RU2515884C1 - Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты) - Google Patents

Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2515884C1
RU2515884C1 RU2012140367/04A RU2012140367A RU2515884C1 RU 2515884 C1 RU2515884 C1 RU 2515884C1 RU 2012140367/04 A RU2012140367/04 A RU 2012140367/04A RU 2012140367 A RU2012140367 A RU 2012140367A RU 2515884 C1 RU2515884 C1 RU 2515884C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
voltage
electrodes
capacitor
water
Prior art date
Application number
RU2012140367/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012140367A (ru
Inventor
Дмитрий Семенович Стребков
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии наук (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии наук (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии наук (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
Priority to RU2012140367/04A priority Critical patent/RU2515884C1/ru
Publication of RU2012140367A publication Critical patent/RU2012140367A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2515884C1 publication Critical patent/RU2515884C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащем электролизер с двумя электродами и источник питания, электроды выполнены в виде двух, внешнего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, внешний цилиндр совмещен с рубашкой водяного охлаждения электролизера и заземлен, а внутренний цилиндр выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном, закреплен на изоляторе внутри корпуса электролизера и имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера для подвода дистиллированной воды, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода и снабжен рубашкой водяного охлаждения, а высокочастотный источник питания соединен через первый высокочастотный конденсатор с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод которого через высоковольтный диод соединен с внутренним цилиндрическим электродом и с одной обкладкой второго высокочастотного конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с внешним цилиндрическим электродом. В способе получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды при подаче электрической энергии от источника питания на электроды внутри реактора электролиза на электроды подают от высокочастотного источника питания через высоковольтный резонансный высокочастотный трансформатор Тесла и высоковольтный диод электростатические пакеты высоковольтных высокочастотных импульсо

Description

Изобретение относится к области химической технологии, а более конкретно к способам и устройствам для получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды.
Известен способ и устройство получения водорода электролизом воды, где электролитом служит водный раствор КОН (350-400 г/л), давление в элекролизерах от атмосферного до 4 МПа (Химическая энциклопедия в 5 томах под редакцией Н.П.Кнунянца. -М.: Сов. энциклопедия, 1988 г., т.1, с.401).
Производительность электролизеров в известном классическом способе составляет 4-500 кубических метра в час, а расход электроэнергии для получения 1 м3 водорода равен 4,0-5,6 кВт/ч.
Недостатком известного способа является большой расход электроэнергии.
Известен способ и устройство для получения водорода электролизом воды, где используют дистиллированную воду в качестве диэлектрической жидкости между обкладками конденсатора, включенного в последовательную резонансную схему с дросселем, к конденсатору прикладывают пульсирующее однополярное напряжение, подбирают частоту импульсов, поступающих на конденсатор, соответствующую собственной частоте резонанса молекулы воды, продолжительное действие импульсов в режиме резонанса приводит к росту колебательной энергии молекул, а комбинация пульсирующего и постоянного электрического поля к ослаблению сил электрической связи в молекуле воды, сила внешнего электрического поля превосходит энергию связи и атомы кислорода и водорода освобождаются как самостоятельные газы, происходит сбор смеси кислорода, водорода, готовой к употреблению в качестве топлива. Зазор между пластинами конденсатора составлял 1,5 мм, потенциал в импульсе - 20 кВ и более, затраты энергии на электролиз снижались в 17 раз по сравнению с классической схемой электролиза (Stanley Meyer. Пат. США №5.149.407 от 22.09.1992).
Аналогичные результаты получены Генри Пухаревичем, который нашел резонансные частоты расщепления воды 600 Гц, 12 кГц, 42,8 кГц. Напряжение в его электролизере составляло 40 кВ при зазоре между пластинами конденсатора 5 мм. Затраты энергии на электролиз снижались в 20 раз по сравнению с классической схемой электролиза (Henry K.Puharich. Пат. США №4394230 от 19.07.1983 г.).
