RU2532561C2 - Способ и устройство получения водорода - Google Patents
Способ и устройство получения водорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2532561C2 RU2532561C2 RU2012140209/05A RU2012140209A RU2532561C2 RU 2532561 C2 RU2532561 C2 RU 2532561C2 RU 2012140209/05 A RU2012140209/05 A RU 2012140209/05A RU 2012140209 A RU2012140209 A RU 2012140209A RU 2532561 C2 RU2532561 C2 RU 2532561C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolysis
- electrolyzer
- anode
- cathode
- energy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- 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
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики и предназначено для получения водорода из воды. В электролизере (1) энергию подают на теплообменник-анод (3) и катод (4), выполненный из активированного алюминия. Анод (3) электролизера (1) изготовлен в виде изогнутой по спирали полой трубки для циркуляции теплоносителя. Полученный в результате электролиза водород направляют в накопитель водорода и производят отбор тепла, выделяющегося в процессе электролиза. Энергию для электролиза поставляют от возобновляемых источников энергии в импульсном режиме, а тепло забирают посредством нагревания и прокачивания теплоносителя в полом теплообменнике-аноде (3). Активацию катода (4) проводят импульсным П-образным электрическим током в электролите (2) электролизера (1), в качестве которого использована морская вода. Изобретение позволяет повысить эффективность получения водорода и уменьшить массу и габариты электролизера. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики и экологии, а именно к способам и устройствам получения водорода из воды.
Известен способ получения водорода (патент РФ 2261942, 05.11.2003 г., МПК С25 D 1/04), который включает преобразование электрической энергии в плазмоэлектролитическом процессе, проводимом между анодом и катодом в воде, с удалением из нее газообразных водорода из прикатодной области и кислорода из прианодной области. При этом жидкость подвергают гидродинамической кавитации в вихревом потоке, в котором массивные ионы кислорода центробежной силой перемещают на периферию потока, ионы водорода с малой массой концентрируют в его центре, а электрическое напряжение прикладывают в центре потока к катоду и на периферии потока - к аноду, и плазмоэлектролитический процесс проводят в ионизированной таким образом воде. Выделившиеся в плазмоэлектролитическом процессе водород и (или) кислород подают в воду. Технический эффект - уменьшение электрического напряжения, увеличение тепловой производительности, исключение применения кислот и щелочей.
Известен также способ и устройство получения водорода (патент РФ 2438966, 06.-4.2009 г., МПК С01 ВЗ/00), при котором в качестве электролита используют водопроводную воду, в качестве анода - пластину из меди, а в качестве катода - сплав Д16 - дюралюминий, при напряжении в электролизной ячейке 30-110В, плотности тока 4 мА/см2 сплав активируется 20 мин, затем ток отключается на 5-10 мин, после чего активацию при каждом последующем цикле проводят в течение 1-10 мин.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ и устройство получения водорода (патент РФ 2404290, 16.04.2007 г., C25B 1/04), при котором подают энергию от энергоисточника, не использующего углеводороды, в электролизер, из энергоисточника, например ветроустановки, преобразующей энергию ветра в электрическую энергию, а воду в электролизер для осуществления процесса электролиза воды подают насосом из водоема, при этом полученный в результате электролиза воды водород направляют в накопитель водорода, а кислород - в накопитель кислорода, а тепловым насосом забирают тепло, выделяющееся в воде, и посылают его в аккумулятор тепла для использования потребителем в качестве отопления или горячего водоснабжения или направляют для хранения в аккумулятор тепла.
Недостатком известных технических решений является невысокая эффективность получения тепла и водорода при работе электролизера, малая универсальность и большая масса и габариты конструкции электролизера, так как анод и теплообменник выполнены отдельно и катод выполнен пассивным.
Целями заявляемого технического решения являются:
- повышение эффективности получения водорода и тепла при работе
электролизера и экономию электроэнергии,
- снижение веса, уменьшение габаритов,
- повышение простоты и надежности эксплуатации.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения водорода при электролизе, при котором подают энергию от источника энергии на анод и активированный катод в электролизере, а полученный в результате электролиза водород направляют в накопитель водорода и производят отбор тепла, выделяющегося в процессе электролиза в теплообменник, энергию для электролиза поставляют от возобновляемых источников энергии в импульсном режиме, а тепло забирают посредством нагревания и прокачивания теплоносителя в полом теплообменнике-аноде, а активацию катода проводят импульсным П-образным электрическим током непосредственно в электролите электролизера - морской воде с содержанием соли от 3,5 до 40 г на литр.
Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для получения водорода, содержащем источник электроэнергии, электролизер и хранилище водорода, катод электролизера выполнен из активированного алюминия, а анод электролизера изготовлен в виде полой трубки для циркуляции теплоносителя, при этом подача энергии на анод и катод осуществляется в импульсном режиме, а активация катода производится импульсным электрическим током непосредственно в электролите электролизера, в качестве которого использована морская вода с содержанием соли от 3,5-40 г/литр.
