Расщепление воды с эффективностью 100%: полдела сделано / Хабр

Если найти дешёвый и простой способ электролиза/фотолиза воды, то мы получим невероятно богатый и чистый источник энергии — водородное топливо. Сгорая в кислороде, водород не образует никаких побочных выделений, кроме воды. Теоретически, электролиз — очень простой процесс: достаточно пропустить электрический ток через воду, и она разделяется на водород и кислород. Но сейчас все разработанные техпроцессы требуют такого большого количества энергии, что электролиз становится невыгодным.

Теперь учёные решили часть головоломки. Исследователи из Технион-Израильского технологического института разработали метод проведения второго из двух шагов окислительно-восстановительной реакции — восстановления — в видимом (солнечном) свете с энергетической эффективностью 100%, значительно превзойдя предыдущий рекорд 58,5%.

Осталось усовершенствовать полуреакцию окисления.

Столь высокой эффективности удалось добиться благодаря тому, что в процессе используется только энергия света.

Катализаторами (фотокатализаторами) выступают наностержни длиной 50 нм. Они абсорбируют фотоны от источника освещения — и выдают электроны.

В полуреакции окисления производятся четыре отдельных атома водорода и молекула О₂ (которая не нужна). В полуреакции восстановления четыре атома водорода спариваются в две молекулы H₂, производя полезную форму водорода — газ H₂,

Эффективность 100% означает, что все фотоны, поступившие в систему, участвуют в генерации электронов.

На такой эффективности каждый наностержень генерирует около 100 молекул H₂ в секунду.

Сейчас учёные работают над оптимизацией техпроцесса, который пока что требует щелочной среды с невероятно высоким pH. Такой уровень никак не приемлем для реальных условий эксплуатации.

К тому же, наностержни подвержены коррозии, что тоже не слишком хорошо.

Тем не менее, сегодня человечество стало на шажок ближе к получению неиссякаемого источника чистой энергии в виде водородного топлива.

Научная работа опубликована в журнале Nano Letters (зеркало).

начало большого пути / Блог компании Toshiba / Хабр

Ранее мы рассказывали про то, каким экологичным видом транспорта являются электробусы. Однако не упомянули один важный момент: c ростом числа электротранспорта городам потребуется больше электричества, которое зачастую получают экологически небезопасными способами. К счастью, сегодня мир научился получать энергию при помощи ветра, солнца и даже водорода. Новый материал мы решили посвятить последнему из источников и рассказать об особенностях водородной энергетики.

На первый взгляд, водород — идеальное топливо. Во-первых, он является самым распространенным элементом во Вселенной, во-вторых, при его сгорании высвобождается большое количество энергии и образуется вода без выделения каких-либо вредных газов. Преимущества водородной энергетики человечество осознало уже давно, однако применять ее в больших промышленных масштабах пока не спешит.

Водородные топливные элементы

Первый водородный топливный элемент был сконструирован английским ученым Уильямом Гроувом в 30-х годах XIX века. Гроув пытался осадить медь из водного раствора сульфата меди на железную поверхность и заметил, что под действием электрического тока вода распадается на водород и кислород. После этого открытия Гроув и работавший параллельно с ним Кристиан Шенбейн продемонстрировали возможность производства энергии в водородно-кислородном топливном элементе с использованием кислотного электролита.

Позже, в 1959 году, Фрэнсис Т. Бэкон из Кембриджа добавил в водородный топливный элемент ионообменную мембрану для облегчения транспорта гидроксид-ионов. Изобретением Бэкона сразу заинтересовалось правительство США и NASA, обновленный топливный элемент стал использоваться на космических аппаратах «Аполлон» в качестве главного источника энергии во время их полетов.