Недостатком известных способов электролиза воды является высокие затраты энергии на получение смеси водорода и кислорода.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергетических затрат на получение смеси водорода и кислорода в 30 и боле раз по сравнению с классическим методом электролиза воды.
Технический результат заключается в создании устройства, позволяющего получать газовое топливо из воды в виде водородно-кислородной смеси при затратах энергии менее 0,13 кВт∙ч на 1 м3 газового топлива.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащем электролизер с двумя электродами и источник питания, электроды выполнены в виде двух, внешнего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, внешний цилиндр совмещен с рубашкой водяного охлаждения электролизера и заземлен, а внутренний цилиндр выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном, закреплен на изоляторе внутри корпуса электролизера и имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера для подвода дистиллированной воды, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода и снабжен рубашкой водяного охлаждения, а высокочастотный источник питания соединен через первый высокочастотный конденсатор с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод которого через высоковольтный диод соединен с внутренним цилиндрическим электродом и с одной обкладкой второго высокочастотного конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с внешним цилиндрическим электродом.
В варианте устройства получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза внутренний цилиндрический электрод выполнен в виде стакана с перфорированными боковыми стенками.
В варианте устройства получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащем электролизер с электродами и источник питания, электроды выполнены в виде трех, внешнего, среднего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, средний цилиндрический электрод изолирован от корпуса электролизера и выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном и закреплен на изоляторе между внутренним и внешним цилиндрическими электродами, внутренний цилиндрический электрод имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера для подвода дистиллированной воды, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода и имеет водяное охлаждение, а высокочастотный источник питания соединен через первый высокочастотный конденсатор с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с напряжением на высоковольтном электроде 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод трансформатора Тесла соединен через высоковольтный диод со средним цилиндрическим электродом и с одной обкладкой второго высокочастотного конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с внешним и внутренним цилиндрическими электродами.
В варианте устройства получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза средний цилиндрический электрод выполнен в виде стакана с перфорированными стенками.
В варианте устройства получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащем электролизер с двумя электродами и источник питания, электроды выполнены в виде двух, внешнего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, изолированных от корпуса электролизера, внутренний цилиндр выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном и закреплен на изоляторе внутри корпуса и имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода, а высокочастотный источник питания соединен с низковольтной обмоткой резонансного высокочастотного трансформатора Тесла через первый конденсатор с емкостью C1, высоковольтный вывод трансформатора Тесла напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц соединен через высокочастотный высоковольтный диод с обкладкой второго конденсатора с электрической емкостью С2 и одним из электродов электролизера, другой электрод электролизера соединен с низкопотенциальным выводом трансформатора Тесла и с другой обкладкой второго конденсатора.
В варианте устройства получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза внутренний цилиндрический электрод выполнен в виде стакана с перфорированными боковыми стенками.
В способе получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды при подаче электрической энергии от источника питания на электроды внутри реактора электролиза, на электроды подают от высокочастотного источника питания через высоковольтный резонансный высокочастотный трансформатор Тесла и высовольтный диод электростатические пакеты высоковольтных высокочастотных импульсов одной полярности с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, амплитуда которых постоянно возрастает для постепенного ослабления межмолекулярных связей водорода с группой ОН и кислородом в дистиллированной воде, а при появлении ионного тока между электродами амплитуду высоковольтных высокочастотных импульсов уменьшают до прекращения ионного тока между электродами и процесс увеличения амплитуды высоковольтных высокочастотных импульсов повторяют, а скважность подачи пакета высоковольтных высокочастотных импульсов выбирают из условия ограничения и блокирования ионного тока между электродами электролизера.
В варианте способа получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды при подаче электрической энергии от источника питания на электроды внутри реактора электролиза высокочастотный источник питания соединяют с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод трансформатора Тесла соединяют через высокочастотный высоковольтный диод с высокочастотным электрическим конденсатором и с изолированным электродом электролизера, электролизер и второй электрод заземляют и подбирают путем регулирования частоты, напряжения и величины электрической емкости конденсатора скважность пакетов высоковольтных импульсов через дистиллированную воду и электроды реактора электролиза и блокируют появление и увеличение ионного тока между электродами электролизера.
