RU2616613C2 - Генератор газообразного водорода - Google Patents

Генератор газообразного водорода Download PDF

Info

Publication number
RU2616613C2
RU2616613C2 RU2013153398A RU2013153398A RU2616613C2 RU 2616613 C2 RU2616613 C2 RU 2616613C2 RU 2013153398 A RU2013153398 A RU 2013153398A RU 2013153398 A RU2013153398 A RU 2013153398A RU 2616613 C2 RU2616613 C2 RU 2616613C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
anode
cathode
housing
inner cavity
perforated wall
Prior art date
Application number
RU2013153398A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013153398A (ru
Inventor
Скотт ГОТЕЙЛ-ЙЕЛЛЕ
Original Assignee
ХАЙДРОРИПП ЭлЭлСи
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 ХАЙДРОРИПП ЭлЭлСи filed Critical ХАЙДРОРИПП ЭлЭлСи
Publication of RU2013153398A publication Critical patent/RU2013153398A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2616613C2 publication Critical patent/RU2616613C2/ru

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
    • 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
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • 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

Abstract

Изобретение относится к двум вариантам устройства генерирования водорода, а также способу использования устройства. Устройство по одному из вариантов включает в себя: анод; катод; корпус, имеющий внутреннюю полость и по меньшей мере одно отверстие; цилиндрическую металлическую гильзу, введенную скольжением и размещенную во внутренней полости, металлическая гильза имеет по меньшей мере одно отверстие, выровненное с по меньшей мере одним отверстием корпуса; перфорированную стенку внутри внутренней полости возле ее конца, электрически соединенную с анодом или катодом и отделяющую концевую часть внутренней полости от основной части внутренней полости; и по меньшей мере одну электропроводящую клемму, выступающую наружу из внутренней полости через выровненные отверстия гильзы и корпуса и находящуюся в электрическом контакте с анодом; и воду в корпусе, непрерывно проходящую из основной части внутренней полости через перфорированную стенку в концевую часть внутренней полости. Предлагаемое изобретение позволяет более эффективно производить водород. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Description

