RU2410470C2 - Электроводородный генератор - Google Patents
Электроводородный генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410470C2 RU2410470C2 RU2009130354/07A RU2009130354A RU2410470C2 RU 2410470 C2 RU2410470 C2 RU 2410470C2 RU 2009130354/07 A RU2009130354/07 A RU 2009130354/07A RU 2009130354 A RU2009130354 A RU 2009130354A RU 2410470 C2 RU2410470 C2 RU 2410470C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- housing
- movement
- current conducting
- conducting bar
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
-
- 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
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимии, а именно к конструкциям электролизеров для получения кислородно-водородной смеси - гремучего газа, путем электролиза воды. Устройство содержит заполненный электролитом корпус, внутри которого вдоль оси расположена токопроводящая штанга цилиндрической формы. По сути, поверхность штанги представляет собой катод, а внутренняя поверхность корпуса - анод. Токопроводящая штанга либо гальванически короткозамкнута с корпусом, либо соединена с ним через потребитель постоянного электрического тока. Внутри корпуса, соосно с ним, расположена центробежная крыльчатка, приводимая в движение внешним приводом. Для выведения продуктов электролиза и пополнения расходуемых воды и электролита устройство снабжено подводящим и отводящим каналами. Схема установки позволяет достигать высоких значений инерционного поля, действующего на электролит, тем самым создавая условия для интенсивного разделения ионов электролита и прохождения электрохимической реакции с выделением газов, что в свою очередь повышает производительность устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области электрохимии, а именно к конструкциям электролизеров для получения кислородно-водородной смеси - гремучего газа, путем электролиза воды.
Известны следующие устройства для преобразования энергии путем разложения воды электролизом:
RU 2015395, F02М 21/00, 30.06.1994 г.;
RU 2174162, С25В 9/00, 1/02, 2001 г.;
RU 2224051, С25В 1/04, С25В 9/12, 2004 г.
Признаки: наличие полого корпуса, заполненного электролитом; наличие электродов, один из которых образован внутренней поверхностью корпуса, - являются общими существенными признаками заявляемого и известных технических решений.
С известным устройством, описанным в патенте RU 2346083, С25В 1/04 2009 г., схожесть представляемого устройства заключается в наличии стационарного цилиндрического корпуса и расположение второго электрода вдоль продольной оси цилиндрического корпуса.
Общей характеристикой принципа работы устройств является создание механического поля искусственной силы тяжести (инерционного поля), достаточной для преодоления сил гидратных связей и создающей электродвижущую силу (ЭДС) для наведения электрического тока в электролите, с целью проведения электрохимических реакций с выделением водорода и кислорода (см. описание изобретения к патенту RU 2174162, С25В 9/00, 1/02, 2001 г.).
Недостаток перечисленных устройств вытекает из механики их работы, которая подразумевает вращение объема электролита вокруг оси с постоянной угловой скоростью ω. При этом сила действия инерционного поля, приложенная к какой-либо точке объема электролита, пропорциональна центростремительному ускорению, то есть пропорциональна соотношению ν2/R, где ν - проекция вектора линейной скорости на плоскость, перпендикулярную оси вращения, a R - радиус траектории. Известно, что линейная скорость связана с угловой скоростью выражением ν=Rω, поэтому отношение ν2/R можно представить как ω2R. Из этого следует, что при работе приведенных устройств максимальное действие инерционного поля испытывает слой электролита находящийся у наружного электрода (анода), которое ограничивается частотой вращения вала (для RU 2346083, С25В 1/04, 2009 г. - подачей насоса), что, безусловно, ограничивает их производительность.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении производительности и упрощении конструкции устройства.
Указанный технический результат достигается заявляемым в настоящем описании устройством, путем применения механизма, формирующего скрученный выворачивающийся тороидальный поток из встречных (наружного и внутреннего) спиральных течений электролита, за счет чего образуется смерчеобразный вихрь, который создает высокоинтенсивное инерционное поле, действующее на электролит в приосевой области его объема.
На фиг.1 представлена схема устройства и принцип его работы.