В другом варианте способа получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды при подаче электрической энергии от источника питания на изолированные электроды внутри реактора электролиза высокочастотный источник питания соединяют с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, цепь которого образует последовательный резонансный контур с электрической емкостью C1 первого конденсатора и низковольтной обмоткой трансформатора Тесла, высоковольтный высокочастотный вывод трансформатора Тесла соединяют через высокочастотный высоковольтный диод с выводом второго конденсатора электрической емкостью С2 и с одним изолированным электродом электролизера, низкопотенциальный вывод трансформатора Тесла соединяют с другим изолированным электродом электролизера и с другой обкладкой второго конденсатора и путем регулирования величины емкости С1 частоты срабатывания разрядного устройства, частоты и напряжения на выходе высоковольтного вывода трансформатора Тесла и величины электрической емкости С2 подбирают скорость увеличения напряжения в пакетах высоковольтных импульсов и их скважность на электродах в дистиллированной воде реактора электролиза и блокируют появление и увеличение ионного тока между электродами электролизера.
Изобретение иллюстрируется фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, где на фиг.1 показана блок-схема способа и устройства для получения газового водородно-кислородного топлива в электролизере с одним изолированным перфорированным электродом. На фиг.2 - блок-схема способа и устройства для получения газового водородно-кислородного топлива в электролизере с одним изолированным сплошным электродом. На фиг.3 - блок-схема способа и устройства получения газового водородно-кислородного топлива в электролизере с одним изолированным и двумя заземленными электродами. На фиг.4 - блок-схема способа и устройства для получения газового водородно-кислородного топлива с двумя изолированными электродами.
Устройство на фиг.1 содержит электролизер 1 с системой водяного охлаждения 2 и фланцем 3, на котором установлены штуцер 4 для подачи дистиллированной воды, кольцевой изолятор 5 и высоковольтный изолированный токовывод 6. На кольцевом изоляторе 5 закреплен первый цилиндрический электрод 7, выполненный в виде стакана с перфорированными боковыми стенками 8 и сплошным дном 9. Цилиндрический электрод 7 удален от фланца 3 на расстояние δ1=10-20 мм. Второй цилиндрический электрод 10 выполнен соосно с первым цилиндрическим электродом 7 с кольцевым зазором Δ1=1-10 мм между электродами 7 и 10. Второй цилиндрический электрод 10 совмещен с внутренней цилиндрической оболочкой 11 системы охлаждения 2 электролизера 1. Выходной патрубок 12 электролизера 1 расположен соосно с электродами 7 и 10 за сплошным дном 9 первого цилиндрического электрода 7. Высокочастотный источник энергии 13 через конденсатор 14 с регулируемой величиной емкости C1 соединен с низковольтной обмоткой 15 трансформатора Тесла 16. Высоковольтный вывод 17 высоковольтной обмотки 18 трансформатора Тесла 16 присоединен через диод 19 и высоковольтный токовывод 6 к первому цилиндрическому электроду 7 электролизера 1. Низкопотенциальный вывод 20 высоковольтной обмотки 18 соединен с низковольтной обмоткой 15 трансформатора Тесла 16. Второй цилиндрический электрод 10 соединен с системой охлаждения 2, которая имеет патрубки 21 для подвода и отвода воды, электролизер 1 имеет заземление 22. Конденсатор 23 с регулируемой емкостью С2 соединен с цилиндрическими электродами 7 и 10.
Устройство для получения газового водородно-кислородного топлива на фиг.2 содержит первый цилиндрический электрод 24, который выполнен в виде стакана со сплошными стенками 25 и сплошным дном 26. Первый цилиндрический электрод 24 установлен на изоляторах 27 соосно со вторым цилиндрическим электродом 10 с зазором между электродами 10 и 24 Δ2 = 1-10 мм и с зазором между фланцем 3 и первым цилиндрическим электродом 24 δ2=10-20 мм.