Приоритет
Данная заявка испрашивает приоритет на основании заявки США № 13/099707, поданной 3 мая 2011 года.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к генераторам газообразного водорода для производства газообразного водорода.
Описание предшествующего уровня техники
Генераторы водорода производят смесь из газообразного водорода (H2) и кислорода (O2) обычно в молярном соотношении 2:1, в таком же соотношении, что и в воде.
Генераторы газообразного водорода включают четыре основных компонента: катод, анод и соль или насыщенный солевой раствор, содержащийся внутри полости, включающей анод и катод. Генератор обычно состоит из металлических пластин из нержавеющей стали, состыкованных с расстоянием между пластинами, позволяющим насыщенному солевому раствору течь между ними. Чередующаяся конфигурация катодной и анодной пластины позволяет току течь через насыщенный солевой раствор, осуществляя химическую реакцию, когда между анодной и катодной пластинами создана разность потенциалов.
Пакет металлических пластин является наиболее распространенной конфигурацией генератора газообразного водорода. Одна из проблем, связанных с состыкованными пластинами, заключается в том, что жидкость между пластинами не легко меняется на свежую жидкостью из других частей генератора, что понижает эффективность генератора.
Раскрытие сущности изобретения
Принимая во внимание проблемы и недостатки известного уровня техники, целью настоящего изобретения с учетом вышесказанного является создание устройства для получения газообразного водорода.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание цилиндрического генератора газообразного водорода, который производит газообразный водород более эффективно, чем генераторы с состыкованными пластинами.
Другие цели и преимущества изобретения отчасти станут очевидны и прояснятся до некоторой степени из описания.
Вышеуказанные и другие цели, которые будут очевидны специалистам в данной области техники, достигаются в настоящем изобретении, которое относится к устройству генерирования водорода, включающему анод, катод, корпус, имеющий внутреннюю полость и перфорированную стенку внутри полости у ее конца, электрически соединенную с анодом или катодом и отделяющую концевую части полости от основной части полости. Устройство содержит воду в корпусе, непрерывно проходящую из основной части полости через перфорированную стенку в концевую часть полости.
Анод или катод, который электрически соединен с перфорированной стенкой, может проходить из основной части полости через перфорированную стенку в концевую часть полости и через корпус. Корпус может иметь два конца и перфорированную стенку внутри полости у каждого конца, отделяющую концевые части полости от основной части полости. Анод или катод проходит через один конец корпуса, через одну перфорированную стенку в основную часть полости, через другую перфорированную стенку в другую концевую часть полости и через другой конец корпуса. Вода в корпусе непрерывно проходит из основной части полости через каждую из перфорированных стенок в концевые части полости.
Перфорированная стенка может быть металлической пластиной, имеющей отверстия, или может быть пенометаллом с открытыми порами. Устройство генерирования водорода может включать цилиндрическую металлическую гильзу, помещенную с возможностью скольжения во внутреннюю полость и имеющую концы, и изоляционную кольцевую прокладку, помещенную между концами металлической гильзы и перфорированной стенкой.
Анод может быть полой металлической трубкой, намотанной по спирали в цилиндрической конфигурации. Анод альтернативно может быть полым металлическим цилиндром, включающим множество анодных отверстий в стенках цилиндра, или анод может быть цилиндрической проволочной сеткой.
Устройство генерирования водорода может включать по меньшей мере одну электропроводящую клемму, выступающую наружу из полости через отверстие в корпусе, в котором по меньшей мере одна клемма электрически соединена с анодом.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения относится к устройству генерирования водорода, включающему корпус, имеющий внутреннюю полость, анод во внутренней полости и катод во внутренней полости. Устройство включает пенометалл с открытыми порами, помещенный во внутренней полости, электрически соединенный с анодом или катодом. Устройство содержит воду в корпусе, непрерывно проходящую через пенометалл. Пена с открытыми порами может быть анодом, имеющим каналы внутри, при этом катод проходит через каналы в пене анода. Анодные каналы могут иметь длину и стенки канала с пространством между катодом и стенками канала, протягивающимся по длине стенок канала, которое в значительной степени заполнено водой.
Пена с открытыми порами может альтернативно быть катодом, имеющим каналы внутри, при этом анод проходит через каналы в пене катода. Устройство генерирования водорода может включать цилиндрическую металлическую гильзу, помещенную с возможностью скольжения во внутренней полости. Металлическая гильза может иметь концы, где между концами металлической гильзы и перфорированной стенкой помещают изоляционную кольцевую прокладку.
Пенометалл может включать покрытие из металлического золота.
Другой вариант осуществления настоящего изобретения относится к способу использования устройства генерирования водорода. Способ включает предоставление анода, катода, корпуса, имеющего внутреннюю полость и перфорированную стенку в полости у ее конца, отделяющую концевую часть полости от основной части полости. Анод или катод проходит из основной части полости через перфорированную стенку в концевую часть полости, и через корпус, и вода в корпусе непрерывно проходит из основной части полости через перфорированную стенку в концевую часть полости. Способ включает создание разности потенциалов между анодом и катодом, достаточной для образования газообразного водорода.