Водородный топливный элемент из сервисного модуля «Аполлонов», вырабатывающий электричество, тепло и воду для астронавтов. Источник: James Humphreys / Wikimedia Commons

Сейчас топливный элемент на водороде напоминает традиционный гальванический элемент с одной лишь разницей: вещество для реакции не хранится в элементе, а постоянно поставляется извне. Просачиваясь через пористый анод, водород теряет электроны, которые уходят в электрическую цепь, а сквозь мембрану проходят катионы водорода. Далее на катоде кислород ловит протон и внешний электрон, в результате чего образуется вода.

Принцип работы водородного топливного элемента. Источник: Geek.com

С одной топливной ячейки снимается напряжение порядка 0,7 В, поэтому ячейки объединяют в массивные топливные элементы с приемлемым выходным напряжением и током. Теоретическое напряжение с водородного элемента может достигать 1,23 В, но часть энергии уходит в тепло.

С точки зрения «зеленой» энергетики у водородных топливных элементов крайне высокий КПД — 60%. Для сравнения: КПД лучших двигателей внутреннего сгорания составляет 35-40%. Для солнечных электростанций коэффициент составляет всего 15-20%, но сильно зависит от погодных условий. КПД лучших крыльчатых ветряных электростанций доходит до 40%, что сравнимо с парогенераторами, но ветряки также требуют подходящих погодных условий и дорогого обслуживания.

Как мы видим, по этому параметру водородная энергетика является наиболее привлекательным источником энергии, но все же существует ряд проблем, мешающих ее массовому применению. Самая главная из них — процесс добычи водорода.

Проблемы добычи

Водородная энергетика экологична, но не автономна. Для работы топливному элементу нужен водород, который не встречается на Земле в чистом виде. Водород нужно получать, но все существующие сейчас способы либо очень затратны, либо малоэффективны.

Самым эффективным с точки зрения объёма полученного водорода на единицу затраченной энергии считается метод паровой конверсии природного газа. Метан соединяют с водяным паром при давлении 2 МПа (около 19 атмосфер, т. е. давление на глубине около 190 м) и температуре около 800 градусов, в результате чего получается конвертированный газ с содержанием водорода 55-75%. Для паровой конверсии необходимы огромные установки, которые могут быть применимы лишь на производстве.

Трубчатая печь для паровой конверсии метана — не самый эргономичный способ добычи водорода. Источник: ЦТК-Евро

Более удобный и простой метод — электролиз воды. При прохождении электрического тока через обрабатываемую воду происходит серия электрохимических реакций, в результате которых образуется водород. Существенный недостаток этого способа — большие энергозатраты, необходимые для проведения реакции. То есть получается несколько странная ситуация: для получения водородной энергии нужна… энергия. Во избежание возникновения при электролизе ненужных затрат и сохранения ценных ресурсов некоторые компании стремятся разработать системы полного цикла «электричество — водород— электричество», в которых получение энергии становится возможным без внешней подпитки. Примером такой системы является разработка Toshiba h3One.   

Мобильная электростанция Toshiba h3One

Мы разработали мобильную мини-электростанцию h3One, преобразующую воду в водород, а водород в энергию. Для поддержания электролиза в ней используются солнечные батареи, а излишки энергии накапливаются в аккумуляторах и обеспечивают работу системы в отсутствие солнечного света. Полученный водород либо напрямую подается на топливные ячейки, либо отправляется на хранение во встроенный бак. За час электролизер h3One генерирует до 2 м

3 водорода, а на выходе обеспечивает мощность до 55 кВт. Для производства 1 м³ водорода станции требуется до 2,5 м³ воды.

Пока станция h3One не способна обеспечить электричеством крупное предприятие или целый город, но для функционирования небольших районов или организаций ее энергии будет вполне достаточно. Благодаря своей мобильности она может использоваться также как и временное решение в условиях стихийных бедствий или экстренного отключения электричества. К тому же, в отличие от дизельного генератора, которому для нормального функционирования необходимо топливо, водородной электростанции достаточно лишь воды.   

Сейчас Toshiba h3One используется лишь в нескольких городах в Японии — к примеру, она снабжает электричеством и горячей водой железнодорожную станцию в городе Кавасаки.