Устройство для получения газового водородно-кислородного топлива на фиг.3 содержит внутренний цилиндрический электрод 28, который закреплен на фланце 3 электролизера 1 и соединен с входным штуцером 4 для подачи воды. Средний цилиндрический электрод 29 выполнен в виде стакана со сплошными стенками 30 и сплошным дном 9 и установлен на изоляторах 31 соосно между внутренним цилиндрическим электродом 28 и внешним цилиндрическим электродом 32 с зазором между электродами 29 и 30 и 29 и 32 Δ3=1-10 мм и между фланцем 3 и средним цилиндрическим электродом 29 δ3=10-20 мм. Внешний цилиндрический электрод 32 совмещен с внутренней цилиндрической оболочкой 11 системы охлаждения 2 электролизера 1. Внутренний 28 и внешний 32 электроды соединены с корпусом электролизера 1 и имеют заземление 22. Средний цилиндрический электрод 29 через высоковольтный изолированный токовывод 6 во фланце 3 и высоковольтный диод 19 соединен с высоковольтным выводом 17 высоковольтной обмотки 18 трансформатора Тесла 16. Высокочастотный конденсатор 23 с регулируемой емкостью С3 соединен через токовывод 6 со средним цилиндрическим электродом 29, а второй вывод конденсатора 23 через корпус электролизера соединен с внутренним 28 и внешним 32 цилиндрическими электродами.
На фиг.4 внутренний цилиндрический электрод 33 изолирован от фланца 3 с помощью кольцевого изолятора 34 и соединен со вторым высоковольтным токовыводом 35, который установлен на фланце 3 электролизера 1 и соединен с низкопотенциальным выводом 20 высоковольтной обмотки 18 трансформатора Тесла 16. Конденсатор 36 с регулируемой емкостью С4 соединен через токовыводы 17 и 35 с внутренним 33 и средним 29 цилиндрическими электродами электролизера. Внутренний 33 и средний 29 цилиндрические электроды удалены от фланца 3 на расстояние δ4=10-20 мм. Расстояние между внутренним 33 и средним 29 электродом составляет Δ4=1-10 мм.
Устройство работает следующим образом. В электролизере используют дистиллированную воду с целью стабилизации параметров процесса, увеличения ресурса и предупреждения образования накипи.
В предлагаемом способе и устройстве в отличие от известных способов и устройств для электролиза воды используют одноэлектродный электролизер с одним изолированным активным электродом 7 (фиг.1), 24 (фиг.2), 29 (фиг.3), 33 (фиг.4), на который подают через высоковольтный диод 19 потенциал от трансформатора Тесла 16. Остальные электроды являются пассивными электродами, которые заземлены или соединены с низкопотенциальным выводом трансформатора Тесла.
Другим отличием является использование холодноплазменного высокочастотного разряда в дистиллированной воде между активным электродом 7 (фиг.1), 24 (фиг.2), 29 (фиг.3), 33 (фиг.4) и электродами с нулевым потенциалом 10 (фиг1, 2), 32 (фиг.3), 35 (фиг.4). Холодноплазменный разряд возникает при подаче высоковольтного потенциала на активные электроды от трансформатора Тесла 16 через высоковольтный диод 19. Высоковольтный потенциал содержит постоянную составляющую и пакет высокочастотных импульсов отрицательной полярности.
На электрод 7 подают высокочастотные импульсы напряжения и тока отрицательной полярности. Путем регулирования частоты высокочастотного источника энергии 13 (фиг.1) и величины емкости Q конденсатора 14 устанавливают резонансную частоту f0, соответствующую максимальному выделению газовой водородно-кислородной смеси в электролизере 1 при фиксированном зазоре Δ1 между цилиндрическими электродами 7 и 10. Затем путем регулирования напряжения на высоковольтном выводе 17 высоковольтной обмотки 18 трансформатора Тесла 16 определяют напряжение пробоя Vmax между электродами 7 и 10 электролизера 1. С помощью емкости С2 конденсатора 23 регулируют время возрастания напряжения пакета высокочастотных импульсов на электроде 7 до величины Vmax. На выходе высоковольтного диода 19 мы имеем пакеты высокочастотных импульсов отрицательной полярности V0, которая описывается уравнением:
V = sin x y = 0 0 x π π < x < 2 π
Figure 00000001
.
