El modelo de utilidad se relaciona con la electroquímica y, más específicamente, con la energía del hidrógeno y puede ser útil para obtener una mezcla de combustible con un alto contenido de hidrógeno a partir de cualquier solución acuosa.
Dispositivos conocidos para la descomposición (disociación) electroquímica directa de agua y soluciones acuosas en hidrógeno y oxígeno al pasar una corriente eléctrica a través del agua. Su principal ventaja es la facilidad de implementación. Las principales desventajas del prototipo de dispositivo-generador de hidrógeno conocido son la baja productividad, el importante consumo de energía y la baja eficiencia. El cálculo teórico de la electricidad necesaria para la producción de 1 m3 de hidrógeno a partir de agua es de 2,94 kWh, lo que aún dificulta el uso de este método de producción de hidrógeno como combustible ecológico en el transporte.
El dispositivo (prototipo) más cercano por diseño y el mismo propósito al modelo de utilidad reivindicado en términos de un conjunto de características es un electrolizador conocido: el generador de hidrógeno más simple que contiene una cámara hueca con una solución acuosa (agua), electrodos colocados en ella y una fuente de energía conectada a ellos (libro. "Enciclopedia química", v.1, M., 1988, p. 401)
La esencia del trabajo del prototipo, el conocido generador de hidrógeno, consiste en la disociación electrolítica de agua y soluciones acuosas bajo la acción de una corriente eléctrica sobre H2 y O2.
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La desventaja del prototipo es la baja productividad del hidrógeno y los importantes costes energéticos.
El propósito de esta invención es modernizar el dispositivo para mejorar su eficiencia energética.
El resultado técnico de este modelo de utilidad consiste en la mejora técnica y energética del dispositivo conocido, que es necesaria para lograr este objetivo.
Resultado técnico especificadose logra por el hecho de que el dispositivo conocido que contiene una cámara hueca con una solución acuosa, electrodos colocados en agua, una fuente de electricidad conectada a ellos, se complementa con capilares colocados verticalmente en el agua, con los extremos superiores por encima del nivel del agua, y los electrodos son planos, uno de los cuales está colocado debajo de los capilares, y el segundo electrodo está hecho de malla y está ubicado encima de ellos, y la fuente de energía está hecha de alto voltaje y ajustable en amplitud y frecuencia, y el espacio entre los extremos de los capilares y el segundo electrodo y los parámetros de la electricidad suministrada a los electrodos se seleccionan de acuerdo con la condición de garantizar la máxima productividad para el hidrógeno y los reguladores. el rendimiento es el regulador de voltaje de dicha fuente y el regulador del espacio entre los capilares y el segundo electrodo,Además, el dispositivo también se complementa con dos generadores ultrasónicos, uno de los cuales se encuentra debajo del extremo inferior de estos capilares y el segundo, por encima de su extremo superior, y el dispositivo también se complementa con un disociador electrónico de moléculas de agua nebulizada activadas que contiene un par de electrodos ubicados sobre la superficie del líquido, con sus planos perpendiculares a la superficie del líquido., y conectado eléctricamente a un generador electrónico adicional de pulsos de alta frecuencia de alto voltaje con una frecuencia y ciclo de trabajo ajustables, en el rango de frecuencia superpuesto a las frecuencias de resonancia de excitación de moléculas líquidas evaporadas y sus iones. Además, el dispositivo también se complementa con un disociador electrónico de moléculas de agua nebulizada activadas que contiene un par de electrodos ubicados sobre la superficie del líquido, con sus planos perpendiculares a la superficie del líquido, y conectados eléctricamente a un generador electrónico adicional de pulsos de alta frecuencia de alto voltaje con frecuencia y ciclo de trabajo ajustables, en el rango de frecuencia superpuesto a las frecuencias de resonancia. excitación de moléculas evaporadas de un líquido y sus iones. Además, el dispositivo también se complementa con un disociador electrónico de moléculas de agua nebulizada activadas que contiene un par de electrodos ubicados sobre la superficie del líquido, con sus planos perpendiculares a la superficie del líquido, y conectados eléctricamente a un generador electrónico adicional de pulsos de alta frecuencia de alto voltaje con frecuencia y ciclo de trabajo ajustables, en el rango de frecuencia superpuesto a las frecuencias de resonancia. excitación de moléculas evaporadas de un líquido y sus iones.superponiendo las frecuencias de resonancia de excitación de las moléculas evaporadas del líquido y sus iones.superponiendo las frecuencias de resonancia de excitación de las moléculas evaporadas del líquido y sus iones.