Краткое описание чертежей
Отличительные признаки изобретения, считающиеся новыми, и характерные элементы изобретения подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Чертежи приводятся только в иллюстративных целях и не являются построенными в масштабе. Само изобретение, однако, в том, что касается организации и способа работы, может быть лучше всего понято со ссылкой на подробное описание, которое следует ниже во взаимосвязи с сопровождающими чертежами, на которых:
На фиг.1 представлен покомпонентный вид в перспективе генератора газообразного водорода согласно настоящему изобретению.
На фиг.2 представлен вид в поперечном разрезе анодной клеммы и изолятора клеммы согласно настоящему изобретению.
На фиг.3А представлен вид в вертикальном разрезе c торца генератора газообразного водорода фиг.1 при снятой торцевой крышке.
На фиг.3B представлен вид в вертикальном разрезе c торца, иллюстрирующий альтернативную конфигурацию клемм и патрубков, проходящих через корпус генератора газообразного водорода согласно настоящему изобретению.
На фиг.4 представлен вид в перспективе анода генератора газообразного водорода фиг.1.
На фиг.5 представлен вид в перспективе второго варианта осуществления анода согласно настоящему изобретению.
На фиг.6 представлен вид в перспективе третьего варианта осуществления анода согласно настоящему изобретению.
На фиг.7 представлен вид в перспективе четвертого варианта осуществления анода согласно настоящему изобретению.
На фиг.8 представлен вид с частичным разрезом генератора газообразного водорода, включающего анод, показанный на фиг.7.
На фиг.9 представлен вид сбоку в вертикальном разрезе генератора газообразного водорода, показанного на фиг.8.
На фиг.10 представлен вид в поперечном разрезе с торца генератора газообразного водорода, иллюстрирующий соединение анодных клемм с анодом, показанным на фиг.5.
На фиг.11 представлен вид сбоку в вертикальном разрезе генератора газообразного водорода, включающего систему резервуара согласно настоящему изобретению.
На фиг.12 представлена блок-схема системы клапанов для регулирования выхода газа согласно настоящему изобретению.
На фиг.13 представлена блок-схема контроллера генератора газообразного водорода согласно настоящему изобретению.
Вариант(ы) осуществления изобретения
В описании предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения будет сделана ссылка на чертежи фиг.1-13, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым признакам изобретения.
Генератор газообразного водорода 10, показанный на фиг.1, включает цилиндрический керамический корпус 14 с алюминиевым покрытием, имеющий корпусные отверстия 16 и цилиндрическую металлическую гильзу 22, помещенную с возможностью скольжения внутри корпуса 14, при этом металлическая гильза 22 короче по длине, чем корпус 14. Корпус 14 имеет противоположные концы и полость между концами, и перфорированная стенка 30 примыкает к концам металлической гильзы 22 и отстоит от каждого из концов корпуса и находится рядом с ними. Металлическая гильза 22 включает неизолированные отверстия гильзы 26 и изолированные отверстия гильзы 28. Неизолированные отверстия 26 предназначены для введения впускного патрубка 12 и выпускного патрубка 13 для насыщенного солевого раствора, патрубка для выпуска газообразного водорода 80 и патрубка продувочного клапана 82. Изолированные отверстия гильзы 28 предназначены для анодных клемм 11, которые проходят снаружи корпуса 14 к аноду внутри цилиндрической металлической гильзы 22. Изоляторы клеммы 32 помещают между анодной клеммой 11 и изолированными отверстиями гильзы 28 как показано в поперечном разрезе на фиг.2. Концы анодных клемм 11 выступают из изоляторов клеммы 32 так, чтобы могло быть установлено электрическое соединение с анодом 18 внутри полости и с источником питания, внешним по отношению к полости. Отверстия металлической гильзы 22 выравнивают с отверстиями корпуса 16 для того, чтобы клеммы 11 и каждый из выпускного патрубка 13, впускного патрубка 12, патрубка для выпуска газообразного водорода 80 и патрубка продувочного клапана 82 проходили через соответствующие отверстия корпуса 16 и отверстия гильзы 26, 28, герметично контактируя с корпусом 14 и предотвращая вытекание жидкости и газа из полости через корпусные отверстия 16. Анод генератора газообразного водорода может быть любого подходящего типа и конфигурации, но представлен на фиг.1 в виде цилиндрического спирального анода 18. Анод контактирует с клеммами 11, которые поддерживают его внутри и отделяют от гильзы 22 и структур катода внутри устройства.
Множество катодных стержней 20, показанных здесь в виде центрального стержня, окруженного четырьмя отстоящими стержнями, проходит от перфорированной стенки 30 на одном конце корпуса 14 до противоположной перфорированной стенки 30 на другом конце корпуса, при этом каждый катодный стержень 20 создает электрический контакт со стенками. На каждом конце корпуса 14 катодная клемма 24 помещена в центральное отверстие 52 перфорированной стенки 30 и проходит через отверстие 72 в торцевой крышке 70. Катодная клемма 24 может иметь резьбу для того, чтобы гайка клеммы 74 прижимали торцевую крышку 70 к перфорированной стенке 30. Катодная клемма 24 обеспечивает общее соединение катодных стержней 20 посредством контакта с перфорированной стенкой 30.