Монтаж системы h3One в городе Кавасаки

Водородное будущее

Сейчас водородные топливные элементы обеспечивают энергией и портативные пауэр-банки, и городские автобусы с автомобилями, и железнодорожный транспорт (более подробно об использовании водорода в автоиндустрии мы расскажем в нашем следующем посте). Водородные топливные элементы неожиданно оказались отличным решением для квадрокоптеров — при аналогичной с аккумулятором массе запас водорода обеспечивает до пяти раз большее время полета. При этом мороз никак не влияет на эффективность. Экспериментальные дроны на топливных элементах производства российской компании AT Energy применялись для съемок на Олимпиаде в Сочи.

Стало известно, что на грядущих Олимпийских играх в Токио водород будет использоваться в автомобилях, при производстве электричества и тепла, а также станет главным источником энергии для олимпийской деревни. Для этого по заказу Toshiba Energy Systems & Solutions Corp. в японском городе Намиэ строится одна из крупнейших в мире станций по производству водорода. Станция будет потреблять до 10 МВт энергии, полученной из «зеленых» источников, генерируя электролизом до 900 тонн водорода в год.

Водородная энергетика — это наш «запас на будущее», когда от ископаемого топлива придется окончательно отказаться, а возобновляемые источники энергии не смогут покрывать нужды человечества. Согласно прогнозу Markets&Markets объем мирового производства водорода, который сейчас составляет $115 млрд, к 2022 году вырастет до $154 млрд.

Но в ближайшем будущем массовое внедрение технологии вряд ли произойдет, необходимо еще решить ряд проблем, связанных с производством и эксплуатацией специальных энергоустановок, снизить их стоимость. Когда технологические барьеры будут преодолены, водородная энергетика выйдет на новый уровень и, возможно, будет так же распространена, как сегодня традиционная или гидроэнергетика.

Дешевый водород и топливо из воды капилярным электроосмосом

Экспериментально обнаружен и исследован новый эффект «холодного» высоковольтного электросмоса испарения и малозатратной высоковольтной диссоциации жидкостей.на основе этого открытия автором предложена и запатентована новая высокоэффективная малозатратная технология получения топливного газа из некоторых водных растворов на основе высоковольтного капиллярного электросмоса.

ВВЕДЕНИЕ

Эта статья – о новом перспективном научно-техническом направлении водородной энергетики. Она информирует о том, что в России открыт и экспериментально апробирован новый электрофизический эффект интенсивного «холодного» испарения и диссоциации жидкостей и водных растворов в топливные газы вообще без затрат электроэнергии- высоковольтный капиллярный электроосмос. Приведены яркие примеры проявления данного важного эффекта в Живой Природе. Открытый эффект является физической основой многих новых «прорывных» технологий в водородной энергетике и промышленной электрохимии. На его основе автором разработана, запатентована и активно исследуется новая высокопроизводительная и энергетически малозатратная технология получения горючих топливных газов и водорода из воды, различных водных растворов и водо-органических соединений. В статье раскрывается их физическая сущность, и техника реализации на практике, дана технико-экономическая оценка перспективности новых газогенераторов. В статье приведен также анализ основных проблем водородной энергетики и ее отдельных технологий.

Кратко об истории открытия капиллярного электроосмоса и диссоциации жидкостей в газы и о становлении новой технологии Открытие эффекта осуществлено мною в 1985 г. Опыты и эксперименты по капиллярному электроосмотическому «холодному» испарению и разложению жидкостей с получением топливного газа без расхода электроэнергии проводились мною в период с 1986-96 г. г.. Впервые о естественном природном процессе «холодного» испарения воды в растениях янаписал в 1988 г. статью «Растения–природные электрические насосы» /1/. О новой высокоэффективной технологии получения топливных газов из жидкостей и получения водорода из воды на основе данного эффекта я сообщил в 1997 г в своей статье «Новая электроогневая технология» (раздел «Можно ли сжечь воду») /2/. Статья снабжена многочисленными иллюстрациями (рис.1-4) с графиками, блок-схемами экспериментальных установок, раскрывающих основные элементы конструкций и электрических сервисных устройств(источников электрического поля) предложенных мною капиллярных электроосмотических генераторов топливного газа. Устройства представляют собою оригинальные преобразователи жидкостей в топливные газы. Изображены на рис.1-3 упрощенно, с детализацией, достаточной для пояснения сущности новой технологии получения топливного газа из жидкостей.

