch von oben an der Decke 19 des Reaktionsraumes 1 und von unten am Boden 17 des Reaktionsraumes 1 anordnen.
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Aufgrund einer gegebenenfalls notwendigen Lichtleistung bewirken diese auch eine Verlustleistung durch die zudem eine örtlich begrenzte bzw. vereinzelt bereichsweise Erwärmung der Elektrolytlösung 2 erfolgt, wodurch die Lampen 16 zugleich eine Vorrichtungen zur thermischen Beeinflussung 12 darstellen. Diese unterstützen die Bildung der hexagonalen Struktur. Zudem sind auch separate Vorrichtungen zur thermischen Beeinflussung 12, beispielsweise in Form von Heizwendeln vorgesehen.
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Weiterhin ist als Vorrichtung zur mechanischen Beeinflussung 13 ein Verwirbler in Form eines an sich bekannten Rührwerks innerhalb der Elektrolytlösung 2 vorgesehen, welcher von außerhalb und unterhalb des Reaktionsraumes 1 mittels Magnetkopplung angetrieben wird. Durch den damit im Reaktionsraum 1 erzeugten Wirbel erfolgt eine Ladungstrennung innerhalb der Elektrolytlösung 2, mittels derer der gasförmige Wasserstoff und Sauerstoff beim Passieren der Elektrolytlösung 2 verstärkt polarisiert werden. Bei diesem Verwirbeln bzw. Umwälzen wird die Bildung der hexagonalen Struktur des Wassers in der Elektrolytlösung 2 und an deren Grenzflächen begünstigt.
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Alternativ dazu sowie zusätzlich lassen sich im Reaktionsraum 1 und von der Elektrolytlösung 2 umgeben, als Vorrichtung zur magnetischen Beeinflussung 15, verteilt Induktivitäten in Form von Spulen anordnen, welche von einem Gleichstrom oder Wechselstrom durchflossen werden und mittels des erzeugten elektromagnetischen Feldes ebenfalls vorteilhaft innerhalb der Elektrolytlösung 2 und an deren Grenzflächen zu einer hexagonalen Struktur des Wasser der Elektrolytlösung 2 und damit zu einer Verstärkung der Polarisation des gasförmigen Wasserstoff und Sauerstoffs führt. Eine Anordnung der Induktivitäten ist an den Seitenwänden 18 und auch am Boden 17 des Reaktionsraumes 1 vorgesehen. Mögliche Bauformen für solche Induktivitäten sind beispielsweise sehr flache Ringspulen in Form von planaren Spulen. Diese lassen sich zudem gleichmäßig flächig an der inneren Wandung 18 des Reaktionsraumes 1 anordnen.
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Weiterhin lassen sich im Reaktionsraum 1 zusätzliche Elektroden in Form von Kondensatorplatten anordnen, welche als Vorrichtung zur elektrischen Beeinflussung 14 ein separates elektrisches Feld erzeugen und somit ladungssteigernd auf die Grenzschicht und der hexagonalen Struktur der Wassermoleküle in der Elektrolytlösung 2 wirken.
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Vorgesehen ist es alternativ sowie zusätzlich ebenfalls, dass die Elektrolytlösung 2 als Vorrichtung zur mechanischen Beeinflussung 13 mittels Schwingungen bzw. Vibrationen beeinflusst wird. So lassen sich Vibrationselemente an der Wandung des Reaktionsraumes 1 anordnen, welche die Elektrolytlösung 2 in Schwingung versetzen und damit zu einer Verstärkung der Polarisation des gasförmigen Wasserstoffes und des Sauerstoffes führt. Diese Schwingungen lassen sich auch mittels eines auf die Elektrolytlösung 2 gerichteten Lautsprechers erzeugen. Denkbar ist es ebenfalls, dass die Schwingungen in unterschiedlichen Frequenzen mittels Ultraschall oder Radiowellen erzeugt werden. Entsprechende an sich bekannte Generatoren lassen sich in der Wandung 18 des Reaktionsraumes 1 im Bereich der Elektrolytlösung 2 vorsehen.
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Der gewonnene und polarisierte Wasserstoff und Sauerstoff ist nun aufgrund dieser genannten Eigenschaften gleichermaßen in der Lage, eine stabile Verbindung mit einem beliebigen Brenngas einzugehen, wobei diese Verbindung ausnahmslos auf die Polarisation der Moleküle zurückzuführen und als statische Kopplung zu verstehen ist und eine molekulare Verbindung im engeren Sinne als elektrochemische Verbindung ist.
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So ist es vorgesehen, dass der gewonnene Wasserstoff und Sauerstoff mit einem beliebigen Brenngas 4, wie beispielsweise Methan, Propan, Butan sowie auch Erdgas angekoppelt werden, in dem einerseits das Brenngas 4 direkt in den Reaktionsraum 1 in den als Gasraum 7 bezeichneten Bereich oberhalb der Elektrolytlösung 2 auf deren Oberfläche 6 geleitet wird und der Wasserstoff und der Sauerstoff ebenfalls in den Reaktionsraum 1, jedoch in die Elektrolytlösung 2 geleitet werden und nach deren durchlaufen oder passieren sich unmittelbar am jeweils eingesetzten Brenngas 4 ankoppelt bzw. anderseits der Wasserstoff und Sauerstoff direkt im Reaktionsraum 1 unter Verwendung einer an sich bekannten Elektrolyse erzeugt wird, ebenfalls die Elektrolytlösung 2 durchläuft oder passiert und sich an der Oberfläche 6 mit dem eingeleiteten Brenngas 4 verbindet. Jeweils anschließend wird das um den angekoppelten Wasserstoff und Sauerstoff ergänzte Brenngas 4 über den Gaslauslass 10 abgeleitet oder abgepumpt und beispielsweise einem Speicher oder Leitungsnetz zugeführt.
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Der Vorteil eines solchen ergänzten Brenngases 4 liegt unteranderem darin, dass dessen energetische Eigenschaften verbessert sind und dass es schadstoffärmer verbrennt. Das bei der Verbrennung entstehende Wasser in Form von Wasserdampf ist insbesondere bei Brennwertheizanlagen ein zusätzlicher Energieträger zur bestimmungsgemäßen Wärmenutzung entsprechend innerhalb der Heizungsanlage.
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Indem die Elektrolytlösung 2 beispielsweise eine Lauge in wässriger Lösung ist, werden Umweltrisiken und Gesundheitsrisiken vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reaktionsraum
- 2
- Elektrolytlösung
- 3
- Elektrolysegas
- 4
- Brenngas, Trägergas
- 5
- verbundenes Gas, Verbundgas
- 6
- Oberfläche
- 7
- Gasraum
- 8
- erster Gaseinlass
- 9
- zweiter Gaseinlass
- 10
- Gasauslass
- 11
- Gaserzeugungsvorrichtung, Elektrolysegasquelle, Wasserelektrolyse
- 12
- Vorrichtung zur thermischen Beeinflussung
- 13
- Vorrichtung zur mechanischen Beeinflussung
- 14
- Vorrichtung zur elektrischen Beeinflussung
- 15
- Vorrichtung zur magnetischen Beeinflussung
- 16
- Lichtstrahlung, Lampe
- 17
- Boden
- 18
- Wandung, Seitenwand
- 19
- Decke