Генератор газообразного водорода включает изоляционную прокладку 60 у каждого конца корпуса 14, которая прижимается к концам гильзы 22 для того, чтобы перфорированные стенки 30 могли вплотную прилегать к гильзе без создания электрического контакта. Перфорированная стенка включает множество отверстий или перфораций 50, которые проходят через перфорированную стенку. Любое количество отверстий или перфораций может использоваться для обеспечения прохождения через них насыщенного солевого раствора.
Торцевые крышки 70 задвигаются внутрь концов корпуса 14 и контактируют с перфорированной стенкой 30, формируя уплотнение, которое вместе с уплотнениями 60 предотвращает всякий выход газа и жидкости из полости, кроме как через патрубок 80 для выпуска водорода или продувочный клапан 82.
В процессе использования вода, находящаяся внутри полости корпуса, содержит достаточное количество электролита, например соли (Na+Cl-) или другого электролита для проведения электричества, и может называться насыщенным солевым раствором. Когда разность потенциалов подводят к аноду (+) и катоду (--), образующийся в результате ток приводит к электролизу насыщенного солевого раствора и создает водород (Н2) в виде газа у катода и кислород (О2) в виде газа у анода. Катодные стенки 30 у каждого конца гильзы 22 образуют небольшие камеры между перфорированными стенками 30 и торцевыми крышками 70 у каждого конца корпуса 14. Хотя точный механизм не известен, полагают, что эти камеры, сохраняющие сообщение насыщенного солевого раствора с основной полостью, значительно помогают в генерировании устройством водорода, пригодного к использованию.
На фиг.3А представлен вид c торца генератора газообразного водорода при снятой торцевой крышке 70. Клеммы 11 и каждый из выпускного патрубка 13, впускного патрубка 12, патрубка для выпуска газообразного водорода 80 и патрубка продувочного клапана 82 выходят из корпуса 14 в радиально противоположном направлении, как показано на фиг.1. На фиг.3B представлена альтернативная конфигурация, где корпусные отверстия не выровнены по прямой на противоположных сторонах корпуса. Конфигурацию можно дополнительно изменять в зависимости от ориентации генератора газообразного водорода или других факторов реализации генератора газообразного водорода.
На фиг.4-6 представлены различные варианты осуществления анода, фиг.4 является вариантом осуществления анода, показанного на фиг.1, где анод 18 является полой металлической трубкой, намотанной по спирали в цилиндрической конфигурации и имеющей закрытые обжатые концы. В другом варианте осуществления анод 18', представленный на фиг.5, является полым металлическим цилиндром, который включает множество анодных отверстий 44 в стенках цилиндра. Анод 18", представленный на фиг.6, является цилиндрической проволочной сеткой. Аноды 18, 18' и 18" поддерживаются внутри полости корпуса 14 за счет контакта с анодными клеммами 11.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг.7-9, генератор водорода 10' включает цилиндрический анод 86 из пенометалла с открытыми порами, имеющий просверленные отверстия или каналы 88, проходящие по длине анода 86. Катодные стержни 20 помещают через отверстия 88, при этом по меньшей мере один из концов катодных стержней выходит за соответствующий конец цилиндрического анода 86. Возможен и вариант, при котором катод может быть в виде пенометалла с открытыми порами, а анод может быть в виде стержней, проходящих через отверстия в катоде. Просверленные отверстия 88 имеют диаметр достаточного размера, чтобы стержни 20 не контактировали с пенометаллом 86. Открытые поры пенометалла позволяют насыщенному солевому раствору или воде 90 свободно течь через поры от одной стороны анода к другой. Вид с частичным разрезом фиг.8 включает часть А, показывающую корпус 14, часть B с частичным разрезом корпуса, показывающую металлическую гильзу 22, часть C с частичным разрезом металлической гильзы, показывающую внешнюю поверхность пенометалла 86, и часть D с частичным разрезом внешней поверхности пенометалла, показывающую внутреннюю поверхность пенометалла 86' и катодные стержни 20. Пенометалл является предпочтительно алюминиевым пенометаллом и может включать металлическое покрытие золотом для предотвращения коррозии. Алюминиевый пенометалл может быть алюминиевой пеной или может быть пенопластом с алюминиевым покрытием, нанесенным поверх пены. Анод 18, катодные стержни 20 и гильза 22 могут дополнительно иметь металлическое покрытие золотом для предотвращения коррозии. Примером стойкого к морской воде покрытия золотом, которое может наноситься на анод, катод и другие компоненты генератора водорода настоящего изобретения, является покрытие, продаваемое под торговой маркой JET-HOT на основе технологий nCoat LLC, Берлингтон, Северная Каролина. Покрытие может быть нанокерамическим органическим гибридом на основе диоксида кремния, наносимым в виде жидкости на водной основе или на основе растворителя путем распыления, погружения, вальцевания или методом окунания (dip-spin), и отверждаемым при повышенной температуре 120-180°С в течение 10 мин или времени, достаточного для связывания и отверждения покрытия требуемой толщины, например 1-2 мкм. Примером является покрытие NanoMate, имеющееся в Nanmat Technology, Гаосюн, Тайвань.