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DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO EN ESTÁTICO
Dispositivo para producir hidrógeno a partir de agua (Fig.1)Consiste en un recipiente dieléctrico 1, al que se vierte una solución acuosa de líquido 2, de un material capilar finamente poroso 3, parcialmente sumergido en este líquido y prehumedecido en él. Este dispositivo también incluye electrodos metálicos de alto voltaje 4, 5, colocados en los extremos de los capilares 3, y conectado eléctricamente a los terminales de una fuente regulada de alto voltaje de un campo eléctrico de signo constante 10, y uno de los electrodos 5 está hecho en forma de una placa de aguja perforada, y se coloca de forma móvil sobre el extremo de los capilares 3, por ejemplo, paralelo a él a una distancia suficiente para evitar una ruptura eléctrica en el mojado. mecha 3. Otro electrodo 4 de alto voltaje se coloca en el líquido paralelo al extremo inferior del capilar, por ejemplo, material poroso 3 El dispositivo se complementa con dos generadores ultrasónicos 6,uno de los cuales está ubicado en el líquido 2, casi en el fondo del recipiente 1, y el segundo está ubicado por encima del nivel del líquido, por ejemplo, en el electrodo de malla 5.
El dispositivo también contiene un disociador electrónico de moléculas de agua nebulizada activadas, que consta de dos electrodos 7.8, ubicados sobre la superficie del líquido, con sus planos perpendiculares a la superficie del líquido, y conectados eléctricamente a un generador electrónico adicional 9 pulsos de alta frecuencia de alto voltaje con frecuencia y ciclo de trabajo ajustables, en el rango frecuencias que se superponen a las frecuencias resonantes de excitación de las moléculas evaporadas del líquido y sus iones. El dispositivo también se complementa con una campana 12 ubicada sobre el tanque 1 - un colector de gas de recogida 12, en el centro del cual hay una tubería de salida para el gas combustible y H2 que se lleva a los consumidores. Esencialmente, un conjunto de dispositivo que contiene electrodos 4,5 de unidades de alto voltaje 10 y un conjunto capilar 3 4, 5, 6,es un dispositivo combinado de una bomba electroosmótica y un evaporador electrostático de líquido 2 del tanque 1 … La unidad 10 permite ajustar el ciclo de trabajo de los pulsos y la fuerza del campo eléctrico de signo constante de 0 a 30 kV / cm. El electrodo 5 está hecho de un metal perforado o de malla para brindar la posibilidad de que la neblina de agua formada y el gas combustible pasen sin obstáculos desde el extremo de los capilares 3. El dispositivo tiene reguladores y dispositivos para cambiar la frecuencia de los pulsos y su amplitud y ciclo de trabajo, así como para cambiar la distancia y posición del electrodo 5 con respecto a la superficie del evaporador capilar 3 (no se muestran en la Fig. 1).