Разложение этой функции в ряде Фурье имеет вид:
y = ( 1 π + 1 2 sin x ) + 2 π ( cos 2 x 1 3 + cos 4 x 3 5 + ... )
Figure 00000002
Таким образом, волну пульсирующего напряжения отрицательной полярности можно представить как отрицательную сумму постоянного напряжения и основной гармоники, к которой прибавляются косинусы высших четных гармоник. Аналогично можно разложить в ряд Фурье отрицательную полуволну тока.
Резонансный режим работы трансформатора Тесла с частотой основной гармоники f0 позволяет выделить эту гармонику и использовать для получения газового водородно-кислородного топлива. При зарядке конденсатора 23 напряжение между электродами 7 и 10 состоит из постоянной возрастающей по абсолютной величине -V0 и напряжения высокочастотных импульсов с резонансной частотой f0. Постоянная составляющая V0 обеспечивает ослабление электрических связей ионов в молекуле воды, а высокочастотные импульсы с частотой резонанса f0 обеспечивают подачу энергии и перевод молекул воды в возбужденное состояние.
Связи атомов водорода и кислорода в молекуле воды обусловлены электрическим взаимодействием и поэтому достаточно энергии 4 кВт-ч на получение 1 м3 водорода в процессе электролиза, который широко используется при производстве водорода. Расходы электрической энергии на электролиз воды снижаются в 30 раз до величины 0,13 кВт·ч/м3, если вместо смеси Н22 получать на выходе смесь Н-О-О-Н. Если сразу после получения смесь Н-О-О-Н воспламенить, она горит с теплотворной способностью более 4 кВт·ч/кг воды, что меньше теплоты сгорания водорода 43,6 МДж/кг, но совпадает теплотворной способностью торфа 15 МДж/кг. Смесь Н-О-О-Н является нестабильной и при хранении восстанавливается в структуру воды, что существенно увеличивает безопасность процесса ее хранения и использования. Поскольку полного разрыва связей Н2 и О2 и образования молекулярного водорода и кислорода не происходит, затраты электрической энергии снижаются в 30 и более раз.
Примеры выполнения устройства и способа получения газового водородно-кислородного топлива.
Пример 1. Электролизер 1 выполнен из нержавеющей стали, имеет первый цилиндрический электрод 7 (фиг.1) толщиной 0,5 мм, наружным диаметром 25 мм, длиной 120 мм с перфорированными стенками цилиндра. Размеры отверстий составляют 1 мм при плотности перфорации 10 отверстий на 1 см2 поверхности электрода. Электрод 7 изолирован от фланца 3 электролизера 1 с помощью кольцевого изолятора 5, выполненного из керамики или стекла. Внутренний диаметр второго цилиндрического электрода 10 30 мм, длина 150 мм, зазор между электродами Δ1 = 2,5 мм. На первый электрод 7 подают отрицательный потенциал 30-40 кВ от высоковольтного вывода 17 трансформатора Тесла 16 через высоковольтный диод 19. Резонансная частота f0 = 42 кГц, затраты электрической энергии на получение 1 м3 газового водородно-кислородного топлива 0,12 кВт·ч, производительность по газовому топливу 10 м3/час.