На фиг.8 и фиг.9 представлен цилиндрический керамический корпус 14 с алюминиевым покрытием, имеющий корпусные отверстия 16 и металлическую гильзу 22, помещенную с возможностью скольжения внутри корпуса 14. Корпус 14 имеет противоположные концы и полость между концами, и перфорированную стенку 30' помещают возле каждого из концов корпуса. Перфорированная стенка 30' представлена в виде пластины из пенометалла с открытыми порами. Изоляторы клеммы 32 помещают между анодной клеммой 11 и металлической гильзой 22. Концы анодных клемм 11 выступают внутрь из изоляторов клеммы 32 для того, чтобы могло быть установлено механическое и электрическое соединение с анодом 18 внутри полости, и наружу для соединения с источником питания, внешним по отношению к полости. Генератор газообразного водорода 10' включает торцевую крышку 70, при этом по меньшей мере часть торцевой крышки помещена с возможностью скольжения внутри конца корпуса 14, и катодная клемма 24 помещена через отверстие 72 в торцевой крышке 70. Катодная клемма 24 электрически соединена с пенометаллической перфорированной стенкой 30' внутри корпуса и источником напряжения вне корпуса.
На фиг.9 представлен собранный генератор газообразного водорода 10', который включает торцевые крышки 70, закрепленные таким образом, что насыщенный солевой раствор или вода 90 может свободно течь внутри полости, но не вытекать наружу. Выпускной патрубок 13 позволяет насыщенному солевому раствору или воде вытекать из полости корпуса, когда патрубок находится в открытом положении, и предотвращает вытекание в закрытом положении. Впускной патрубок 12 позволяет насыщенному солевому раствору или воде поступать внутрь полости корпуса, когда патрубок находится в открытом положении, и предотвращает поступление в закрытом положении.
На фиг.10 представлен анод 18', поддерживаемый внутри полости корпуса анодными клеммами 11 и анодными шайбами 34. Шайбы 34 присоединены к анодным клеммам 11 и контактируют с внешней стенкой анода 18', предотвращая перемещение анода 18' относительно корпуса 14. Анодная клемма 11 прикреплена к корпусу 14 изоляционной кольцевой прокладкой 32'.
На фиг.11 представлен генератор газообразного водорода 10, соединенный с системой резервуара для промывки насыщенного солевого раствора в полости корпуса. Корпус может включать прозрачное окно 46 для визуального контроля работы генератора внутри. Система резервуара включает бак резервуара 58, подающий трубопровод 62 для поступления раствора 59 из бака 58 в генератор через клапан 67. Система также включает возвратный трубопровод 64, возвратный клапан 68 и насос 66 для прокачивания насыщенного солевого раствора 59 через генератор и бак.
На фиг.12 представлены компоненты, которые присоединены к генератору газообразного водорода для регулирования и измерения выхода газа из выпуска генератора 80 (фиг.1). Компоненты включают клапан 124 для регулирования поступления газообразного водорода из выпуска 80 в каустической барботер 38. Выпуск из барботера 38 включает спускной клапан 126, выпускной клапан для водорода 122 и реле Hobbs 128. Реле Hobbs 128 является датчиком реле давления, который включает реле, срабатывающее, когда давление превышает заданное значение. Реле Hobbs может использоваться для замыкания цепи безопасности и отключения работы генератора газообразного водорода, если давление газообразного водорода превышает безопасное значение.
На фиг.13 представлена блок-схема контроллера генератора газообразного водорода. Контроллер включает центральный процессор 100 и входы от генератора газа или от регулирующих компонентов, показанных на фиг.12, включающих вход 102 от реле Hobbs 128 и вход 104 от манометра на корпусе генератора газа. Выходы контроллера включают выход 110, который посылает электрический выходной сигнал для управления выпускным патрубком, выход 112 для регулирования напряжения на анодной и катодной клеммах, выход 116 для управления насосом 66 и выход 118 для управления промывочными клапанами 67, 68. Выходы контроллера также могут включать предохранитель отключения 114 и регулятор газообразного водорода 120 для регулирования клапана 124.
Анод предпочтительно является алюминиевым, хотя могут быть использованы и другие металлы. Катодные стержни предпочтительно изготовлены из нержавеющей стали, хотя могут использоваться и другие металлы. Структуры анода и катода могут быть взаимозаменяемыми и/или переполюсованными в генераторе газообразного водорода настоящего изобретения.
В процессе работы насыщенный солевой раствор или воду 90 закачивают в полость генератора газообразного водорода 10 и между анодом и катодами создают разность потенциалов, разлагая и подвергая электролизу воду внутри цилиндра. Химическая реакция приводит к образованию газообразного водорода и кислорода и может создавать другие побочные продукты, в том числе гидроксиды, хлор и каустическую соду. Образованный газообразный водород может выходить из выпуска 80 для газообразного водорода, тогда как продувочный клапан 82 предназначен для выпуска другого газа или воды из полости корпуса 14.
Генератор газообразного водорода настоящего изобретения преодолевает недостаток известного уровня техники с помощью использования перфорированной стенки, которая в достаточной степени отделяет основную полость корпуса от концевых камер, но дает возможность насыщенному солевому раствору поступать из полости в концевую камеру и из концевой камеры в полость.
Хотя изобретение было подробно описано в связи с конкретным вариантом осуществления, очевидно, что многие альтернативные варианты, модификации и изменения будут ясны специалистам в данной области в свете вышеприведенного описания. Поэтому предполагается, что прилагаемая формула изобретения будет охватывать любые такие альтернативные варианты, модификации и изменения как попадающие в пределы фактического объема и сущности настоящего изобретения.
Таким образом, на основе описания изобретения следует формула изобретения.