Устройство содержит заполненный электролитом цилиндрический корпус 1 с соосно-расположенной внутри него токопроводящей штангой 2. По сути, поверхность штанги представляет собой катод, а внутренняя поверхность корпуса - анод. Токопроводящая штанга либо гальванически короткозамкнута с корпусом, либо соединена с ним через потребитель постоянного электрического тока. Внутри корпуса, соосно с ним и токопроводящей штангой, расположено устройство, задающее движение электролита, представленное как центробежная крыльчатка 3, приводимая в движение внешним приводом 4. В качестве устройства, задающего движение электролита, вместо центробежной крыльчатки, соединенной с приводом вращения, может быть использовано другое устройство, способное выполнить указанную функцию, например: плоский диск, приводимый во вращение вокруг собственной оси внешним приводом; устройство, формирующее вращающееся магнитное поле, по типу статора асинхронного двигателя, взаимодействие которого с ионами электролита задает движение последнего; устройство циклотронного типа и т.п. Продукты электролиза выводятся из устройства через канал 5, величина потока продуктов электролиза регулируется вентилем 6. Расход воды и электролита пополняется через подводящий канал 7. Для осуществления теплообмена с окружающей средой, с целью компенсации теплоты эндотермической реакции, на внешней поверхности корпуса устройства может быть выполнен воздушный либо жидкостный теплообмен.
Признаки: наличие механизма, формирующего скрученный выворачивающийся тороидальный поток из встречных (наружного и внутреннего) спиральных течений электролита, представленного совокупностью устройства, задающего движение электролита, и цилиндрического корпуса; наличие второго электрода круглого сечения, представленного токопроводящей штангой, расположенного вдоль продольной оси цилиндрического корпуса - являются существенными признаками, отличающими заявляемое устройство от его ближайшего аналога.
Электролит движется по спирали радиусом R вдоль стенок корпуса в сторону от крыльчатки к противоположному основанию, достигнув которого поток электролита проталкивается к оси корпуса, и далее движется в сторону крыльчатки, по спирали меньшего радиуса r, создавая вихрь, подобный смерчу. Так как радиус вращения уменьшается, то угловая скорость вращения значительно возрастает по сравнению с прилегающими слоями, а следовательно, динамический напор потока увеличился, а статический, соответственно с законом Бернулли, становится меньше, чем в прилегающих к нему внешних слоях. Понижение статической составляющей давления ведет к дополнительному уменьшению радиуса r потока за счет действия статического давления внешних слоев электролита, и соответственно сжатию сечения потока. В результате, из-за уменьшения поперечного сечения потока значение модуля линейной скорости ν увеличивается согласно принципу не сжимаемости жидкости. На фиг.2 видом сверху представлена схема динамики образования смерчеобразного вихря в электролите.
Часть потока электролита, проходящая в приосевой зоне установки, испытывает максимальное действие центробежного поля, так как здесь достигается наибольшее значение отношения квадрата линейной скорости к радиусу траектории ν2/r, здесь же идет разделение гидратированных ионов раствора согласно их массе. Легкие катионы выталкиваются к оси корпуса и разряжаются на поверхности токопроводящей штанги, восстанавливаясь в молекулы водорода. Тяжелые анионы выносятся от оси под действием инерционных сил и сил межионного электрического взаимодействия.
На фиг.3 представлена схема электрохимических реакций, протекающих при работе установки, на примере водного раствора бромноватой кислоты.
Высвобожденные газы собираются в пузырьки и выносятся по штанге к каналу отвода продуктов электролиза, который может быть выполнен в штанге либо в крыльчатке. Поток пузырьков отводимых газов регулируется вентилем, что позволяет уменьшить отток части электролита, попадающего в канал вместе с пузырьками газа. Расходуемый в процессе работы электролит пополняется через канал подвода электролита.
Схема установки позволяет достичь высоких значений инерционного поля, действующего на электролит в приосевой зоне, тем самым создает условия для интенсивного разделения ионов электролита и прохождения электрохимической реакции с выделением газов. Кроме того, высокое инерционное поле позволит использовать электролиты с малой разницей массы ионов, входящих в его состав.
Заявляемое изобретение, по сравнению с аналогами, позволяет повысить производительность, упростить конструкцию устройства и расширить его функциональные возможности, например, благодаря созданию большой разницы давлений в приосевой области и около стенок корпуса, становится возможным, помимо инерционного разделения, использовать смещение химического равновесия в смеси химических соединений, изменение растворимости и т.п. с целью получения требуемых продуктов.