Пример 2. Электролизер 1 (фиг.3) выполнен из нержавеющей стали и содержит внутренний электрод 28 наружным диаметром 25 мм, длиной 150 мм, средний электрод 29 внутренним диаметром 30 мм и внешний электрод 32 с внутренним диаметром 37 мм. Толщина стенок электродов 1 мм, зазор между электродами Δ3 = 2,5 мм. Средний электрод 29 закреплен на изоляторах 31 и соединен через высоковольтный токовывод 6 на фланце 3 и через-высоковольтный диод 19 с высоковольтным выводом 17 трансформатора Тесла 16. На средний электрод подают отрицательный потенциал 30-50 кВ. Резонансная частота f0 = 12 кГц, производительность по газовому топливу 20 м3/час, затраты электрической энергии 0,1 кВт·ч на 1 м3 газового водородно-кислородного топлива.
Технология получения смеси Н-О-О-Н относится к процессам неполного электролиза (полуэлектролиза) и позволяет использовать воду в качестве эффективного и экономичного аккумулятора энергии с плотностью энергии 14,4 МДж/л и коэффициентом преобразования
к = Е в ы х Е в х 30
Figure 00000003
, где Евх - энергия, затрачиваемая на получение газового водородно-кислородного топлива, Евых - энергия, полученная при сжигании этого газового топлива.
Отличие процесса неполного электролиза от процесса полного электролиза состоит в том, что используют электростатические пакеты высоковольтных высокочастотных импульсов, постоянно возрастающей амплитудой для постепенного ослабления внутримолекулярных связей водорода и группы ОН в воде до образования возбужденных кластеров со структурой Н-О-О-Н. При дальнейшем увеличении амплитуды и длительности высоковольтных высокочастотных импульсов на электродах электролизера начинается выделение молекул водорода и кислорода с образованием ионного тока между электродами, соответствующего стандартному процессу электролиза. При появлении ионного тока происходит разряд конденсатора 23 (фиг.1, 2, 3) и 36 (фиг.4), напряжение на электродах уменьшается и процесс повторяют Скважность потока импульсов напряжения подбирают с учетом блокирования образования ионных токов между электродами. Поэтому электролизер остается холодным, а затраты энергии снижаются в 30 и более раз. При этом эффективного полного разложения воды и выделения водорода и кислорода не происходит, смесь Н-О-О-Н является нестабильной, и если она не сгорает, то в процессе хранения восстанавливается в структуру воды.
Смесь Н-О-О-Н является разновидностью гремучего газа, поэтому на выходе электролизера 1 необходимо устанавливать обратный клапан, пропускать смесь через затворы со специальной жидкостью и использовать стандартные пламегасители, препятствующие распространению фронта горения в электролизер 1.

Claims (9)

1. Устройство получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащее электролизер с двумя электродами и источник питания, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде двух, внешнего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, внешний цилиндр совмещен с рубашкой водяного охлаждения электролизера и заземлен, а внутренний цилиндр выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном, закреплен на изоляторе внутри корпуса электролизера и имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера для подвода дистиллированной воды, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода и снабжен рубашкой водяного охлаждения, а высокочастотный источник питания соединен через первый высокочастотный конденсатор с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод которого через высоковольтный диод соединен с внутренним цилиндрическим электродом и с одной обкладкой второго высокочастотного конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с внешним цилиндрическим электродом.
2. Устройство получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза по п.1, отличающееся тем, что внутренний цилиндрический электрод выполнен в виде стакана с перфорированными боковыми стенками.
3. Устройство получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащее электролизер с электродами и источник питания, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде трех, внешнего, среднего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, средний цилиндрический электрод изолирован от корпуса электролизера и выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном и закреплен на изоляторе между внутренним и внешним цилиндрическими электродами, внутренний цилиндрический электрод имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера для подвода дистиллированной воды, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода и имеет водяное охлаждение, а высокочастотный источник питания соединен через первый высокочастотный конденсатор с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с напряжением на высоковольтном электроде 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод трансформатора Тесла соединен через высоковольтный диод со средним цилиндрическим электродом и с одной обкладкой второго высокочастотного конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с внешним и внутренним цилиндрическими электродами.
4. Устройство получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза по п.3, отличающееся тем, что средний цилиндрический электрод выполнен в виде стакана с перфорированными стенками.
