Ученые разработали дешевый катализатор для получения водорода из воды

https://ria.ru/20100429/228078627.html

Ученые разработали дешевый катализатор для получения водорода из воды

Ученые разработали дешевый катализатор для получения водорода из воды — РИА Новости, 29.04.2010

Ученые разработали дешевый катализатор для получения водорода из воды

Ученые предложили новый перспективный принцип создания дешевых и устойчивых катализаторов для получения водорода из воды — наиболее перспективного экологически чистого вида топлива, сообщается в статье журнала Nature.

2010-04-29T11:11

2010-04-29T11:11

2010-04-29T11:11

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/sharing/article/228078627.jpg?1877274261272525095

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

2010

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

МОСКВА, 29 апр — РИА Новости. Ученые предложили новый перспективный принцип создания дешевых и устойчивых катализаторов для получения водорода из воды — наиболее перспективного экологически чистого вида топлива, сообщается в статье исследователей, опубликованной в сегодняшнем выпуске журнала Nature.

Несмотря на то, что развитие технологий использования водорода в качестве экологически чистого топлива происходит уже несколько десятилетий, этот тип энергетики все еще остается за рамками массового использования по целому ряду причин. Одной из них является необходимость получения для энергетических целей высокочистого водорода, лишенного примесей, которые могут отравлять катализаторы и узлы энергетических установок различного типа, предназначенных для переработки водорода в тепловую или электрическую энергию.

Единственным способом получения водорода надлежащей чистоты, известным на настоящее время, является разложение воды под действием электрического тока. Этот подход имеет целый ряд недостатков, основным из которых являются неоправданно высокие энергетические затраты на производство топлива. Для снижения этих затрат (понижения электрического напряжения, при котором происходит разложение воды с выделением водорода) применяются катализаторы, наиболее известным из которых является редкая и дорогостоящая платина.

Существуют более дешевые катализаторы на основе биологических молекул, содержащих в себе атомы металлов никеля и железа, преобразующих воду в водород внутри живых систем, но все подобные примеры имеют ряд недостатков — невысокую эффективность, низкую устойчивость и потребность в добавлении к разлагаемой ими воде дополнительных компонентов.

Автор новой работы, Джефри Лонг (Jeffrey Long) из калифорнийского университета в Беркли, сумел предложить кардинально новый принцип создания катализаторов для получения водорода из воды.

Его основу составляет атом металла молибдена — распространенного металла, широко использующегося в производстве легированных сталей. В катализаторе Лонга этот атом окружен пятью лигандами — присоединенными к нему фрагментами органических молекул на основе пиридина — циклической молекулы с одним атомом азота. Изначально подобные соединения заинтересовали Лонга своими магнитными свойствами, однако на определенном этапе синтетических работ группа ученого обнаружила, что одно из синтезированных соединений обладает способностью к транспорту электронов, что является ключевой характеристикой катализаторов для получения водорода.

Протестировав свое соединение на каталитическую активность, ученые обнаружили несколько приятных сюрпризов — их соединение обладает значительной эффективностью и скоростью работы как в чистой, так и в соленой морской воде, а также существенно более устойчиво к деградации по сравнению с катализаторами на основе биологических молекул. Эта стабильность обусловлена тем, что атом молибдена связан в молекуле с 5 лигандами, которые надежно его удерживают.

Недостатком этого катализатора является довольно высокое электрическое напряжение, необходимое для работы. Кроме того, скорость его работы все же уступает скорости работы природных аналогов, а потому разработка не может использоваться как коммерческий катализатор на настоящее время.

Тем не менее, данная работа демонстрирует совершенно новый и очень перспективный подход к синтезу катализаторов для получения водорода из воды.

Команда Лонга в настоящее время ищет новые сочетания металлов и лигандов, обладающие большей каталитической активностью, а также надеется в будущем совместить свою разработку с солнечными источниками энергии.

Расщепление воды – Наука – Коммерсантъ

3K 1 мин. …

Опыт Карлайла и Николсона был простым, как все гениальное. Чуть раньше в том же 1800 году итальянец Вольта сделал первую в истории человечества химическую батарейку — вольтов столб из сложенных поочередно в столбик кружочков меди и цинка с прокладками между ними из сукна, смоченного в соленой воде. Карлайл и Николсон проводки от вольтова столба опустили в воду. На них образовались пузырьки газа, на одном проводке — водорода, а другом — кислорода.

Предыдущая фотография

Фото: Henry Bone

Фото: T. Blood

Следующая фотография

1 / 2

Фото: Henry Bone

Фото: T. Blood

Оценить всю глубину своего открытия Карлайл и Николсон не смогли и, соответственно, не сумели извлечь из него все крывшиеся в нем научные дивиденды.

Не потому что были химиками-самоучками (Карлайл был хирургом, а Николсон и вовсе самоучкой в буквальном смысле этого слова), а потому что вряд ли кто-нибудь другой, будь он семи пядей во лбу, смог бы это сделать, уж слишком широкое поле для научных и практических приложений открыл их опыт.

Поначалу все были загипнотизированы самим фактом того, что электричество способно менять природу материи, на детали опыта всеобщий восторг не распространялся. Эти детали исследовали уже другие ученые, и в отличие от Карлайла и Николсона они остались в истории науки авторами фундаментальных открытий.

Первым был химик Хэмфри Дэви, который, неоднократно повторяя опыт и каждый раз получая из воды только водород и кислород, стал первооткрывателем химического состава воды. Он же, пропуская ток через растворы разных солей, получил на электродах химические элементы калий, натрий, магний, стронций, барий, кальций, бор и хлор. Открыл их!

Повторяя опыт Карлайла и Николсона, Гей-Люссак открыл закон объемных отношений газов, а Авогадро — свой «закон Авогадро». В конце концов, Берцелиус окончательно определил формулу воды Н2О. А Майкл Фарадей сформулировал законы электролиза — того явления, которое открыли Карлайл и Николсон в своем опыте и без которого немыслима современная промышленность.

О них же самих сегодня никто не помнит, хотя последние лет тридцать их опыт во всевозможных вариантах со всевозможными катализаторами с упорством маньяков воспроизводят тысячи химиков по всему миру, пытаясь экономически рентабельно разложить воду на водород и кислород, чтобы создать водородный двигатель для автомобиля. А когда эта задача будет решена, о Карлайле и Николсоне опять «первооткрыватели» топлива из воды вряд ли вспомнят.

Сергей Петухов

Картина дня

Вся лента

Резонансное разложение воды схема

Другая важная задача водородной энергетики будущего — создание двигателей внутреннего сгорания, работающих на воде и водороде. В наш XXI век такие двигатели — это уже реальность. Обычный электролиз воды требует тока, измеряемого в амперах, в то время как электролитический двигатель С. Мейера производит тот же эффект при милиамперах. Более того, обыкновенная водопроводная вода требует добавления электролита, например, серной кислоты, для увеличения проводимости; двигатель Мэйера-же действует при огромной производительности с обычной отфильтрованной от грязи водой. Электролитический двигатель Мэйера имеет много общего с электролитической ячейкой, за исключением того, что он работает при высоком потенциале и низком токе.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• EnergyScience. ru — альтернативная энергия
• Патент сша 5149507
• Схемы по переделке обычного ДВС в работающий на газе Брауна
• Глава 15 Вода и водород в энергетике
• Дешевый водород и топливо из воды капилярным электроосмосом
• Каталог радиолюбительских схем
• www.skif.biz

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Опыты по химии. Разложение воды электрическим током

EnergyScience.ru — альтернативная энергия

Изобретение относится к области энергетики, в частности физико- химическим технологиям получения тепловой энергии и может быть использовано в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и т.

Известны многочисленные способы и устройства для разложения воды с получением водорода и кислорода с последующим использованием водорода в качестве источника энергии [1, 2]. Так в способе [1] водород и кислород получают из перегретого водяного пара с температурой.

В патентной заявке [2] предложено получение водорода и кислорода из водяного пара на катализаторе при пропускании этого пара через электрическое поле.

Оба способа достаточно энергоемки и сложны в реализации. Известен также метод производства топливной газовой смеси водорода, кислорода и других, растворенных в воде газов путем разложе- ния воды пульсирующим и постоянным электрическим током [3].

Способ включает обработку воды, как диэлектрической жидкости, между обкладками конденсатора, включенного последовательно в резонансную схему с дросселем. Частоту импульсов, поступающих на конденсатор, подбирают соответствующей собственной частоте резонанса молекулы воды в жидкой фазе.

Продол- жительное действие импульсов в режиме резонанса приводит к тому, что уровень колебательной энергии молекул возрастает с каждым импульсом. Комбинация пульсирующего и постоянного электрического полей приводит к тому, что в некоторый момент сила электрической связи в молекуле ослабляется настолько, что сила внешнего электрического поля превосходит энергию связи, и атомы кислорода и водорода освобождаются в виде самостоятельных газов.

Далее производят сбор готовой к употреблению образовавшейся смеси кислорода, водорода и других растворенных в воде газов в качестве топлива. Недостатком способа является нестабильность процесса электролиза, существенная его зависимость от материала электродов и чистоты исходной воды, которую предпочтительно предварительно подвергать дистилляции.

Недостатком способа также является необходимость использования комбинированного воздействия постоянного и пульсирующего электрических полей, что усложняет технологический процесс. Наиболее близким к предлагаемому способу является техническое решение, предусматривающее разложение перегретого водяного пара на водород и кислород в электрическом поле, которое и выбрано в качестве прототипа [4].

Согласно известному способу, предварительно в незамк- нутом пространстве получают перегретый водяной пар с температурой — 55O 0 C, который затем пропускают через постоянное электрическое поле высокого напряжения В , вызывая тем самым диссоциацию молекул воды в парообразном состоянии и разделение их на свободные атомы водорода и кислорода. Недостатком такого способа является низкий процент выхода водорода, так как процесс проводится без учета энергетического состояния молекул воды в газопаровой фазе.

Недостатком является так же необходимость использования весьма высокого напряжения электрического поля для обеспечения диссоциации молекул воды, что снижает безопас- ность реализации технологии в целом. Предложена плазменная горелка, содержащая корпус с разрядной камерой и присоединенный к нему резервуар для жидкости [5].

Резервуар заполнен впитывающим влагу материалом. В разрядной камере соосно установлены соплом-анод и катод, закрепленные в катододержателе. Катод одержатель размещен с возможностью аксиального перемещения в электроизоляционной трубке, которая установлена в теплопроводной трубке-испарителе с развитой наружной поверхностью. Като до держатель, электроизоляционная трубка и трубка-испаритель проходят через резервуар, при этом последняя соприкасается со стороны резервуара с влаговпитывающим материалом, а со стороны корпуса — с кольцом из теплопроводного материала.

Теплопроводный материал имеет каналы, выходящие в разрядную камеру, и соприкасающимся с соплом-анодом. Между катододержателем и электро- изоляционной трубкой коаксиально размещен упруго деформируемый в радиальном направлении элемент, соединенный с катододержателем вблизи катода и введенный в контакт с электроизоляционной трубкой. Известно устройство для сварки с использованием плазмообра- зующего газа водяного пара [6]. Устройство состоит из плазменной го- релки, включающей катод, сопло-анод с каналами для плазмообразую- щей среды, резервуар с влаговпитывающим материалом, источника питания дежурной дуги, источника питания прямой дуги и регулятор тока дежурной дуги.

Горелка снабжена электроизоляционной герметизирующей крышкой, а в качестве влаговпитывающего материала может быть использована каолиновая вата, углеткань или углевойлок. В процессе работы горелки тепловая энергия, выделяемая дежурной дугой на сопле- аноде, испаряет воду, находящуюся в резервуаре, и образовавшиеся пары воды поступают в разрядную камеру через каналы сопла-анода и далее выходят через его центральное отверстие, вытягивая при этом электроду- говой столб.

Водяной пар за счет обжатия в отверстии сопла-анода элек- тродугового столба нагревается до высоких температур и переходит в плазменное состояние, образуя на выходе сопла-анода плазменную струю.

Недостатком этих устройств является низкая эффективность использования энергии электрического поля для разложения воды на водо- род и кислород. Наиболее близко к предлагаемому изобретению техническое решение плазменной горелки в форме пистолета с водяным наполнением, выбранное в качестве прототипа [7].

Горелка содержит внутренний металлический стержневой электрод со съемным медным наконечником, в ко- тором на торце установлена тугоплавкая вставка из циркониевого или гафниевого стержня установленного по оси заподлицо с наконечником.

Коаксиально электроду расположена диэлектрическая трубка, а между вставкой и трубкой выполнен зазор. На трубке установлен пористый медный фильтр. Корпус горелки выполнен с центральным осевым ка- налом и состоит из двух частей. Полость корпуса заполнена впитывающей теплостойкой тканью, образующей внутренний слой из ваты, расположенной снаружи слоя теплостойкой ткани. На корпусе закреплена пробка, закрывающая отверстие для заливки воды в полость с впитывающей теплостойкой тканью.

Герметичность корпуса обеспечивается прокладками. Со стороны нерабочего конца электрода установлены подпружиненная кнопка. Подача рабочего напряжения производится по подводящим проводам. На передней торцевой конусообразной поверхности пористого медного фильтра выполнены спиральные тангенциальные канавки. Длина центрального канала корпуса равна его диаметру, а диаметр вставки выполнен размером 0,,5 от диаметра наконечника. После подготовки устройства и заправки водой, которая пропитывает вату и теплостойкую ткань, включают источник питания и подают напряжение питания — отрицательный потенциал на внутренний металлический стержневой электрод — катод, а положительный на корпус горелки, контактирующий с соплом анод.

Поток пара дополнительно закручивается на спиральных тангенциальных канавках, обжимает и стабилизирует дуговой разряд, а образовавшийся поток плазмы за счет динамического истечения через сопло с избыточным давлением выходит наружу в виде длинного иглообразного пламени. К недостаткам прототипа можно отнести низкий энергетический.

КПД за счет мало эффективного процесса разложения воды на кислород и водород, что обусловлено конструктивным исполнением устройства, которое выполнено без учета физико-химических особенностей строения молекул воды. Целью изобретения является устранение указанных недостатков и создание эффективного способа и устройства для разложения воды в электрическом поле на кислород и водород с учетом физико-химической структуры строения молекул воды.

Техническим результатом изобретения является снижение затрат энергии на расщепление молекул воды в электрическом поле, оптимизация процессов производства горючего газа, тепловой энергии, водорода и кислорода, а также повышение коэффициента полезного действия технологического процесса электролитического разложении воды.

Технический результат достигается тем, что в способе получения горючего газа, тепловой энергии, водорода и кислорода разложением молекул воды в парогазовой фазе в электрическом поле, согласно изобретению, предварительно воду Ё ЖИДКОЙ фазе обрабатывают импульсным разрядом электрического тока в реакторе — конденсаторе параметрического генератора электромагнитного поля на частотах устойчивости параметрического резонанса, кратных основному колебательному переходу молекул водорода, с возможностью образования свободных молекул воды в парогазовой фазе, а полученную парогазовую смесь обрабатывают импульсным разрядом электрического поля в реакторе — конденсаторе второго, электрически связанного с первым, параметрического ге- нератора электромагнитного поля на частотах устойчивости параметрического резонанса кратных основному колебательному переходу молекул водорода, содержащихся в парогазовой фазе с получением готового продукта.

Готовый продукт в виде горючего газа направляют для последую- щего использования любым известным методом, например, в качестве топлива двигателя внутреннего сгорания.

Готовый продукт в виде горючего газа поджигают при выходе из реактора — конденсатора второго параметрического генератора электромагнитного поля и используют в качестве источника тепловой энергии. Готовый продукт в виде горючего газа при выходе из реактора — конденсатора второго параметрического генератора электромагнитного поля разделяют любым известным методом на водород и кислород, которые направляют в хранилище для дальнейшего использования.

Реактор — конденсатор для обработки воды в парогазовой фазе выполнен сферическим, а реактор — конденсатор для обработки воды в жидкой фазе выполнен коаксиальным и оба они функционально связаны между собой с возможностью образования генератора горючего газа.

Генератор горючего газа содержит средство поджига горючего газа, которое смонтировано на задней крышке диэлектрического корпуса. Средство поджига горючего газа выполнено в виде винтовой руч- ки, которая посредством передачи винт-гайка сопряжена с внутренним металлическим стержневым электродом с возможностью его осевого перемещения и обеспечением поджига электрической дуги.

Генератор горючего газа может содержать средство для разделения горючего газа на кислород и водород. Реактор — конденсатор параметрического генератора электромагнитного поля для обработки воды в жидкой фазе в замкнутой полости содержит пористый фильтр из теплостойкой ткани и отверстие с патрубком и пробкой для ввода в нее воды,.

Предлагаемый способ основан на следующем. На сегодняшний день понятие структура воды связывают с пространственным расположением молекул воды и взаимным расположением атомов кислорода и водорода. Согласно известной модели Бьерума [8] молекула воды пред- ставляет собой тетраэдр с четырьмя точечными зарядами в его верши- нах.

Согласно Самойлову [9] аномалии свойств воды связаны со структурными особенностями воды, заключающимися, во-первых, большой ажурностью структуры, во-вторых, в том, что ближняя упоря- доченность в расположении молекул воды выражена сильнее, чем ближняя упорядоченность других жидкостей и что это связано с характером водородных и ван-дер-ваальсовых связей в структуре воды и водных растворов. Рентгеноструктурный анализ, проведенный Катцовым [10] Морганом и Уорреном [H] и другими показал, что на кривой радиального распределения имеется два максимума, положение которых практически не изменяется при повышении температуры.

Особую роль на движение молекул в структуре воды оказывают пустоты. Энергетически выгоднее перемещаться с использованием пустот — нет надобности в затратах на образование вакантного места. Но перемещение молекул при таком ме- ханизме не может идти без обмена соседних молекул, то есть без разры- вов водородных связей.

Отсюда следует, что какая-то часть водородных связей всегда разорвана. Известно [12], что жидкая вода является в структурном отношении очень чувствительной системой, так как благодаря водородным связям в ней имеется огромное количество метастабильных состояний, причем каждое определяется конкретной структурой.

Так, например, обнаружено наличие в воде кольцевых ассоциатов с циклическими структурами и минимальной энергией [13, 14]. Причем отмечается относительная стабильность таких структур. Число возможных способов соединения тет- раэдрических молекул воды друг с другом и стабильных конфигураций жидких кристаллов на их основе не ограничено. Считается возможным [22], существование таких агломератов, как H 2 O 2; H 2 O 4,; H 2 O 20; H 2 O 24;- объединение трех октаэдрических структур, а также таких супермолекул, как структура H 2 O 57 в форме додекаэдрического тетраэдра 18 , 19 и объединение 16 таких структур в единый конгломерат H 2 O Таким образом, современные научные данные о строении структуры воды позволяют сделать вывод о возможности эффективного воздействия на конгломераты молекул воды посредством, например, резонанс- ного взаимодействия на них низкочастотным электромагнитным излучением, с целью разложения на отдельные составляющие — кислород и водород.

Как и всякое движение на молекулярном уровне, колебания молекул необходимо рассматривать методом квантовой механики. Однако некоторые вопросы, в частности о частоте колебаний молекулы, можно решить, рассматривая молекулу как механическую систему, например, как системы шаров, модулирующих атомы, и связывающих их пружин, символизирующих связи между атомами.

С помощью этого уравнения можно ориентировочно подсчитать частоту колебаний электромагнитной волны, поглощаемой какой-либо связью, оценить направление изменения этой частоты с изменением массы атомов, образующих связь, с увеличением или умень- шением прочности связи оценить влияние таких факторов, как межмолекулярное взаимодействие, водородная связь и т. Известно [15], что крупные конгломераты имеют огромные ди- польные моменты, значительно превышающие величину 1,87 радиуса Дебая в 2,,5 раза и длительные времена релаксации при взаимодейст- вии с электромагнитными полями, что сдвигает их собственные резо- нансы в область низких частот.

Электрическое поле отдельных диполей векторно складывается и по оценкам его напряженность увеличивается не менее чем в 20 раз. За счет осцилляции диполей у упорядоченной структуры образуется собственное электромагнитное поле, удерживающее эту структуру в квазиравновесном состоянии неопределенно долго. Как правило, требуются значительные энергозатраты для таких изменений.

В то же время отмечаются изменения структуры воды, связанные с чрезвычайно низким уровнем энергетического воздействия [16].

Такие структурные изменения объясняют также величиной изгиба водородных связей изменением угла между линией, соединяющей центры ближайших молекул воды, и направлением связи О-Н одной из этих молекул.

Энергия, необходимая для изгиба водородных связей, неизмеримо меньше энергии их разрыва. Кроме того, одновременная деформация угла и длины связи молекул энергетически более выгодна, чем деформация только угла или только длины связи [17].

Таким образом, изменение структуры воды возможно при затрате энергии, намного меньше энергии водородных связей. Имеются данные [18], что изменение структуры воды может происходить даже при полном отсутствии энергии воздействии. Для целей изобретения использована классическая колебательная система, имеющая собственные резонансные частоты.

Механизм резонанса заключается в том, что магнитное поле индуктивности генерирует электрический ток, заряжающий конденсатор, а разрядка конденсатора создаёт магнитное поле в индуктивности — процесс, который повторяется многократно, по аналогии с механическим маятником. При этом емкость конденсатора является функцией диэлектрической проницаемости среды в нашем случае воды , которая находится между обкладками конденсатора С.

Отсюда вытекает, что такая колебательная система является нелинейной параметрической колебательной системой. Параметрические колебания происходят, когда один из параметров системы коэффициент дифференциального уравнения колебаний периодически изменяется не электрическим путем. Теория явлений возбуждения колебаний в электрической колебательной системе при помощи периодического изменения ее параметров основана на общих методах Пуанкаре [19].

Однако ширина резонансных областей с увеличением п быстро уменьшает- ся — как h n , где h изменяемый параметр системы. Колебание на одной частоте одного из контуров для определенности — на частоте G 1 является полезным сигналом, другое носит название холостого. Двухконтурный генератор обладает рядом преимуществ по сравнению с одноконтурными генераторами, в частности, более высокой стабильностью частоты, почему принципиальная схема его и была выбрана для целей изобретения.

На фиг. Система из сферического реактора — конденсатора C 2 и коаксиального реактора- конденсатора Ci образует генератор горючего газа 20; сферический реактор — конденсатор C 2 с индуктивностью L 2 и коаксиальный реактор- конденсатор Ci индуктивностью L J электрически связаны с накопителем энергии 21 и задающим генератором 22 блока накачки параметрического генератора электромагнитного поля 12 образуют двухсвязный парамет- рический колебательный электрический контур Li Ci — L 2 C 2 ; средство поджига — винтовая ручка 24 на задней крышке 25, диэлектрического корпуса 1 , которая передачей винт-гайка на чертеже не показано соединена со вторым концом 15 внутреннего металлического стержневого электрода 3; средство 26 для разделения горючего газа на кислород и во- дород в виде, например, молекулярного сита;.

Способ и устройство реализуют следующим образом. Через отверстие 6 с патрубоком в корпусе 1 в полость 18 заливают воду, которая пропитывает пористый фильтром 5 и закрывают пробкой 7, при этом пористая теплостойкая ткань равномерно распределяет воду в объеме меж- ду обкладками коаксиального реактора-конденсатор Ci.

Затем включают параметрический генератор 12 и с блока накачки 22 через накопитель энергии 21 посредством задающего генератора 22 на обкладки коаксиального реактора-конденсатора Ci подают импульсное периоди- ческое напряжение, величина которого превышает пороговое, необходимое для поддержания процесса параметрической генерации, и составляет — В, в зависимости от состава воды.

Патент сша 5149507

Багич Геннадий Леонидович. Изобретение предназначено для энергетики и может быть использовано при получении дешевых и экономичных источников энергии. Известны промышленные способы и устройства разложения воды см. Целью изобретения является повышение скорости нейтрализации ионов водорода и кислорода, что приводит к увеличению производительности разложения воды. Энергия разложения при этом определяется суммарной энергией электрического поля и тепловой энергией пара. Предлагается разлагать воду электромагнитным полем, содержащим сумму энергий электрического и магнитного полей. При этом водяной конденсатор содержит диэлектрик, в качестве которого служит разлагаемая вода, при этом конденсаторные пластины изолированы от воды диэлектриком с диэлектрической проницаемостью не ниже диэлектрической проницаемости воды.

Разложение воды под действием звука описано ещё в «Юном технике» . elektromexanik: И опять резонансные явления. Только их надо.

Схемы по переделке обычного ДВС в работающий на газе Брауна

Улыбаемся и машем ему вслед. Желаем удачи руководству Газпрома. Скоро за ним будет большая охота активистов и удача им понадобится. Абрамочича тоже жалко — имел гигантские возможности, но захотел потешить свою гордыню. За что тоже будет наказан А ведь МОГ Карочи к следующей зиме оснащаем свой авто-мото транспорт такой приблудой и уже не тратимся на бензин.

Глава 15 Вода и водород в энергетике

Изобретение относится к водородной энергетике. Техническим результатом изобретения является получение водорода за счет разложения воды. Согласно изобретению способ получения водорода из воды включает разложение воды под действием электрического поля с помощью водяного коаксиального конденсатора с изолированными обкладками, на которые подается высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, при этом разложение воды на кислород и водород происходит под действием резонансного электромагнитного поля, частота n-ой гармоники которого приближается к собственной частоте воды, причем энергия разложения воды складывается из тепловой и минимально расходуемой электрической энергии разложения воды. Патентуется также устройство для реализации заявленного способа. Изобретение относится к технике получения водорода из воды водородной энергетике электролизом и может быть использовано в качестве узла для преобразования тепловой энергии, при сжигании водорода, в механическую.

Глаза тоже инструмент.

Дешевый водород и топливо из воды капилярным электроосмосом

Обычный элекролиз воды требует тока, измеряемого в амперах, ячейка Мэйер производит тот же эффект при милиамперах. Более того, обыкновенная водопроводная вода требует добавления электролита, например, серной кислоты, для увеличения проводимости; ячейка Мэйер действует при огромной производительности с чистой водой. Согласно очевидцам, самым поразительным аспектом клетки Мэйер было то, что она оставалась холодной даже после часов производства газа. Эксперименты Мэйер, которые он счел возможными представить к патентованию, заслужили серию патентов США, представленные под Секцией Представление патента под этой секцией зависит от успешной демонстрации изобретения Патентному Рецензионному Комитету.

Каталог радиолюбительских схем

Уйти от сжигания ископаемых углеводородов и получить дешевый альтернативный источник энергии — было и остается мечтой многих предприимчивых людей. Да и кто из домовладельцев не хотел бы получить подобный источник в свое распоряжение, чтобы с минимальными затратами обогревать свое жилище? Один из таких источников — так называемый газ Брауна, получаемый из обыкновенной воды. Но как его добыть и насколько он дешев — вопросы, ответы на которые можно найти в данном материале. Необходимо отметить, что резонансное разложение воды в газ Брауна — отнюдь не миф, а реальный химический процесс, призванный выделять газообразное горючее из воды. Этот газ получил свое имя в честь изобретателя, который первым попытался вывести эту технологию за рамки экспериментов. Другое название, бытующее в интернете — гремучий газ гипотетическая формула ННО. Горючий газ Брауна — это не что иное, как смесь свободного водорода и кислорода, выделяемого из воды путем электролитической реакции.

Разложение воды и получение водорода в неравновесной плазме εa≈6 эВ – энергия, соответствующая резонансному максимуму сечения .. Поэтому, по-видимому, более эффективными окажутся схемы, в которых процесс.

www.skif.biz

Изобретение относится к водородной энергетике. Технический результат состоит в получении водорода разложением воды с увеличением частоты периодического воздействия напряженностей электрических полей на воду. Способ получения водорода из воды включает разложение воды под действием двух электромагнитных резонансных полей, вектора напряженностей электрических полей которых поочередно меняют направление на градусов при постоянно направленной перпендикулярно им суммарной напряженности магнитных полей от индуктивности контуров. Водородная ячейка содержит два колебательных контура, конденсаторные пластины 13, 14 которых перфорированы таким образом, что пластины первого конденсатора 13 взаимодействуют через отверстия в пластине второго конденсатора 14 и, наоборот, пластины второго конденсатора 14 взаимодействуют через отверстия в пластине 13 первого.

Кудымов Г. Студенников В. Студенников Василий Васильевич, г. Москва, Тел. Кудымов Георгий Иванович, г.

Способ разложения воды с утилизацией диоксида углерода и выделением водорода.

Перейдем к рассмотрению технологий автономного энергоснабжения, в которых главную роль играет вода или водород. Мир создан разумно, и в нашем распоряжении на планете есть возобновляемое топливо в большом количестве. Это вода. Итак, вода — это жидкое топливо, состоящее из связанных газов, кислорода и водорода, в безопасной и компактной упаковке. Мы уже рассматривали применение центробежной силы для эффективного получения водорода из воды. В этой главе мы рассмотрим другие примеры конструирования источников энергии, использующих воду или водород. Отметим, что электролизный метод получения водорода в России был запатентован в году Профессором Лачиновым.

Изобретение относится к области энергетики, в частности физико- химическим технологиям получения тепловой энергии и может быть использовано в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и т. Известны многочисленные способы и устройства для разложения воды с получением водорода и кислорода с последующим использованием водорода в качестве источника энергии [1, 2]. Так в способе [1] водород и кислород получают из перегретого водяного пара с температурой.

Электролиз воды

Электролиз воды

Воду можно разложить, пропуская через нее электрический ток. Когда это случается, электроны от электрического тока вызывают окислительно-восстановительную реакцию. На одном электроде, называемом катодом, электроны переходят в раствор и вызывают снижение. На другом электроде, называемом анодом, электроны покидают раствор. завершая цепь и вызывая окисление.

Для проведения электролиза раствор должен проводить электрический ток. Чистая вода — очень плохой проводник. Чтобы сделать вода проводит лучше, мы можем добавить электролит в воду. Это вводит еще один проблема однако. Многие электролиты, которые мы добавляем, электролизуются легче, чем вода. Сульфат-ионы не подвергаются электролизу так же легко, как вода, поэтому сульфаты часто Используется для повышения проводимости воды. На одном из электродов электроны (от источника тока, такого как батарея) добавляются к молекулам воды (поскольку электроны добавляются, это отрицательная клемма аккумулятора). Следующее сокращение происходит на катоде с образованием газообразного водорода.

2H 2 O + 2e —      H 2 (г) + 2OH —

Восстановление = Катод

На другом электроде электроны удаляются из воды (так что это положительный конец батареи) и введите электрод. Это завершает цепь так ток может течь. На этом электроде, называемом анодом, происходит окисление воды:

H 2 O 1/2 O 2 (ж) + 2Н + + 2е —

Окисление = Анод

Поскольку окисление не может происходить без восстановления, эти две реакции должно происходить одновременно. Если мы сложим их вместе и аннулируем аналогичные условия, мы получим чистую общую реакцию.

2Н 2 О	+ 2е —		Н 2 (г)	+ 2ОН —
Н 2 О			1/2O 2 (г)	+ 2Н +	+ 2е —
3H 2 О	+ 2е —		H 2 + 1/2O 2 (г)	+ 2Н 2 О	+ 2е —

, то же самое, что и

.

Н ₂ О H ₂ + 1/2O ₂ (г)

Материалы

• Батарея 9 В (или блок питания)
• два карандаша, заточенных с обоих концов (подойдет один карандаш, разрезанный пополам, или используйте старый карандаш заглушки
• зажим для батареи (зажимы типа «крокодил» приобретаются дополнительно)
• чашка Петри
• вода дистиллированная или деионизированная
• кислотно-основной индикатор (универсальный индикатор, бромкрезоловый зеленый, фенолфталеин, метиловый красный, тимоловый синий или сок краснокочанной капусты)
• сульфат магния (английская соль) или сульфат натрия

Процедура

		Электролиз воды

1. Подготовьте аппарат для электролиза, если он еще не настроен. Заточите оба конца карандаша. Прикрепите провода зажима аккумулятора к заостренным карандашный грифель. Если вы не используете зажимы типа «крокодил», зачистите примерно 2 см конца проволоку и оберните ею карандашный стержень. Закрепите этот провод изолентой или горячим клеем.

2. Приготовьте раствор, насыщенный сульфатом натрия, в деионизированной воде. Вам понадобится около 100 мл. В качестве альтернативы можно использовать раствор магния. сульфат.

3. Добавьте несколько капель кислотно-щелочного индикатора в раствор, приготовленный выше. Ваш раствор должен быть слегка окрашен. Выберите любой из индикаторов, которые удобный, хотя и универсальный индикатор, индикатор бромкрезоловый зеленый или индикатор краснокочанной капусты. дайте наиболее очевидное изменение в оба электрода . Залейте этот раствор в чашку Петри

4. Поместите свободный конец грифеля в чашку Петри, погруженную в воду, и примерно 2 см друг от друга.

5. Подсоедините аккумулятор и наблюдайте за любыми изменениями в течение нескольких минут. Обратите внимание, какие конец положительный (красный провод) и отрицательный (черный провод), и какие результаты вы наблюдать.

Практически невозможно собрать газы, образующиеся в этом эксперименте. Пока кажется, что образуется много пузырьков, на самом деле газа не так много произведено. Газ можно собирать в другом аппарате, который можно использовать более высокие токи, чем описанные здесь. Пример этого показан на видео.

Заключение

1. Электроны перетекают из черного провода (отрицательного) в раствор. Что Вы наблюдать за изменением цвета на отрицательном электроде? Сравните это с цветовой диаграммой кислотно-щелочного индикатора для индикатора ты использовал. Объясните с точки зрения протекающей здесь полуреакции

2. Электроны перетекают из раствора в красный провод (положительный). Что вы наблюдаете за изменением цвета на положительном электроде? Сравните это с цветовой диаграммой кислотно-щелочного индикатора для индикатора ты использовал. Объясните с точки зрения протекающей здесь полуреакции.

3. Из видео сравните объемы двух собранных газов. Какой вывод ты можешь дотянуться?

Дополнительно

На самом деле для производства большого количества кислорода или водорода требуется довольно большой ток. газ. Например, какой электрический ток потребуется для производства одного моля кислородный газ? Это масса 32 г, а при комнатной температуре и давлении займет около 24 литров.

Этап 1: Из сбалансированного уравнения на аноде

H 2 O 1/2 O 2 (ж) + 2Н + + 2е —

Окисление = Анод

видно, что для производства 1 моля газообразного кислорода требуется 4 моля электронов.

Шаг 2: Электрический ток обычно измеряется в амперах. Ток 1 ампер для 1 секунда — это один кулон (Кл) электронов. Есть примерно 95500 С на моль электронов, поэтому наши 4 моля электронов составляют

4 х 96 500 = 386 000 С

Шаг 3: Поскольку кулон равен амперу в секунду (1 Кл/с = 1 ампер), мы мы не можем пойти дальше, если не сделаем предположений о том, сколько времени это займет у нас сделать этот кислород. Просто ради расчета, давайте предположим, что это будет займет у нас один час (3600 с). Тогда нам понадобится:

386 000 C     3600 с

= 107 ампер

Это довольно большой ток (учитывая, что обычная настенная вилка дает максимальный 15 ампер).

Эксперимент по электролизу воды | Научный проект

Научный проект

Энергия хранится в связях молекул. Когда эти связи распадаются, освобождающаяся энергия может быть использована для совершения работы. Разделение молекул жидкой воды на водород и газообразный кислород создает огромное количество энергии, которую можно превратить в полезную электроэнергию для питания наших домов и автомобилей.

Чтобы разорвать эти связи, требуется некоторое количество энергии, чтобы атомы в молекулах воды стали достаточно активными, чтобы отделиться друг от друга. Дома мы можем обеспечить эту энергию с помощью батареи. Все аккумуляторы имеют две клеммы или , или концы: положительную клемму и отрицательную клемму. Затем вода соединяет эти терминалы, поэтому энергия может течь между ними. Когда электричество проходит через воду, оно расщепляет воду!

Скачать проект

Чистая вода сама по себе не является хорошим проводником электричества, поэтому для этого эксперимента будет добавлена ​​пищевая сода, чтобы сделать раствор электролитом. Электролит представляет собой часть раствора, которая может быть разрушена электролизом. Электро относится к энергии и электричеству, а — лизис относится к расщеплению. Электролиты важны как в батареях, так и в нашем организме!

Какой электролит лучше всего проводит электричество при электролизе воды?

• Дистиллированная вода
• Водопроводная вода
• 2 кнопки серебристого цвета
• Батарея 9 В
• Небольшой прозрачный пластиковый контейнер (отлично подойдет пластиковый контейнер для соуса на вынос из ресторана)
• 2 пробирки
• Секундомер
• Пищевая сода
• Поваренная соль
• Лимон
• Средство для мытья посуды

1. Вставьте кнопки для пальцев в дно пластикового контейнера так, чтобы их кончики упирались в контейнер. Разместите их так, чтобы они находились на таком же расстоянии друг от друга, как два терминала 9батарея В. Будьте осторожны, чтобы не уколоться!
2. Поместите пластиковый контейнер с кнопками на клеммы аккумулятора. Если чашка слишком велика, чтобы балансировать на батарее, найдите, на что поставить ее: между двумя книгами, стопкой стикеров и т. д.
3. Медленно наполните контейнер дистиллированной водой. Если кнопки двигаются, используйте эту возможность, чтобы исправить их, прежде чем продолжить. Будет ли дистиллированная вода сама по себе проводить электричество? Попытайся!
4. Добавьте щепотку пищевой соды.
5. Держите две пробирки над каждой канцелярской кнопкой, чтобы собрать образующийся газ. Запишите свои наблюдения. Что происходит? В одной трубке больше газа, чем в другой? Как вы думаете, какие газы образуются?
6. Сбросьте раствор и повторите процедуру с другой комбинацией:
   • Дистиллированная вода и лимонный сок
   • Дистиллированная вода и поваренная соль
   • Дистиллированная вода и средство для мытья посуды
   • Дистиллированная вода (без добавок)
   • Водопроводная вода (Работает ли водопроводная вода? Если да, то почему?)

Дистиллированная вода не проводит ток, в то время как водопроводная вода проводит небольшой ток. Раствор с пищевой содой облегчит хороший электролиз. Лучше всего облегчит электролиз раствор с поваренной солью.

Пищевая сода, известная химикам как бикарбонат натрия (NaHCO3), сама по себе не является электролитом. Помните — это должно быть в растворе! При растворении в воде он пропускает ток через воду между клеммами батареи. В водном растворе пищевой соды образуется 9 газов.0031 водород (H ₂ ), кислород (O ₂ ) и углекислый газ (CO ₂ ).

Поваренная соль, или хлорид натрия (NaCl), также является хорошей добавкой для образования электролитов. В воде соль распадается на ионы Na ⁺ и Cl ^— , которые очень хорошо переносят ток , или поток электрических зарядов. В водно-солевом растворе образуются газы: водород, кислород и газообразный хлор 9.0032 (кл ₂ ) — не надо это вдыхать!

Лимонный сок — хороший электролит, потому что это кислота. Кислота диссоциирует в воде, и ток будет переноситься ионами. Дистиллированная вода сама по себе не будет проводить ток. Однако водопроводная вода часто способна проводить ток из-за минералов и примесей (не волнуйтесь! Эти вещи не вредны для вас!).

В результате каждой реакции образуется различное количество газа, потому что каждая реакция несет разное количество тока. Количество произведенного газа прямо пропорционально току, который течет в системе.

Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для информационных только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и отказаться от любых претензий к Education. com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, включая ограничения об ответственности Education.com.

Настоящим предупреждаем, что не все проектные идеи подходят для всех отдельных лиц или во всех обстоятельствах. Реализация любой идеи научного проекта следует проводить только в соответствующих условиях и с соответствующими родителями. или другой надзор. Чтение и соблюдение мер предосторожности всех материалы, используемые в проекте, является исключительной ответственностью каждого человека. За дополнительную информацию см. в справочнике по научной безопасности вашего штата.

Производство водорода путем электролиза — h3 Бюллетень

Почти 95% водорода производится углеводородным путем из-за его более низких производственных затрат. Этот процесс называется термохимическим, в котором используется тепло и химические реакции для высвобождения водорода из органических материалов, таких как ископаемое топливо и биомасса. Одним из недостатков этого процесса является выброс углерода, особенно при отсутствии улавливания углерода.

Одной из экологически безопасных альтернатив производства водорода является использование воды в качестве исходного сырья. В настоящее время наиболее развитая коммерчески доступная технология получения водорода из воды называется электролизом. Электролиз воды – это разложение воды (H ₂ O) на его основные компоненты, водород (H ₂ ) и кислород (O2), при пропускании электрического тока. Благодаря этому процессу электрическая энергия может быть сохранена в виде химической энергии образующегося водорода. Вода является идеальным источником для производства водорода, потому что она выделяет кислород только как побочный продукт во время обработки. Водород, полученный в результате разложения воды при использовании возобновляемого источника энергии, называется зеленым водородом.

Электролиз преобразует электрическую энергию в химическую путем накопления электронов в виде стабильных химических связей. Новообразованная химическая энергия может быть использована в качестве топлива или преобразована обратно в электричество, когда это необходимо.

Электролизер (электролизная ячейка) состоит из двух электродов, называемых катодом и анодом. Катод представляет собой отрицательно заряженный электрод, а анод заряжен положительно. Оба катода разделены мембраной, называемой электролитом, и окружены водой. Существуют разные типы электролизеров, и они функционируют немного по-разному из-за использования электролита другого типа.

Существует два типа сепараторов: один используется в электролизере, а другой — в топливном элементе. Сепаратор электролиза воды необходим при производстве водорода, который должен выдерживать высокие температуры и влажность. Сепаратор топливных элементов используется в топливных элементах и ​​необходим для утилизации водорода.

Электролит является обязательной частью, так как чистая вода не может нести достаточный заряд из-за отсутствия ионов. На аноде вода окисляется до газообразного кислорода и ионов водорода. На катоде вода восстанавливается до газообразного водорода и ионов гидроксида.

В настоящее время существует три ведущих технологии электролиза.

Щелочной электролиз (AEL)

Щелочной электролиз (AEL) является признанной технологией и используется в промышленных масштабах более 100 лет. Даже первая крупная установка щелочного электролиза была построена в Норвегии в 1927. Гидроксид калия (КОН) обычно используется в качестве электролита, сильного основания и щелочи. Электролит проводит электричество для электролиза.

Анод и катод разделены диафрагмой, разделяющей газообразные водород и кислород и предотвращающей их повторное смешивание. На катоде вода расщепляется с образованием h3 и высвобождает анионы гидроксида, которые проходят через диафрагму и рекомбинируют на аноде с образованием O2. Коммерческие щелочные электролизеры работают при 100–150°C

Электролиз с протонообменной мембраной (PEM)

Электролиз с протонообменной мембраной (PEM) является относительно новейшей технологией и используется в коммерческих целях уже несколько лет. Он имеет несколько преимуществ по сравнению с AEL, таких как чистота продуктового газа при частичной нагрузке. В электролизере PEM электролит используется в виде твердого специального пластика. На стороне анода вода разлагается с образованием кислорода и положительно заряженных ионов водорода (протонов). Кроме того, электроны проходят через внешнюю цепь, а ионы водорода проходят через ФЭУ к катоду. На катоде ионы водорода связываются с электронами, вытекающими из внешней цепи, и вместе они образуют газообразный водород. Технология протонного обмена устраняет необходимость в прочных и щелочных основаниях, необходимых для запуска процесса электролиза. Электролизеры PEM работают при 70°–90°С.

Твердооксидный электролизер (SOE)

Щелочные электролизеры и электролизеры PEM известны как низкотемпературные электролизеры (LTE). Однако, с другой стороны, твердооксидный электролизер (SOE) известен как высокотемпературный электролизер (HTE) и использует твердый керамический материал в качестве электролита. Он объединяет воду на катоде с электронами из внешней цепи для получения водорода и отрицательно заряженных ионов кислорода. Затем он переносит ионы кислорода через твердую керамическую мембрану для реакции на аноде с образованием газообразного кислорода и генерацией электронов для внешней цепи.

Эта технология в настоящее время находится в стадии разработки и была использована на нескольких пилотных установках. HTC осуществляет электролиз водяного пара при высоких температурах, что приводит к более высокому КПД (80-90%) по сравнению с предыдущими вариантами. Кроме того, он также может использовать отработанное тепло и компенсировать необходимое электричество. По мере повышения температуры часть энергии, необходимой для расщепления воды, передается в виде тепла, в то время как потребность в электроэнергии или необходимое напряжение снижаются. Электролит представляет собой твердый ионопроводящий материал типа оксида иттрия, стабилизированного всасыванием, из диоксида циркония (YSZ).