Claims (2)
1. Устройство получения кислородно-водородной смеси, содержащее каналы подачи воды и электролита и отвода продуктов электролиза, электролизер, включающий цилиндрический корпус, заполненный раствором электролита и соединенный с каналом подвода воды и электролита, короткозамкнутые либо соединенные через потребитель постоянного тока электроды, один из которых образован внутренней поверхностью корпуса, а второй выполнен в виде токопроводящей штанги, расположенной вдоль продольной оси цилиндрического корпуса, теплообменник, и механизм, задающий движение электролита, отличающееся тем, что второй электрод выполнен круглого сечения, а механизм, задающий движение электролита, формирует скрученный, выворачивающийся, тороидальный поток из встречных, наружного и внутреннего, спиральных течений электролита.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм, задающий движение электролита, в виде скрученного тороидального потока из встречных, наружного и внутреннего, спиральных потоков электролита, выполнен как совокупность крыльчатки, соединенной с приводом вращения, и цилиндрическим корпусом.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009130354/07A RU2410470C2 (ru) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | Электроводородный генератор |
PCT/RU2010/000380 WO2011019299A1 (ru) | 2009-08-10 | 2010-07-08 | Электроводородный генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009130354/07A RU2410470C2 (ru) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | Электроводородный генератор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009130354A RU2009130354A (ru) | 2010-04-10 |
RU2410470C2 true RU2410470C2 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=42670951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009130354/07A RU2410470C2 (ru) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | Электроводородный генератор |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410470C2 (ru) |
WO (1) | WO2011019299A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101819608B1 (ko) | 2015-07-31 | 2018-01-17 | 코닝정밀소재 주식회사 | 유리 접합체 커팅 방법 및 커팅 장치 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5696084A (en) * | 1979-12-28 | 1981-08-03 | Nobuyoshi Tsuji | Rotary electrolytic machine of water |
RU2174162C1 (ru) * | 1998-06-22 | 2001-09-27 | Кудымов Георгий Иванович | Устройство для преобразования энергии |
RU2253700C1 (ru) * | 2004-06-24 | 2005-06-10 | Могилевский Игорь Николаевич | Установка для электролиза воды в центробежном поле |
RU2346083C2 (ru) * | 2006-06-22 | 2009-02-10 | Виктор Миронович Дворников | Устройство для преобразования энергии путем электролиза |
-
2009
- 2009-08-10 RU RU2009130354/07A patent/RU2410470C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-07-08 WO PCT/RU2010/000380 patent/WO2011019299A1/ru active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009130354A (ru) | 2010-04-10 |
WO2011019299A1 (ru) | 2011-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101005342B1 (ko) | 전기분해를 이용한 물분해 장치 | |
CA2526333C (en) | Method and apparatus for conducting a chemical reaction in the presence of cavitation and an electrical current | |
US20120097550A1 (en) | Methods for enhancing water electrolysis | |
JP5475273B2 (ja) | 微小気泡生成装置、水素水製造装置及び水素水製造方法 | |
JP2015205225A (ja) | 還元水製造装置及び還元水 | |
CN105041593B (zh) | 双面神结构的光驱动纳米马达 | |
RU2410470C2 (ru) | Электроводородный генератор | |
JP6869188B2 (ja) | 還元水の製造装置および還元水の製造方法 | |
WO2006004457A1 (fr) | Dispositif d'electrolyse d'eau dans un champ centrifuge | |
CN101956210A (zh) | 一种电解槽电极板 | |
JP2019183286A (ja) | 有機物生成方法および有機物生成システム | |
WO2009154504A1 (ru) | Водородный агрегат и способ реализации его работы | |
CN102528187B (zh) | 倒置式电化学放电加工方法及装置 | |
RU2342470C2 (ru) | Способ получения водорода и продуктов окисления алюминия и установка для осуществления способа | |
JP3150000U (ja) | 微小気泡生成装置、及び水素水製造装置 | |
JP2008285756A (ja) | 水素発生装置及び燃料電池発電システム | |
US20230399756A1 (en) | Apparatus for the electrolytic production of hydrogen | |
RU2299930C1 (ru) | Установка для электролиза в центробежном поле | |
KR100414880B1 (ko) | 전기분해를 이용한 산소 및 수소 발생장치 | |
SE530479C2 (sv) | Anordning för genererande av elektrisk ström samt uppspjälkning av vatten i syre och väte | |
US20070007126A1 (en) | Electrohydrogen generator and molecular separator using moving electrodes and auxiliary electrodes | |
CN101956212A (zh) | 振动式电解槽 | |
JP5984063B2 (ja) | オゾン水生成装置 | |
Widhiyanuriyawan | Performance of Distilled Water Electrolysis with adding of Sodium Bicarbonate as Catalytic | |
WO2022044003A1 (en) | Method and apparatus for hydrogen production by electrolysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130811 |