5. Устройство получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащее электролизер с двумя электродами и источник питания, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде двух, внешнего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, изолированных от корпуса электролизера, внутренний цилиндр выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном и закреплен на изоляторе внутри корпуса и имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода, а высокочастотный источник питания соединен с низковольтной обмоткой резонансного высокочастотного трансформатора Тесла через первый конденсатор с емкостью С1, высоковольтный вывод трансформатора Тесла напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц соединен через высокочастотный высоковольтный диод с обкладкой второго конденсатора с электрической емкостью С2 и одним из электродов электролизера, другой электрод электролизера соединен с низкопотенциальным выводом трансформатора Тесла и с другой обкладкой второго конденсатора.
6. Устройство получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза по п.5, отличающееся тем, что внутренний цилиндрический электрод выполнен в виде стакана с перфорированными боковыми стенками.
7. Способ получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды при подаче электрической энергии от источника питания на электроды внутри реактора электролиза, отличающийся тем, что на электроды подают от высокочастотного источника питания через высоковольтный резонансный высокочастотный трансформатор Тесла и высоковольтный диод электростатические пакеты высоковольтных высокочастотных импульсов одной полярности с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, амплитуда которых постоянно возрастает для постепенного ослабления межмолекулярных связей водорода с группой ОН и кислородом в дистиллированной воде, а при появлении ионного тока между электродами амплитуду высоковольтных высокочастотных импульсов уменьшают до прекращения ионного тока между электродами и процесс увеличения амплитуды высоковольтных высокочастотных импульсов повторяют, а скважность подачи пакета высоковольтных высокочастотных импульсов выбирают из условия ограничения и блокирования ионного тока между электродами электролизера.
8. Способ получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды при подаче электрической энергии от источника питания на электроды внутри реактора электролиза, отличающийся тем, что высокочастотный источник питания соединяют с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод трансформатора Тесла соединяют через высокочастотный высоковольтный диод с высокочастотным электрическим конденсатором и с изолированным электродом электролизера, электролизер и второй электрод заземляют и подбирают путем регулирования частоты, напряжения и величины электрической емкости конденсатора скважность пакетов высоковольтных импульсов через дистиллированную воду и электроды реактора электролиза и блокируют появление и увеличение ионного тока между электродами электролизера.
9. Способ получения газового водородно-кислородного топлива электролизом воды при подаче электрической энергии от источника питания на электроды внутри реактора электролиза, отличающийся тем, что высокочастотный источник питания соединяют с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, цепь которого образует последовательный резонансный контур с электрической емкостью C1 первого конденсатора и низковольтной обмоткой трансформатора Тесла, высоковольтный высокочастотный вывод трансформатора Тесла соединяют через высокочастотный высоковольтный диод с выводом второго конденсатора электрической емкостью С2 и одним изолированным электродом электролизера, низкопотенциальный вывод трансформатора Тесла соединяют с другим изолированным электродом электролизера и с другой обкладкой второго конденсатора и путем регулирования величины емкости С1 частоты срабатывания разрядного устройства, частоты и напряжения на выходе высоковольтного вывода трансформатора Тесла и величины электрической емкости С2 подбирают скорость увеличения напряжения в пакетах высоковольтных импульсов и их скважность на электродах в дистиллированной воде реактора электролиза и блокируют появление и увеличение ионного тока между электродами электролизера.
RU2012140367/04A 2012-09-21 2012-09-21 Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты) RU2515884C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140367/04A RU2515884C1 (ru) 2012-09-21 2012-09-21 Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140367/04A RU2515884C1 (ru) 2012-09-21 2012-09-21 Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012140367A RU2012140367A (ru) 2014-03-27
RU2515884C1 true RU2515884C1 (ru) 2014-05-20

Family

ID=50342786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140367/04A RU2515884C1 (ru) 2012-09-21 2012-09-21 Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515884C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4186854A4 (en) * 2020-07-22 2024-06-26 Turbin, Valerij Vladimirovich METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A HYDROGEN PEROXIDE SOLUTION

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104591347B (zh) * 2015-01-07 2016-05-04 成都邦研科技有限公司 酸性氧化电位水生成器绝缘系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199492C2 (ru) * 2000-01-11 2003-02-27 Альянов Михаил Иванович Устройство для непрерывной переработки морской воды с выделением из нее обессоленной воды, водорода, кислорода, металлов и других соединений, разделитель ионов для разделения морской воды магнитным полем на обессоленную воду, анолит и католит, отделитель-нейтрализатор для отделения гидратной оболочки от ионов и нейтрализации на них электрических зарядов и генератор водорода
RU2277138C2 (ru) * 2004-02-02 2006-05-27 Кубанский государственный аграрный университет Устройство для получения водорода и кислорода
US20120222954A1 (en) * 2009-09-29 2012-09-06 New Energy Ag Electrolytic reaction system for generating gaseous hydrogen and oxygen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199492C2 (ru) * 2000-01-11 2003-02-27 Альянов Михаил Иванович Устройство для непрерывной переработки морской воды с выделением из нее обессоленной воды, водорода, кислорода, металлов и других соединений, разделитель ионов для разделения морской воды магнитным полем на обессоленную воду, анолит и католит, отделитель-нейтрализатор для отделения гидратной оболочки от ионов и нейтрализации на них электрических зарядов и генератор водорода
RU2277138C2 (ru) * 2004-02-02 2006-05-27 Кубанский государственный аграрный университет Устройство для получения водорода и кислорода
US20120222954A1 (en) * 2009-09-29 2012-09-06 New Energy Ag Electrolytic reaction system for generating gaseous hydrogen and oxygen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4186854A4 (en) * 2020-07-22 2024-06-26 Turbin, Valerij Vladimirovich METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A HYDROGEN PEROXIDE SOLUTION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012140367A (ru) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120152197A1 (en) Water Ion Splitter and Fuel Cell
US9816190B2 (en) Energy extraction system and methods
US20140020666A1 (en) System, Circuit, and Method for Controlling Combustion
WO2003010088A8 (en) Production of hydrogen and carbon from natural gas or methane using barrier discharge non-thermal plasma
CN102371888A (zh) 一种车载式净化汽车尾气中一氧化氮的等离子体发生装置
RU2515884C1 (ru) Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты)
CN108848604A (zh) 一种便携式微空心阴极放电等离子体射流装置
RU2011123888A (ru) Устройство для получения энергии из дымовых газов
EP2433902A1 (en) Method and device for producing combustible gas, heat energy, hydrogen and oxygen
RU2596605C2 (ru) Водородный генератор электрической энергии
RU2522636C1 (ru) Свч плазменный конвертор
CN102933016A (zh) 车载燃料的等离子体微波功率合成系统
RU2554512C1 (ru) Способ получения тепловой и электрической энергии и устройство для его реализации
Yang et al. Effects of electrode parameters on sewage disinfection by underwater pulsed arc discharge
IE902316A1 (en) Energy source system
CN111547704B (zh) 一种基于液相脉冲等离子体作用制备碳量子点的方法及装置
RU2465697C2 (ru) Способ стабилизации объемного разряда в hf/df импульсно-периодическом химическом лазере
CN104675597B (zh) 反射销式车载微波重整器等离子点火装置
RU116973U1 (ru) Устройство для получения энергии из дымовых газов
RU100564U1 (ru) Устройство для обработки жидкого углеводородного топлива
RU2452763C1 (ru) Способ крекинга нефти и нефтепродуктов путем воздействия импульсными электрическими разрядами и устройство для его осуществления
RU79324U1 (ru) Устройство для поддержания горения бедных смесей
RU2010151535A (ru) Плазменный реактор с магнитной системой
RU2144257C1 (ru) Устройство для генерации коротких импульсов высокого напряжения
Zulazlan et al. Electrical characteristics of non-thermal dielectric barrier discharge devices with coaxial wire-cylinder and wire-windings configurations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140922