Claims (37)

1. Устройство генерирования водорода, включающее в себя:
анод;
катод;
корпус, имеющий внутреннюю полость и по меньшей мере одно отверстие;
цилиндрическую металлическую гильзу, введенную скольжением и размещенную во внутренней полости, металлическая гильза имеет по меньшей мере одно отверстие, выровненное с по меньшей мере одним отверстием корпуса;
перфорированную стенку внутри внутренней полости возле ее конца, электрически соединенную с анодом или катодом и отделяющую концевую часть внутренней полости от основной части внутренней полости; и
по меньшей мере одну электропроводящую клемму, выступающую наружу из внутренней полости через выровненные отверстия гильзы и корпуса, и находящуюся в электрическом контакте с анодом; и
воду в корпусе, непрерывно проходящую из основной части внутренней полости через перфорированную стенку в концевую часть внутренней полости.
2. Устройство генерирования водорода по п. 1, в котором анод или катод, электрически соединенные с перфорированной стенкой, проходят из основной части внутренней полости через перфорированную стенку в концевую часть внутренней полости и через корпус.
3. Устройство генерирования водорода по п. 1, дополнительно включающее в себя другую перфорированную стенку, причем корпус имеет два конца; перфорированная стенка и другая перфорированная стенка во внутренней полости у каждого конца, соответственно отделяющие концевые части внутренней полости от основной части внутренней полости, анод или катод, проходящие через один конец корпуса, через перфорированную стенку в основную часть внутренней полости, через другую перфорированную стенку в другую концевую часть внутренней полости и через другой конец корпуса, воду в корпусе, непрерывно проходящую из основной части внутренней полости через каждую из перфорированных стенок и в концевые части внутренней полости.
4. Устройство генерирования водорода по п. 1, в котором перфорированная стенка является металлической пластиной, имеющей отверстия.
5. Устройство генерирования водорода по п. 1, в котором перфорированная стенка является пенометаллом с открытыми порами.
6. Устройство генерирования водорода по п. 1, в котором цилиндрическая металлическая гильза имеет концы и изоляционная кольцевая прокладка помещена между концами цилиндрической металлической гильзы и перфорированной стенкой.
7. Устройство генерирования водорода по п. 1, в котором анод является полой металлической трубкой, намотанной по спирали в цилиндрической конфигурации.
8. Устройство генерирования водорода по п. 1, в котором анод является полым металлическим цилиндром, который включает множество анодных отверстий, проходящих через стенки полого металлического цилиндра.
9. Устройство генерирования водорода по п. 1, в котором анод является цилиндрической проволочной сеткой.
10. Устройство генерирования водорода по п. 1, причем множество отверстий металлической гильзы выровнены с соответствующими отверстиями корпуса так, чтобы электропроводящие клеммы и патрубки, проходящие через соответствующие отверстия корпуса и отверстия гильзы, герметично контактировали с корпусом и предотвращали вытекание жидкости и газа из полости через отверстия корпуса.
11. Устройство генерирования водорода, включающее в себя:
корпус, имеющий внутреннюю полость;
анод во внутренней полости;
катод во внутренней полости;
цилиндрическую металлическую гильзу, введенную скольжением и размещенную во внутренней полости;
пенометалл с открытыми порами, размещенный во внутренней полости, электрически соединенный с одним из анода или катода;
воду в корпусе, непрерывно проходящую через пенометалл с открытыми порами; и
по меньшей мере одну электропроводящую клемму, выступающую наружу из полости через отверстия в корпусе и цилиндрической металлической гильзы и находящуюся в электрическом контакте с другим из анода и катода;
причем упомянутая пена с открытыми порами является анодом или катодом и имеет каналы, и
причем если упомянутая пена с открытыми порами является анодом, то катод проходит через каналы в пенном аноде, или если упомянутая пена с открытыми порами является катодом, то анод проходит через каналы в пенном катоде, каналы имеют длину и включают в себя стенки с пространством между катодом или анодом и стенками канала, проходящим по длине канала, причем пространство по существу заполнено водой.
12. Устройство генерирования водорода по п. 11, в котором пенометалл с открытыми порами является анодом.
13. Устройство генерирования водорода по п. 11, в котором пенометалл с открытыми порами является анодом и имеет каналы внутри и катод проходит через каналы в пенометалле с открытыми порами анода.
14. Устройство генерирования водорода по п. 13, в котором анодные каналы имеют длину и включают стенки канала с пространством между катодом и стенками канала, проходящими по длине стенок канала, при этом пространство в значительной степени заполнено водой.
15. Устройство генерирования водорода по п. 11, в котором пенометалл с открытыми порами является катодом.
16. Устройство генерирования водорода по п. 11, в котором пенометалл с открытыми порами является катодом и имеет каналы внутри и анод проходит через каналы в пенометалле с открытыми порами катода.
17. Устройство генерирования водорода по п. 11, в котором цилиндрическая металлическая гильза имеет концы, и причем изоляционная кольцевая прокладка размещена между каждым из концов цилиндрической металлической гильзы и пенометаллом с открытыми порами.
18. Устройство генерирования водорода по п. 11, в котором пенометалл с открытыми порами имеет покрытие из золота.
19. Способ использования устройства генерирования водорода, включающий:
предоставление анода, катода, корпуса, имеющего внутреннюю полость и по меньшей мере одно отверстие, цилиндрическую металлическую гильзу, введенную скольжением и размещенную во внутренней полости, металлической гильзы, имеющей по меньшей мере одно отверстие, выровненное с по меньшей мере одним отверстием корпуса, перфорированной стенки внутри внутренней полости возле ее конца, отделяющей концевую часть внутренней полости от основной части внутренней полости, при этом анод или катод проходят из основной части внутренней полости через перфорированную стенку в концевую часть внутренней полости и через корпус, по меньшей мере одной электропроводящей клеммы, выступающей наружу из полости через отверстие в корпусе и находящейся в электрическом контакте с анодом, и вода в корпусе непрерывно проходит из основной части внутренней полости через перфорированную стенку в концевую часть внутренней полости; и
создание разности потенциалов между анодом и катодом, достаточной для образования газообразного водорода.
RU2013153398A 2011-05-03 2012-05-01 Генератор газообразного водорода RU2616613C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/099,707 2011-05-03
US13/099,707 US8591707B2 (en) 2011-05-03 2011-05-03 Hydrogen gas generator
PCT/US2012/035954 WO2012151188A2 (en) 2011-05-03 2012-05-01 Hydrogen gas generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013153398A RU2013153398A (ru) 2015-06-10
RU2616613C2 true RU2616613C2 (ru) 2017-04-18