Поставленная цель достигается также тем, что импульсный электрический ток имеет П-образную форму.
Способ и устройство, в котором реализован предлагаемый способ, поясняются общей схемой на фиг.1.
Устройство для получения водорода содержит корпус электролизера 1 (фиг.1) с электролитом 2 и теплообменником-анодом 3, который расположен внутри электролизера 1, при этом катод электролизера 4 выполнен из активированного алюминия. Теплообменник-анод 3 и катод 4 электролизера соединены с энергоисточником 5 посредством электропроводов 6 и 7. При этом катод электролизера 4 соединен с электропроводом 7 посредством шины 8, которая электрически изолирована от корпуса 1. Теплообменник-анод 3 выполнен в виде полой трубки с возможностью протекания теплоносителя и изогнутой в виде спирали для лучшего теплосъема. Энергию для процесса электролиза поставляют от возобновляемых источников энергии в импульсном режиме, а отбор тепла осуществляют посредством циркуляции теплоносителя в полом теплообменнике-аноде, при этом активацию катода проводят импульсным П-образным электрическим током непосредственно в электролите электролизера, в качестве которого использована морская воде с содержанием соли от 3,5 до 40 г/литр.
Катод электролизера 4 выполнен из активированного алюминия. Активация дюралюминия типа Д-16 производится непосредственно в электролите 2. В качестве электролита используют морскую воду с соленостью от 3,5 до 40 г на литр. Катода электролизера 4 выполнен цилиндрической формы. Выделенный водород поступает в хранилище водорода (на фиг.1 не показано). Теплоноситель затем поступает в хранилище тепла, например тепловой насос (на фиг.1 не показан).
Варианты осуществления изобретения.
Электролиз воды осуществляется непосредственно от возобновляемых источников энергии, например морской приливной электростанции, при помощи энергоисточника 5 (фиг.1), формирующего импульсный ток П-образной формы и подающий его по электропроводам 6 и 7 на теплообменник-анод 3 и катод 4, расположенные в электролите 2 электролизера 1. По теплообменнику-аноду 3 прокачивают теплоноситель, например воду. Катод электролизера 4 соединяют с электропроводом 7 посредством шины 8.
При использовании активированного катода 4 тепла выделяется больше, чем при использовании пассивного, т.к. активный катод, взаимодействуя с электролитом, дополнительно за счет химических реакций выделяет водород, что экономит электроэнергию на производство водорода при электролизе.
Также можно отметить, что в зависимости от потребностей и внешних обстоятельств может быть увеличена выработка водорода или тепловой энергии, что приводит к повышению адаптивности работы установки. Использование П-образных импульсов ведет к уменьшению потерь в процессе электролиза, так как процесс электролиза начинается с 2В, и соответственно к повышению эффективности работы энергетической установки.
Claims (3)
1. Способ получения водорода при электролизе, при котором подают энергию от источника энергии на анод и активированный катод в электролизере, а полученный в результате электролиза водород направляют в накопитель водорода и производят отбор тепла, выделяющегося в процессе электролиза в теплообменник, отличающийся тем, что энергию для электролиза поставляют от возобновляемых источников энергии в импульсном режиме подачи тока, а отбор тепла осуществляют посредством циркуляции теплоносителя в теплообменнике-аноде, выполненном в виде изогнутой по спирали полой трубки, при этом активацию катода проводят импульсным П-образным электрическим током непосредственно в электролите электролизера, в качестве которого использована морская вода с содержанием соли от 3,5 до 40 г/л.
2. Устройство для получения водорода, содержащее источник электроэнергии, электролизер и хранилище водорода, отличающееся тем, что катод электролизера выполнен из активированного алюминия, а анод электролизера изготовлен в виде изогнутой по спирали полой трубки, при этом анод и катод расположены в электролизере, заполненном электролитом, в качестве которого использована морская вода с содержанием соли от 3,5-40 г/л, и подключены к источнику электроэнергии с импульсным режимом подачи электрического тока.
