Бестоковый водородный генератор водорода. метод Студенникова

Патент Студенникова в 2002 году. Собран в 2011 году и 2014
02143.ru   [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]

Как собрать и в чем смысл
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]
Пошаговые чертежи, фото
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]

К примеру здесь показан хим. процесс от электричества с соленой водой. Если создать условия большого протекания воды или других жидкостей+ток, то получиться результат выделения

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]
ВЕСЬ ПРОЦЕСС НАУЧНЫМ ЯЗЫКОМ (полный текст в чертежах)

В результате проведенных работ изобретено и патентуется по системе РСТ (международная заявка RU98/00190 от 07.10.97 г., российский патент №2174162 от 27.09.2001 г.) простое высокопроизводительное устройство для разложения воды и производства из нее беспрецедентно дешевого водорода методом гравитационного (инерционного) электролиза раствора электролита, получившее название "электроводородный генератор (ЭВГ)".

Кроме того, в процессе разложения воды этим способом, подведенная к приводу ЭВГ избыточная механическая энергия может быть на 80 % снова преобразована в электроэнергию, которая затем используется любым потребителем на нужды внешней полезной нагрузки. Расчетный удельный расход энергии на производство газообразного водорода составляет 14,42 МДж×м³. Поскольку в процессе в основном используется дармовая теплота и дешевая вода, то стоимость производства кубометра водорода снижается до 0,0038 $

Физическая сущность рабочего процесса ЭВГ весьма проста, полностью экспериментально доказана и является логическим развитием известных физических опытов Толмена и Стюарта, осуществленных ими в 1916 году. Известно, что электролит при растворении диссоциирует на ионы, которые гидратируются молекулами воды. В результате вокруг них образуются гидратные оболочки различной прочности. Энергия взаимодействия гидратированных разноименных ионов друг с другом резко уменьшается и становится близкой энергии броуновского движения молекул воды. Если концентрированный раствор диссоциированного электролита, имеющего значительную разницу масс аниона и катиона, поместить в сильное искусственное гравитационное (инерционное) поле, например, вращать его в емкости ЭВГ (расчетная частота вращения для различных электролитов и параметров устройства 1500-40000 об/мин), то ионы будут отчасти сепарироваться.

Тяжелые ионы, воздействуя друг на друга своим электрическим полем, смещаются к периферии емкости. Крайние прижмутся к ее внутренней поверхности и создадут пространственный концентрационный электрический потенциал. При этом результирующая центробежная сила, действующая на прижатые к аноду ионы (анионы) разрушит их гидратные оболочки, как наиболее слабые. Легкие ионы менее отзывчивы к гравитации и окружены более прочными оболочками, поэтому не могут полностью отдать тяжелым ионам свои молекулы гидратной воды. В силу этих обстоятельств они сосредоточатся над тяжелыми ионами и в области оси вращения (у катода), образуя электрический потенциал противоположного знака. Напряженность электрического поля достигнет нескольких десятков тысяч вольтметр. Свободные электроны в аноде под действием пространственного (объемного) заряда анионов переместятся на катод (свойство цилиндра Фарадея).

При достижении необходимой минимальной (пороговой) частоты вращения емкости с данным электролитом и принятыми конструктивными параметрами устройства, т.е. критической величины электрических потенциалов на электродах, равновесие зарядов нарушится. Электроны выйдут из катода и ионизируют молекулы гидратных оболочек, а те передадут заряды катионам. Иначе говоря, как бы произойдет пробой своеобразного электролитического конденсатора и начнется разряд ионов с образованием на катоде свободного водорода, а на аноде кислорода и анодных газов (осадка). Напряжение (разность потенциалов) электрического тока будет зависеть от скоростей химических реакций на катоде и аноде.

Таким образом, вследствие действия физического принципа обратимости энергии гравитационное поле породит энергетически адекватное ему электрическое поле, которое преодолеет энергию гидратации и осуществит электролиз. Этот процесс протекает с поглощением раствором через теплообменник теплоты и требует постоянного разбавления его водой до начальной концентрации. Его принципиальная энергетическая схема во многом схожа со схемой традиционного электролиза, но в ней не применяется внешний дорогостоящий электрический ток, а используется более дешевая теплота окружающей среды или иных источников.

В растворе
HBrO3 → H+ + BrO3- или, например, H2O + SO2+ 0,5O2 →H2SO4

H2SO4 → 2H++ SO4-2

На катоде
2H+ + 2е- → H2↑

На аноде
2BrO3- - 2е- → 0,5O2 ↑ + Br2O5 или SO4-2 - 2e → SO2↑ + O2↑

В прианодном пространстве реакция осадка с гидратной водой

Br2O5 + H2O → 2HBrO3 или H2O + SO2 → H2SO3

HBrO3 → H+ BrO3-

H2 SO3 → 2H+ + SO3-2

Здесь следует отметить четыре весьма существенные особенности инерционного электролиза.

Во-первых, работа механического инерционного поля, затрачиваемая им на осаждение молекул воды, легких и особенно тяжелых ионов, практически полностью восполняется кинетической энергией всплывающих к оси емкости водорода, кислорода и анодных газов, поскольку их плотность меньше, чем плотность раствора. В результате сумма моментов количества движения начальных и конечных продуктов электролиза становится близкой нулю, т.е. механическая работа в растворе почти не производится. Она в ЭВГ затрачивается в основном только на его приводе против сил трения. Этот фактор позволяет создать генератор с очень высоким КПД. Анодный осадок и всплывшие газы вступают во вторичные химические реакции с водой и кислородом, образуя исходный состав раствора.

Во-вторых, интенсивное самоохлаждение раствора обеспечивает условия для поглощения им тепла из окружающей среды или от других источников на компенсацию эндотермического эффекта реакции разложения воды , т.е. работу в режиме высокоэффективного теплового насоса.

В-третьих, он способен вырабатывать постоянный электрический ток на внешней нагрузке в том случае, если частота вращения емкости будет больше минимально необходимой (пороговой). Тогда ЭВГ проявляет свойства электрогенератора с вольт-амперной характеристикой конденсаторного типа (напряжение на зажимах прямо пропорционально внешней нагрузке).

В-четвертых, ЭВГ одновременно в одном аппарате совмещает и выполняет функции сразу двух устройств - электрогенератора постоянного тока и электролизера.

И наконец, использование в процессе получения водорода дармовой теплоты окружающей среды, теплопотерь промышленных, энергетических установок или транспортных средств и дешевой воды резко уменьшает стоимость производства этого газа. Все эти особенности обеспечивают инерционному электролизу несравненно более высокую эффективность, а, следовательно, большую экономичность.

Электроводородный генератор конструктивно прост, органично вписывается в компоновку различных силовых двигательных установок транспортных средств, например, автомобиля, автобуса, сельхозмашины, тепловоза или трактора и хорошо с ними агрегатируется, особенно с тепловыми турбинами. При этом, наряду с решением основной технико-экономической задачи, обусловленной двукратным повышением топливной экономичности за счет полезного использования теплопотерь ДВС, а в результате снижения его токсичности и увеличения общего КПД до 68-70 %, создается предпосылка для разработки уже в ближайшем будущем принципиально нового, более совершенного транспортного средства - массового электромобиля с большим запасом хода, работающего на тепломеханическом источнике тока.

ХЕМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГРАВИТОЛИЗ

Цикл преобразования тепла в электрохимические формы энергии в ЭВГ основан на гравитационной сепарации тяжёлых и лёгких ионов в быстро вращаемом растворе электролита. Например, в водном растворе бромноватой кислоты (НBrO3) соотношение масс образующихся ионов Н+/BrO3- составляет 1/128 (без учёта сольватных оболочек). При достаточно высокой инерционной "перегрузке" во вращающемся реакторе-центрифуге тяжёлые отрицательные ионы BrO3- будут отбрасываться ("тонуть") на периферию, а лёгкие протоны Н+ - вытесняться ("всплывать") к оси вращения. Далее, достигнув стенок реактора (BrO3-) или его центральной оси (Н+), соответствующие ионы разряжаются, отдавая соответствующим электродам свой заряд, поступающий далее во внешнюю цепь, и выделяя "электролизные" газы – Н2 и О2 на центральном и периферийном электродах по схеме: Н++Н+=Н2-2е- (катод); и BrO3-+BrO3- =Br2O5 + ЅО2 +2е-, Br2O5 +Н2О =2НBrO3 (анод). Подводимая из окружающей среды теплота – постоянно компенсирует электрохимическую работу реактора-центрифуги по гравитолизу воды. Таким образом, в цикле ЭВГ расходуется вода-растворитель, а выделяются водород, кислород и электроэнергия – только за счёт рассеянного тепла. На привод вращения реактора-центрифуги затрачивается лишь малая часть генерируемой электроэнергии, в основном, на компенсацию сил трения в подшипниках.

Наибольший эффект саморазделения зарядов в центробежном гравитолизе, следует ожидать от растворов аммиака с тяжёлыми металлами: Rb, Cs, Eu, Yb, Pb, некоторых заряженных комплексов металлов и пр

Разбавленные растворы металлов в аммиаке имеют характерную синюю, а концентрированные – медно-бронзовую окраску. Давление пара растворителя-аммиака над растворами значительно снижается, а вязкость аммиачных растворов меньше водных электролитов примерно на порядок. В аммиаке растворяются также щелочноземельные металлы, Аl, Eu, Yb, некоторые интерметаллиды (Na4Pb9 [2]) и пр. В отсутствии кислорода и света сольватированные электроны могут сохраняться в растворах месяцами.

Читать полностью: [Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]