Перечень иллюстраций и краткие пояснения к ним приведены ниже. На рис. 1 показана простейшая экспериментальная установка «холодной» газификации и диссоциации жидкостей с переводом их в топливный газ посредством одного электрического поля. На рис.2 показана простейшая экспериментальная установка «холодной» газификации и диссоциации жидкостей с двумя источниками электрического поля (знакопостоянного электрического поля -для «холодного» испарения электроосмосом любой жидкости и второго импульсного(переменного) поля для дробления молекул испаренной жидкости и превращения ее в топливный газ. На рис. 3 упрощенно показанf блок-схема комбинированного устройства, которое в отличие от устройств(рис.1,2), обеспечивает еще и дополнительную электроактивацию испаряемой жидкости. На рис.4 приведены некоторые графики зависимости выходных полезных параметров (производительности) электроосмотического насоса- испарителя жидкостей (генератора горючего газа) от основных параметров устройств. На нем, в частности, показаны взаимосвязь производительности устройства от напряженности электрического поля и от площади капиллярной испаряемой поверхности. Названия рисунков и расшифровка элементов самих устройств дана в подрисуночных надписях к ним. Описание взаимосвязей элементов устройств и самой работы устройств в динамике даны ниже по тексту в соответствующих разделах статьи.

ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Эффективное получение водорода из воды- заманчивая давняя мечта цивилизации. Потому что воды на планете много, а водородная энергетика сулит человечеству «чистую» энергию из воды в неограниченных количествах. Тем более, что сам процесс сжигания водорода в среде кислорода, полученных из воды, обеспечивает идеальное по калорийности и чистоте горение.

Поэтому создание и промышленное освоение высокоэффективной технологии электролиза расщепления воды на Н2 и О2 является уже давно одной из актуальных и приоритетных задач энергетики, экологии и транспорта. Еще более насущная и актуальная проблема энергетики состоит в газификации твердых и жидких углеводородных топлив, конкретнее в создании и внедрении энергетически малозатратных технологий получения горючих топливных газов из любых углеводородов, включая органические отходы. Тем не менее, несмотря на актуальность и простроту энергетической и экологической проблем цивилизации, они пока еще эффективно так и не решены. Так в чем же причины высоких энергозатрат и малой производительности известных технологий водородной энергетики ? Об этом ниже.

КРАТКИЙ СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И РАЗВИТИЯ ВОДОРОДНОЙ ТОПЛИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Приоритет изобретения по получению водорода из воды путем электролиза воды принадлежит русскому ученому Лачинову Д.А.(1888г.). Мною просмотрены сотни статей и патентов и по данному научно-техническому направлению. Известны различные методы получения водорода при разложения воды: термический, электролитический, каталитический, термохимический, термогравитационный, электроимпульсный и прочие /3-12/. С позиции энергозатрат наиболее энергоемкий– термический способ /3/, а наименее энергоемкий– электроимпульсный метод американца Стэнли Мэйера /6/. Технология Мэйера /6/ основана на дискретном электролизном способе разложения воды высоковольтными электрическими импульсами на резонансных частотах колебаний молекул воды (электрическая ячейка Мэйера). Она наиболее, на мой взгляд, прогрессивна и перспективна и по применяемым физическим эффектам, и по энергозатратам, однако ее производительность пока мала и сдерживается необходимостью преодоления межмолекулярных связей жидкости и отсутствием механизма удаления генерируемого топливного газа.из рабочей зоны электролиза жидкости.

Вывод: Все эти и иные известные методы и устройства производства водорода и иных топливных газов пока еще малопроизводительны из-за отсутствия действительно высокоэффективной технологии испарения и расщепления молекул жидкостей. Об этом ниже в следующем разделе.

АНАЛИЗПРИЧИН ВЫСОКОЙ ЭНЕРГОЕМКОСТИ И НИЗКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ИЗВЕСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ ГАЗОВ ИЗ ВОДЫ

Получение топливных газов из жидкостей при минимальных энергозатратах– весьма непростая научно-техническая задача Существенные энергозатраты при получении топливного газа из воды в известных технологиях тратятся на преодоление межмолекулярных связей воды в ее жидком агрегатном состоянии. Потому что вода- весьма сложна по структуре и составу. Причем парадоксально то, что, несмотря на ее удивительную распространенность в природе, структура и свойства воды и ее соединений во многом еще не изучены /14/.

• Cостав и скрытая энергия межмолекулярных связей структур и соединений в жидкостях.

Физико-химический состав даже обычной водопроводной воды достаточно сложен, поскольку в воде присутствуют многочисленные межмолекулярные связи, цепочки и иные структуры молекул воды. В частности, в обычной водопроводной воде имеются различные цепочки особо соединенных и ориентированных молекул воды с ионами примесей (кластерные образования), различные ее коллоидные соединения и изотопы, минеральные вещества, а также многие растворенные газы и примеси /14/.

• Oбъяснение проблем и энергозатрат на «горячее» испарение воды известными технологиями.

Именно поэтому в известных способах расщепления воды на водород и кислород необходимо тратить много электроэнергии для ослабления и полного разрыва межмолекулярных, а затем и молекулярных связей воды. Для снижения энергетических затрат на электрохимическое разложение воды часто используют дополнительный термический нагрев (вплоть до образования пара), а также- введение дополнительных электролитов, например, слабых растворов щелочей, кислот. Однако данные известные усовершенствования не позволяют до сих пор существенно интенсифицировать процесс диссоциации жидкостей (в частности разложения воды) из ее жидкого агрегатного состояния. Применение известных технологий термического испарения сопряжено с огромным расходованием тепловой энергии. Да и применение в процессе получения водорода из водных растворов дорогостоящих катализаторов для интенсификации данного процесса весьма дорого и малоэффективно. Главная причина высоких энергозатрат при использовании традиционных технологий диссоциации жидкостей теперь ясна, они расходуются на разрыв межмолекулярных связей жидкостей.

• Kритика самой прогрессивной электротехнологии получения водорода из воды С. Мэйера /6/

Безусловно, самая экономичная из известных и наиболее прогрессивная по физике работы это электроводородная технология Стенли Мэйера. Но и его знаменитая электрическая ячейка /6/ также малопроизводительна, потому что все таки в ней нет механизма эффективного отвода молекул газа с электродов. Кроме того, этот процесс диссоциации воды в методе Мэйера замедлен из-за того, что при электростатическом отрыве молекул воды из самой жидкости приходится тратить время и энергию на преодоление огромной скрытой потенциальной энергии межмолекулярных связей и структур воды и прочих жидкостей.

РЕЗЮМЕ ПО АНАЛИЗУ

Поэтому достаточно ясно, что без нового оригинального подхода к проблеме диссоциации и превращения жидкостей в топливные газы эту проблему интенсификации газообразования ученым и технологам не решить. Реальное внедрение прочих известных технологий в практику до сих пор «буксует», поскольку все они намного более энергозатратны, чем технология Мэйера. И поэтому малоэффективны на практике.

КРАТКАЯ ФОРМУЛИРОВКА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ПРОБЛЕМЫ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Центральная научно- техническая проблема водородной энергетики состоит, на мой взгляд, именно в неразрешенности и необходимости поиска и осуществления на практике новой технологии для многократного интенсификации процесса получения водорода и топливного газа из любых водных растворов и эмульсий при резком одновременном снижении энергозатрат. Резкая интенсификация процессов расщепления жидкостей при снижении энергозатрат в известных технологиях пока невозможно в принципе, поскольку до недавнего времени не была решена главная проблема эффективного испарения водных растворов без подвода тепловой и электрической энергии. Магистральный путь совершенствования водородных технологий ясен. Необходимо научиться эффективно испарять и газифицировать жидкости. Причем как можно интенсивнее и с наименьшими энергозатратами.

МЕТОДОЛОГИЯ И ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Почему пар лучше льда для получения водорода из воды? Потому что в нем намного свободнее движутся молекулы воды, чем в водыхрастоворов.

а) Изменение агрегатного состояния жидкостей.

Очевидно, что межмолекулярные связи водяного пара слабее, чем у воды в виде жидкости, и тем более воды в виде льда. Газообразное состояние воды еще более облегчает работу электрического поля по последующему расщеплению самих молекул воды на Н2 и О2. Поэтому методы эффективного перевода агрегатного состояния воды в водяной газ (пар, туман)- это перспективный магистральный путь развития электроводородной энергетики. Потому что путем перевода жидкой фазы воды в газообразную фазу достигают ослабление и(или) полный разрыв и межмолекулярные кластерных и прочих связей и структур, существующих внутри жидкости воды.

б) Электрический кипятильник воды- анахронизм водородной энергетики или вновь о парадоксах энергетики при испарении жидкостей.

Но не все так просто. C переводом воды в газообразное состояние. А как же быть с требуемой энергией, необходимой на испарение воды. Классический способ ее интенсивного испарения– это термический нагрев воды. Но он же весьма энергозатратен. Со школьной парты нас учили, что на процесс испарения воды, и даже ее кипячения требуется весьма значительное количество тепловой энергии. Информация о необходимом количестве энергии для испарения 1м³ воды есть в любом физическом справочнике. Это многие килоджоули тепловой энергии. Или многие киловатт-часы электроэнергии, если испарение проводить нагревом воды от электрического тока. Где же выход из энергетического тупика?

КАПИЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРООСМОС ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ «ХОЛОДНОГО ИСПАРЕНИЯ» И ДИССОЦИАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ В ТОПЛИВНЫЕ ГАЗЫ (описание нового эффекта, и его проявление в Природе)

Я долго искал такие новые физические эффекты и малозатратные способы испарения и диссоциации жидкостей, много экспериментировал и все же нашел способ эффективного «холодного» испарения и диссоциации воды в горючий газ. Этот удивительной по красоте и совершенству эффект подсказала мне сама Природа.

Природа — наш мудрый учитель. Парадоксально, но оказывается, что в Живой природе уже давно есть, независимо от нас, эффективный способ электрокапиллярной перекачки и «холодного» испарения жидкости с переводом ее в газообразное состояние вообще без подвода тепловой энергии и электроэнергии. И этот природный эффект реализуется путем воздействия знакопостоянного электрического поля Земли на жидкость (воду), размещенную в капиллярах, именно посредством капиллярного электроосмоса.

Растения – природные, энергетически совершенные, электростатические и ионные насосы-испарители водных растворов Мои первые опыты по реализации капиллярного электроосмоса для «холодного» испарения и диссоциации воды, проделанные мною на простых экспериментальных установках еще в 1986 г. мне не сразу стали понятными, но я стал упорно искать его аналогию и проявление этого явления в Живой природе. Ведь Природа — наш вечный и мудрый Учитель. И я нашел его вначале именно в растениях!

а) Парадокс и совершенство энергетики природных насосов- испарителей растений.

Упрощенные количественные оценки показывают, что механизм работы природных насосов-испарителей влаги у растений, и особенно у высоких деревьев, уникален по своей энергетической эффективности. Действительно, уже известно, и просто подсчитать, что природный насос высокого дерева (с высотой кроны порядка 40 м. и с диаметром ствола порядка 2 м.) перекачивает и испаряет кубометры влаги в сутки. