Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf die Elektrochemie und insbesondere auf die Wasserstoff-Energie und kann nützlich sein, um aus beliebigen wässrigen Lösungen ein Kraftstoffgemisch mit einem hohen Wasserstoffgehalt zu erhalten.
Bekannte Vorrichtungen zur direkten elektrochemischen Zersetzung (Dissoziation) von Wasser und wässrigen Lösungen in Wasserstoff und Sauerstoff durch Leiten eines elektrischen Stroms durch das Wasser. Ihr Hauptvorteil ist die einfache Implementierung. Die Hauptnachteile des bekannten Prototyps eines Wasserstoffgeneratorgeräts sind eine geringe Produktivität, ein erheblicher Energieverbrauch und ein geringer Wirkungsgrad. Die theoretische Berechnung des Strombedarfs für die Erzeugung von 1 m3 Wasserstoff aus Wasser beträgt 2,94 kWh, was es immer noch schwierig macht, diese Methode der Wasserstofferzeugung als umweltfreundlichen Kraftstoff für den Transport einzusetzen.
Das dem beanspruchten Gebrauchsmuster in Bezug auf eine Reihe von Merkmalen am nächsten liegende Gerät (Prototyp) und der gleiche Zweck ist ein bekannter Elektrolyseur - der einfachste Wasserstoffgenerator, der eine Hohlkammer mit einer wässrigen Lösung (Wasser), darin platzierte Elektroden und eine daran angeschlossene Stromquelle enthält (Buch "Chemical Encyclopedia", v.1, M., 1988, S. 401)
Das Wesentliche der Arbeit des Prototyps - eines bekannten Wasserstoffgenerators - besteht in der elektrolytischen Dissoziation von Wasser und wässrigen Lösungen unter Einwirkung eines elektrischen Stroms auf H2 und O2.
Der Nachteil des Prototyps ist die geringe Produktivität von Wasserstoff und der erhebliche Stromverbrauch.
Der Zweck dieser Erfindung besteht darin, die Vorrichtung zu modernisieren, um ihre Energieeffizienz zu verbessern
Das technische Ergebnis dieses Gebrauchsmusters besteht in der technischen und energetischen Verbesserung des bekannten Geräts, die zur Erreichung dieses Ziels erforderlich ist.
Spezifiziertes technisches Ergebniswird durch die Tatsache erreicht, dass die bekannte Vorrichtung, die eine Hohlkammer mit einer wässrigen Lösung enthält, Elektroden, die in Wasser angeordnet sind, eine mit ihnen verbundene Stromquelle, durch Kapillaren ergänzt wird, die vertikal in Wasser angeordnet sind, wobei die oberen Enden über dem Wasserspiegel liegen und die Elektroden flach sind, von denen eine angeordnet ist unter den Kapillaren, und die zweite Elektrode besteht aus Maschen und befindet sich über ihnen, und die Stromquelle besteht aus Hochspannung und ist in Amplitude und Frequenz einstellbar, und der Spalt zwischen den Enden der Kapillaren und der zweiten Elektrode und die Parameter der den Elektroden zugeführten Elektrizität werden gemäß der Bedingung ausgewählt, die maximale Produktivität für Wasserstoff und die Regler sicherzustellen Leistung ist der Spannungsregler der Quelle und der Regler des Spaltes zwischen den Kapillaren und der zweiten Elektrode,Darüber hinaus wird die Vorrichtung durch zwei Ultraschallgeneratoren ergänzt, von denen sich einer unter dem unteren Ende dieser Kapillaren und der zweite über ihrem oberen Ende befindet, und die Vorrichtung wird auch durch einen elektronischen Dissoziator aus aktivierten Wassernebelmolekülen ergänzt, der ein Elektrodenpaar über der Flüssigkeitsoberfläche enthält, dessen Ebenen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche stehen und elektrisch verbunden mit einem zusätzlichen elektronischen Generator von Hochspannungs-Hochfrequenzimpulsen mit einer einstellbaren Frequenz und einem einstellbaren Arbeitszyklus in dem Frequenzbereich, der die Resonanzfrequenzen der Anregung von verdampften flüssigen Molekülen und ihren Ionen überlappt. Darüber hinaus wird die Vorrichtung durch einen elektronischen Dissoziator aus aktivierten Wassernebelmolekülen ergänzt, der ein Elektrodenpaar enthält, das sich über der Oberfläche der Flüssigkeit befindet und dessen Ebenen senkrecht zur Oberfläche der Flüssigkeit stehen und elektrisch mit einem zusätzlichen elektronischen Generator von Hochspannungs-Hochfrequenzimpulsen mit einstellbarer Frequenz und Tastverhältnis im Frequenzbereich verbunden sind, der die Resonanzfrequenzen überlappt Anregung verdampfter Moleküle einer Flüssigkeit und ihrer Ionen. Darüber hinaus wird die Vorrichtung durch einen elektronischen Dissoziator aus aktivierten Wassernebelmolekülen ergänzt, der ein Elektrodenpaar enthält, das sich über der Flüssigkeitsoberfläche befindet, deren Ebenen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche stehen und elektrisch mit einem zusätzlichen elektronischen Generator von Hochspannungs-Hochfrequenzimpulsen mit einstellbarer Frequenz und Tastverhältnis im Frequenzbereich verbunden sind, der die Resonanzfrequenzen überlappt Anregung verdampfter Moleküle einer Flüssigkeit und ihrer Ionen. Überlappung der Resonanzfrequenzen der Anregung der verdampften Moleküle der Flüssigkeit und ihrer Ionen. Überlappung der Resonanzfrequenzen der Anregung der verdampften Moleküle der Flüssigkeit und ihrer Ionen.