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DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO DE FUNCIONAMIENTO DEL DISPOSITIVO (FIG.1)
Primero, se vierte una solución acuosa en el recipiente 1, por ejemplo, agua activada o una mezcla de agua y combustible (emulsión) 2, el evaporador capilar 3-poroso se humedece previamente con él. Luego, se enciende una fuente de voltaje de alto voltaje 10 y se suministra una diferencia de potencial de alto voltaje al evaporador capilar 3 a través de los electrodos 4, 5, y el electrodo perforado 5 se coloca sobre la superficie de la cara final de los capilares 3 a una distancia suficiente para evitar una ruptura eléctrica entre los electrodos 4, 5. Como resultado, a lo largo de las fibras de los capilares 3, bajo la acción de fuerzas electroosmóticas y, de hecho, electrostáticas de un campo eléctrico longitudinal, los grupos de agua se rompen parcialmente y se clasifican en tamaño, y se absorben en los capilares 3. Además, las moléculas de líquido polarizadas por dipolo giran a lo largo del vector de campo eléctrico y se mueven desde el contenedor hacia el extremo superior de los capilares 3 hasta el potencial eléctrico opuesto del electrodo 5 (electroósmosis). Luego, bajo la acción de fuerzas electrostáticas, son arrancadas por estas fuerzas de campo eléctrico de la superficie de la cara 3 del extremo del capilar, esencialmente un evaporador electroosmótico, y se convierten en una niebla de agua electrificada polarizada parcialmente disociada. Esta neblina de agua sobre el electrodo 5 también se trata intensamente con un campo eléctrico pulsado transversal de alta frecuencia creado entre los electrodos transversales 7,8 por un generador electrónico de alta frecuencia 9. Durante la intensa colisión de moléculas dipolo evaporadas y grupos de agua sobre el líquido con moléculas de aire y ozono,electrones en la zona de ionización entre los electrodos 7, 8. Se produce una disociación intensiva adicional (radiólisis) de la neblina de agua activada con la formación de gas combustible combustible. Además, este gas combustible obtenido fluye independientemente hacia arriba hacia la campana recolectora de gas 12 y luego a través de la salida 13 se suministra a los consumidores para preparar una mezcla de combustible sintético, por ejemplo, en el tracto de admisión de los motores de combustión interna y suministrarla a las cámaras de combustión de un vehículo de motor. La composición de este gas combustible incluye moléculas de hidrógeno (H2), oxígeno (O2), vapor de agua, niebla (H2O), así como moléculas orgánicas activadas evaporadas como parte de otros aditivos de hidrocarburos. Anteriormente, la viabilidad de este dispositivo se demostró experimentalmente y se encontróque la intensidad del proceso de evaporación y disociación de moléculas de soluciones acuosas depende significativamente y cambia dependiendo de los parámetros del campo eléctrico de las fuentes9,10 y la calidad del material capilar 3. Los reguladores disponibles en el dispositivo permiten optimizar el rendimiento del gas combustible en función del tipo y parámetros de la solución acuosa y el diseño específico del electrolizador dado. Dado que en este dispositivo, una solución acuosa de un líquido se evapora intensamente y se disocia parcialmente en H2 y O2, bajo la acción de electroósmosis capilar y ultrasonido,y luego se disocia activamente adicionalmente debido a las colisiones intensas de moléculas de la solución acuosa evaporada por medio de un campo eléctrico resonante transversal adicional, entonces dicho dispositivo para producir hidrógeno y gas combustible consume poca electricidad y, por lo tanto, es significativamente decenas de cientos de veces más económico que los generadores de hidrógeno de electrólisis conocidos.
RECLAMACIÓN
Dispositivo ultrasónico para producir hidrógeno a partir de cualquier solución acuosa, que contiene un recipiente con una solución acuosa, electrodos metálicos colocados en él y una fuente de electricidad conectada a ellos, caracterizado porquese complementa con capilares colocados verticalmente en esta cámara, con sus extremos superiores por encima del nivel de la solución acuosa, y uno de los dos electrodos se coloca en el líquido debajo de los capilares, y el segundo electrodo se hace móvil y cuadriculado y se coloca encima de ellos, y la fuente de poder es de alto voltaje y ajustable en amplitud y frecuencia, y el dispositivo también se complementa con dos generadores ultrasónicos, uno de los cuales está ubicado debajo del extremo inferior de estos capilares y el segundo está ubicado sobre su extremo superior, y el dispositivo también se complementa con un disociador electrónico resonante de moléculas de agua nebulizada activadas que contiene un par de electrodos ubicados sobre la superficie del líquido, con sus planos, perpendiculares a la superficie del líquido,y conectado eléctricamente a un generador electrónico adicional de pulsos de alta frecuencia de alto voltaje con una frecuencia y ciclo de trabajo ajustables, en el rango de frecuencia que contiene las frecuencias resonantes de excitación de moléculas líquidas evaporadas y sus iones.