Family

ID=47089510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013153398A RU2616613C2 (ru) 2011-05-03 2012-05-01 Генератор газообразного водорода

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8591707B2 (ru)
EP (1) EP2705173B1 (ru)
JP (1) JP5834135B2 (ru)
CN (1) CN103534386B (ru)
BR (1) BR112013028192B1 (ru)
CA (1) CA2834050C (ru)
MX (1) MX337636B (ru)
RU (1) RU2616613C2 (ru)
TW (1) TWI567240B (ru)
WO (1) WO2012151188A2 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8591707B2 (en) * 2011-05-03 2013-11-26 Hydroripp, LLC Hydrogen gas generator
GB2526514A (en) * 2014-03-21 2015-12-02 Torvex Energy Ltd Shock induced hydrogen generator
US10465300B2 (en) 2014-10-16 2019-11-05 Hsin-Yung Lin Gas generator
DE102016120901A1 (de) * 2016-11-02 2018-05-03 Benteler Steel/Tube Gmbh Rohrprodukt aus Stahl mit einer Öffnung in seiner Rohrwand, Verwendung eines Rohrproduktes zur Herstellung eines Gasgeneratorgehäuses sowie Gasgeneratorgehäuse
US11149355B2 (en) * 2017-10-17 2021-10-19 Uripp Llc Hydrogen gas generator assembly and system
CN108796541B (zh) * 2018-05-30 2019-12-27 中氧科技（广州）有限公司 一种可调节臭氧电解发生器组件
CN112013705A (zh) * 2019-05-28 2020-12-01 上海潓美医疗科技有限公司 散热器及具有散热功能的氢气产生器
CN110129819B (zh) * 2019-06-05 2020-08-04 浙江工业大学 一种高铁酸钾的电解制备优化方法
DK180708B1 (en) * 2020-07-01 2021-12-10 Dimitrov Draganov Bozhidar Super efficient hydrogen generation by dynamic flow water electrolysis

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2034934C1 (ru) * 1990-08-23 1995-05-10 Воронин Юрий Александрович Электролизер
WO2008141369A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Robert Vancina Method and apparatus for producing hydrogen and oxygen gas
US7513978B2 (en) * 2003-06-18 2009-04-07 Phillip J. Petillo Method and apparatus for generating hydrogen
EP2199431A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-23 Boo-Sung Hwang A hydrogen-oxygen generating apparatus
US7837842B1 (en) * 2009-09-09 2010-11-23 Mayers Sr Fred T Hydrogen generator and method for the production of hydrogen
DE102009025887B3 (de) * 2009-05-29 2011-01-13 Helmut Dr. Fackler Elektrolysegerät

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US820113A (en) * 1905-05-31 1906-05-08 Electric Liquid Purifying And Filtering Company Water-purifier.
US3282823A (en) * 1962-09-10 1966-11-01 Swimquip Inc Electrolysis cell for production of chlorine
US3858435A (en) 1973-03-05 1975-01-07 California Inst Of Techn Gas chromatograph
US4276147A (en) * 1979-08-17 1981-06-30 Epner R L Apparatus for recovery of metals from solution
US4379043A (en) * 1980-09-25 1983-04-05 Robert G. Francisco Water-decomposition and gas-generating apparatus
FR2640955B1 (ru) * 1988-12-26 1991-11-29 Taillet Joseph
US5102515A (en) * 1990-07-20 1992-04-07 Ibbott Jack Kenneth Method and apparatus for treating fluid
DE4040694A1 (de) * 1990-12-19 1992-06-25 Gen Water Dev Corp Vorrichtung zur entkeimung von wasser
JPH0527062A (ja) * 1991-07-23 1993-02-05 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 異常熱の発生方法
US5587057A (en) * 1992-03-19 1996-12-24 David M. A. Metzler Highly conductive liquid media electrocoagulation
JPH06247701A (ja) * 1993-02-24 1994-09-06 Tekunoba:Kk 重水素保存材、重水素保存材の製造方法、および重水素保存材の製造装置
US5783050A (en) * 1995-05-04 1998-07-21 Eltech Systems Corporation Electrode for electrochemical cell
US5788820A (en) 1996-08-29 1998-08-04 Liu; Cheng-Li Device for electrolyzing water
US20030205482A1 (en) 2002-05-02 2003-11-06 Allen Larry D. Method and apparatus for generating hydrogen and oxygen
US7021249B1 (en) 2003-09-02 2006-04-04 Christison J Devon Hydrogen addition to hydrocarbon fuel for an internal combustion engine
JP4074322B2 (ja) * 2006-07-06 2008-04-09 炳霖 ▲楊▼ 電気分解を利用した燃焼ガス発生装置及び車載用燃焼ガス発生装置
KR100816098B1 (ko) 2007-01-26 2008-03-25 농업회사법인 주식회사 파워그린 워터가스 발생장치의 전해조
US7563418B2 (en) 2007-12-05 2009-07-21 Sharpe Thomas H Hydrogen gas generator for jet engines
KR20090097309A (ko) * 2008-03-11 2009-09-16 이한봉 연료절감을 위한 물 전기분해 장치
JP2010053384A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Dainippon Printing Co Ltd 水素発生用電気分解セル及び水素発生用電気分解セルスタック
AU2010203243C1 (en) 2009-01-05 2015-07-30 Clean-Fuel Technologies, Inc. Hydrogen supplementation fuel apparatus and method
US8282812B2 (en) 2009-02-24 2012-10-09 John Christopher Burtch Apparatus for producing hydrogen from salt water by electrolysis
DE102009025883A1 (de) * 2009-05-28 2010-12-02 Contitech Antriebssysteme Gmbh Verfahren zur Beschichtung eines Gummiartikels, insbesondere eines Riemens, und beschichteter Gummiartikel, insbesondere beschichteter Riemen
KR101136033B1 (ko) 2009-10-13 2012-04-18 코아텍주식회사 고순도 염소의 제조방법 및 장치
US20110147204A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Green On Demand, LLP (G.O.D.) Apparatus for on demand production of hydrogen by electrolysis of water
US8591707B2 (en) * 2011-05-03 2013-11-26 Hydroripp, LLC Hydrogen gas generator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2034934C1 (ru) * 1990-08-23 1995-05-10 Воронин Юрий Александрович Электролизер
US7513978B2 (en) * 2003-06-18 2009-04-07 Phillip J. Petillo Method and apparatus for generating hydrogen
WO2008141369A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Robert Vancina Method and apparatus for producing hydrogen and oxygen gas
EP2199431A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-23 Boo-Sung Hwang A hydrogen-oxygen generating apparatus
DE102009025887B3 (de) * 2009-05-29 2011-01-13 Helmut Dr. Fackler Elektrolysegerät
US7837842B1 (en) * 2009-09-09 2010-11-23 Mayers Sr Fred T Hydrogen generator and method for the production of hydrogen

Also Published As

Publication number Publication date
MX2013012679A (es) 2014-03-27
TWI567240B (zh) 2017-01-21
US9217203B2 (en) 2015-12-22
EP2705173A4 (en) 2014-12-24
CA2834050C (en) 2021-12-07
EP2705173B1 (en) 2016-11-16
JP5834135B2 (ja) 2015-12-16
CN103534386B (zh) 2016-05-25
WO2012151188A3 (en) 2013-01-24
WO2012151188A2 (en) 2012-11-08
RU2013153398A (ru) 2015-06-10
JP2014517148A (ja) 2014-07-17
MX337636B (es) 2016-03-14
US8591707B2 (en) 2013-11-26
US20140054181A1 (en) 2014-02-27
CA2834050A1 (en) 2012-11-08
BR112013028192B1 (pt) 2020-08-04
EP2705173A2 (en) 2014-03-12
TW201250061A (en) 2012-12-16
US20120279871A1 (en) 2012-11-08
BR112013028192A2 (pt) 2017-08-08
CN103534386A (zh) 2014-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2616613C2 (ru) Генератор газообразного водорода
JP4074322B2 (ja) 電気分解を利用した燃焼ガス発生装置及び車載用燃焼ガス発生装置
CN109778217B (zh) 电解槽及制氢装置
KR101795735B1 (ko) 수소발생장치
JP2006518812A (ja) 電解槽装置及び水素を製造する方法
ZA200501239B (en) Electrolysis process and apparatus
KR20170100475A (ko) 전기 에너지를 저장하고 수소를 생성하기 위한 전기화학 디바이스, 및 수소를 생성하는 방법
JP6869188B2 (ja) 還元水の製造装置および還元水の製造方法
KR100662093B1 (ko) 브라운 가스발생장치
JP2009215578A (ja) フッ素電解装置
JP4929404B2 (ja) 電気分解を利用した電解装置
RU2623437C1 (ru) Электролизер для получения водорода и кислорода из воды
JP6538171B2 (ja) 電解モジュール
KR100954545B1 (ko) 기수 분리 역화 방지기 및 그를 포함하는 수소산소 혼합가스 발생장치
KR101329046B1 (ko) 차아염소산 나트륨 제조용 튜브형 전해조
JP7082002B2 (ja) 電解槽及びその使用方法
JP6499151B2 (ja) 電解槽
JP6541105B2 (ja) 液体処理装置
RU168370U1 (ru) Электрохимическая модульная ячейка для обработки растворов электролитов
US20100133097A1 (en) Hydrogen rich gas generator
JP4831557B2 (ja) フッ素電解装置
KR102061454B1 (ko) 체크 밸브 및 이를 구비하는 미산성 차아염소산수 생성용 전해 장치
JP2006070282A (ja) 高温水蒸気電解装置及び筒状水蒸気電解セル
RU2556210C1 (ru) Электролизно-водный генератор
RU131727U1 (ru) Электролизер для получения фтора