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BESCHREIBUNG DES GERÄTS IN DER STATIK
Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser (Abb. 1)besteht aus einem dielektrischen Behälter 1, in den eine wässrige Lösung der Flüssigkeit 2 gegossen ist, aus einem feinporigen Kapillarmaterial 3, das teilweise in diese Flüssigkeit eingetaucht und darin angefeuchtet ist. Diese Vorrichtung enthält auch Hochspannungsmetallelektroden 4, 5, die an den Enden der Kapillaren angeordnet sind 3 und elektrisch mit den Anschlüssen einer hochspannungsgeregelten Quelle eines elektrischen Feldes 10 mit konstantem Vorzeichen verbunden, und eine der Elektroden 5 ist in Form einer perforierten Nadelplatte hergestellt und beweglich über dem Ende der Kapillaren 3 beweglich parallel dazu in einem Abstand positioniert, der ausreicht, um einen elektrischen Durchschlag zum benetzten zu verhindern Docht 3. Eine weitere Hochspannungselektrode 4 befindet sich in der Flüssigkeit parallel zum unteren Ende der Kapillare, z. B. poröses Material 3. Die Vorrichtung ist mit zwei Ultraschallgeneratoren 6 ergänzt. Eine davon befindet sich in der Flüssigkeit 2, fast am Boden des Behälters 1, und die zweite befindet sich beispielsweise über dem Flüssigkeitsspiegel an der Maschenelektrode 5.
Die Vorrichtung enthält auch einen elektronischen Dissoziator von Molekülen aktivierten Wassernebels, der aus zwei Elektroden 7.8 besteht, die sich über der Flüssigkeitsoberfläche befinden, deren Ebenen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche sind und elektrisch mit einem zusätzlichen elektronischen Generator 9 Hochspannungs-Hochfrequenzimpulsen mit einstellbarer Frequenz und Tastverhältnis im Bereich verbunden sind Frequenzen, die die Resonanzfrequenzen der Anregung der verdampften Moleküle der Flüssigkeit und ihrer Ionen überlappen. Die Vorrichtung wird auch durch eine Glocke 12 ergänzt, die sich über dem Tank 1 befindet - einem Sammelgasverteiler 12, in dessen Mitte sich eine Auslassleitung zum Abziehen von Brenngas und H2 zu den Verbrauchern befindet. Im wesentlichen eine Vorrichtungsanordnung, die Elektroden 4,5 von Hochspannungseinheiten 10 und eine Kapillaranordnung 3 4, 5, 6, enthältist ein kombiniertes Gerät aus einer elektroosmotischen Pumpe und einem elektrostatischen Verdampfer von Flüssigkeit 2 aus Tank 1 … Mit Einheit 10 können Sie das Tastverhältnis von Impulsen und die Intensität des elektrischen Feldes mit konstantem Vorzeichen von 0 bis 30 kV / cm einstellen. Die Elektrode 5 besteht aus einem Metall, das perforiert oder ineinander greifen ist, um die Möglichkeit eines ungehinderten Durchgangs des gebildeten Wassernebels und des Brenngases vom Ende der Kapillaren 3 bereitzustellen. Die Vorrichtung hat Regler und Vorrichtungen zum Ändern der Pulsfrequenz und -amplitude und des Arbeitszyklus sowie zum Ändern des Abstands und der Position der Elektrode 5 relativ zur Oberfläche des Kapillarverdampfers 3 (sie sind in Fig. 1 nicht gezeigt).
BESCHREIBUNG DES BETRIEBSGERÄTS DES GERÄTS (ABB. 1)
Zunächst wird eine wässrige Lösung in den Behälter 1 gegossen, beispielsweise Aktivwasser oder ein Wasser-Kraftstoff-Gemisch (Emulsion) 2, mit dem der kapillare 3-poröse Verdampfer vorbefeuchtet wird. Dann wird eine Hochspannungsspannungsquelle 10 eingeschaltet und dem Kapillarverdampfer 3 über die Elektroden 4,5 eine Hochspannungspotentialdifferenz zugeführt, und die perforierte Elektrode 5 wird in einem ausreichenden Abstand über der Oberfläche der Endfläche der Kapillaren 3 angeordnet, um einen elektrischen Durchschlag zwischen den Elektroden 4,5 zu verhindern. Infolgedessen werden entlang der Fasern der Kapillaren 3 unter der Einwirkung elektroosmotischer und tatsächlich elektrostatischer Kräfte eines elektrischen Längsfeldes Wassercluster teilweise aufgebrochen und in ihrer Größe sortiert und in Kapillaren 3 absorbiert. Darüber hinaus drehen sich dipolpolarisierte Flüssigkeitsmoleküle entlang des elektrischen Feldvektors und bewegen sich vom Behälter zum oberen Ende der Kapillaren 3 zum entgegengesetzten elektrischen Potential der Elektrode 5 (Elektroosmose). Dann werden sie unter Einwirkung elektrostatischer Kräfte durch diese elektrischen Feldkräfte von der Oberfläche des Endes der Kapillare 3 - im Wesentlichen eines elektroosmotischen Verdampfers - abgerissen und verwandeln sich in einen teilweise dissoziierten polarisierten elektrifizierten Wassernebel. Dieser Wassernebel über der Elektrode 5 wird dann auch intensiv mit einem gepulsten transversalen hochfrequenten elektrischen Feld behandelt, das zwischen den transversalen Elektroden 7,8 durch einen elektronischen Hochfrequenzgenerator 9 erzeugt wird. Während der intensiven Kollision von verdampften Dipolmolekülen und Wasserclustern über der Flüssigkeit mit Luft- und OzonmolekülenElektronen in der Ionisationszone zwischen den Elektroden 7, 8. Eine zusätzliche intensive Dissoziation (Radiolyse) des aktivierten Wassernebels tritt unter Bildung von brennbarem Brenngas auf. Ferner strömt dieses erhaltene Brenngas unabhängig nach oben in die Gassammelglocke 12 und wird dann durch den Auslass 13 den Verbrauchern zugeführt, um ein synthetisches Kraftstoffgemisch beispielsweise in den Ansaugtrakt von Verbrennungsmotoren herzustellen und es den Brennkammern eines Kraftfahrzeugs zuzuführen. Die Zusammensetzung dieses brennbaren Gases umfasst Moleküle aus Wasserstoff (H2), Sauerstoff (O2), Wasserdampf, Nebel (H2O) sowie aktivierte organische Moleküle, die in der Zusammensetzung anderer Kohlenwasserstoffadditive verdampft sind. Zuvor wurde die Verarbeitbarkeit dieses Geräts experimentell gezeigt und gefundendass die Intensität des Verdampfungs- und Dissoziationsprozesses von Molekülen wässriger Lösungen signifikant von den Parametern des elektrischen Feldes der Quellen 9, 10 (Intensität, Leistung), dem Abstand zwischen den Elektroden 4, 5, der Fläche des Kapillarverdampfers 3, der Art der Flüssigkeit und der Größe der Kapillaren abhängt und sich ändert und die Qualität des Kapillarmaterials 3. Mit den im Gerät verfügbaren Reglern können Sie die Leistung des Brenngases in Abhängigkeit von der Art und den Parametern der wässrigen Lösung und dem spezifischen Design dieses Elektrolyseurs optimieren. Da in dieser Vorrichtung eine wässrige Lösung einer Flüssigkeit unter Einwirkung von Kapillarelektroosmose und Ultraschall intensiv verdampft und teilweise in H2 und O2 dissoziiert,und dissoziiert dann zusätzlich aktiv aufgrund intensiver Kollisionen von Molekülen der verdampften wässrigen Lösung mittels eines zusätzlichen transversalen elektrischen Resonanzfeldes, dann verbraucht eine solche Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Brenngas wenig Strom und ist daher zehn- bis hundertfach viel wirtschaftlicher als die bekannten Elektrolyse-Wasserstoffgeneratoren.
ANSPRUCH
Eine Ultraschallvorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff aus einer beliebigen wässrigen Lösung, die einen Behälter mit einer wässrigen Lösung, darin platzierte Metallelektroden und eine damit verbundene Stromquelle enthält, die dadurch gekennzeichnet istEs wird durch vertikal in dieser Kammer angeordnete Kapillaren ergänzt, deren obere Enden über dem Niveau der wässrigen Lösung liegen, und eine der beiden Elektroden wird in der Flüssigkeit unter den Kapillaren angeordnet, und die zweite Elektrode wird beweglich und gerastert und über ihnen angeordnet, und die Stromquelle wird aus Hochspannung und in ihrer Amplitude einstellbar gemacht und die Frequenz, und die Vorrichtung wird auch mit zwei Ultraschallgeneratoren ergänzt, von denen sich einer unter dem unteren Ende dieser Kapillaren und der zweite über ihrem oberen Ende befindet, und die Vorrichtung ist auch mit einem resonanten elektronischen Dissoziator aus aktivierten Wassernebelmolekülen ergänzt, der ein Elektrodenpaar enthält, das sich über der Flüssigkeitsoberfläche befindet, mit ihre Ebenen senkrecht zur Oberfläche der Flüssigkeit,und elektrisch verbunden mit einem zusätzlichen elektronischen Generator von Hochspannungs-Hochfrequenzimpulsen mit einstellbarer Frequenz und Tastverhältnis in dem Frequenzbereich, der die Resonanzfrequenzen der Anregung von verdampften flüssigen Molekülen und ihren Ionen enthält.