3. Устройство для получения водорода по п.2, отличающееся тем, что импульсный электрический ток имеет П-образную форму.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140209/05A RU2532561C2 (ru) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | Способ и устройство получения водорода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140209/05A RU2532561C2 (ru) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | Способ и устройство получения водорода |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012140209A RU2012140209A (ru) | 2014-04-10 |
RU2532561C2 true RU2532561C2 (ru) | 2014-11-10 |
Family
ID=50435625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012140209/05A RU2532561C2 (ru) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | Способ и устройство получения водорода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2532561C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632815C1 (ru) * | 2016-07-04 | 2017-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды |
RU2738206C1 (ru) * | 2017-03-22 | 2020-12-09 | Асахи Касеи Кабусики Кайся | Электрод для электролиза, слоистое изделие, обмотка, электролизер, способ изготовления электролизера, способ обновления электрода, способ обновления слоистого изделия и способ изготовления обмотки |
RU2775773C1 (ru) * | 2021-09-07 | 2022-07-08 | Лариса Григорьевна Новикова | Способ насыщения водного раствора водородом |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1000471A1 (ru) * | 1980-04-28 | 1983-02-28 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Газоочистным Сооружениям Технике Безопасности И Охране Труда В Промышленности Строительных Материалов | Электролизер дл получени гремучего газа из воды и водных растворов |
US5089107A (en) * | 1990-07-18 | 1992-02-18 | Francisco Pacheco | Bi-polar auto electrolytic hydrogen generator |
WO2009075590A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Printer Ribbon Inkers P.R.I. Limited | A hydrogen generator |
RU2404290C2 (ru) * | 2007-04-16 | 2010-11-20 | Институт Машиноведения им. акад. Благонравова РАН | Способ производства водорода и кислорода из воды на базе энергоисточника, не использующего углеводороды, с дополнительным тепловым насосом и устройство для его осуществления |
-
2012
- 2012-09-20 RU RU2012140209/05A patent/RU2532561C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1000471A1 (ru) * | 1980-04-28 | 1983-02-28 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Газоочистным Сооружениям Технике Безопасности И Охране Труда В Промышленности Строительных Материалов | Электролизер дл получени гремучего газа из воды и водных растворов |
US5089107A (en) * | 1990-07-18 | 1992-02-18 | Francisco Pacheco | Bi-polar auto electrolytic hydrogen generator |
RU2404290C2 (ru) * | 2007-04-16 | 2010-11-20 | Институт Машиноведения им. акад. Благонравова РАН | Способ производства водорода и кислорода из воды на базе энергоисточника, не использующего углеводороды, с дополнительным тепловым насосом и устройство для его осуществления |
WO2009075590A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Printer Ribbon Inkers P.R.I. Limited | A hydrogen generator |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2632815C1 (ru) * | 2016-07-04 | 2017-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Способ получения водорода на основе химической реакции алюминиевого сплава и щелочного раствора воды |
RU2738206C1 (ru) * | 2017-03-22 | 2020-12-09 | Асахи Касеи Кабусики Кайся | Электрод для электролиза, слоистое изделие, обмотка, электролизер, способ изготовления электролизера, способ обновления электрода, способ обновления слоистого изделия и способ изготовления обмотки |
RU2744881C2 (ru) * | 2017-03-22 | 2021-03-16 | Асахи Касеи Кабусики Кайся | Электрод для электролиза, слоистое изделие, обмотка, электролизер, способ изготовления электролизера, способ обновления электрода, способ обновления слоистого изделия и способ изготовления обмотки |
RU2775773C1 (ru) * | 2021-09-07 | 2022-07-08 | Лариса Григорьевна Новикова | Способ насыщения водного раствора водородом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012140209A (ru) | 2014-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202401137U (zh) | 风光互补海水制氢制氧系统 | |
CN110923738B (zh) | 一种高温电解海水制备氢气的装置和方法 | |
JP6574891B2 (ja) | 水素製造システムおよび水素製造方法 | |
JP6096728B2 (ja) | 海水発電システム | |
CN107285544A (zh) | 一种基于风光互补发电和氢能供电的海水淡化系统 | |
JP2015206060A (ja) | 水素ガス発生システム | |
CN101956206B (zh) | 一种电解海水制备氢气和氧气的电解设备及其工艺 | |
RU2532561C2 (ru) | Способ и устройство получения водорода | |
CN103184498B (zh) | 滚刷式微弧氧化处理方法及装置 | |
JP6721537B2 (ja) | 水素電解製造用電解液タンク、水素電解製造用電解装置、および水素製造システム | |
CN108411328A (zh) | 一种电解制取氧气的装置 | |
JP2001338672A (ja) | 家庭用電力供給システム | |
CN218030439U (zh) | 一种船用增程发电机的供电系统和电解槽结构 | |
CN208395286U (zh) | 一种风电电解水制氢系统 | |
RU2404290C2 (ru) | Способ производства водорода и кислорода из воды на базе энергоисточника, не использующего углеводороды, с дополнительным тепловым насосом и устройство для его осуществления | |
CN101709480B (zh) | 电解时不消耗电能反而发电并析出物质的方法及装置 | |
US10550484B2 (en) | Method of generating organic compound and organic compound-generating system | |
CN104862730A (zh) | 一种离子膜电解制备高锰酸钾的方法及应用于该方法的专用电解槽 | |
CN114014416A (zh) | 一种海水多级浓缩电解提锂装置及方法 | |
CN202626306U (zh) | 一种太阳能电解装置 | |
CN101724854A (zh) | 氢能源从水蒸汽中电解制取技术设备 | |
CN102477560A (zh) | 从水蒸汽中电解制取氢能源技术设备 | |
JP2018522366A (ja) | 電力を蓄える電気化学装置 | |
JP2020196927A (ja) | 太陽光を利用した水素製造装置 | |
CN210261401U (zh) | 适用于波动性电源调峰的电化学水处理-电解制氢组合系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150921 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160820 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190921 |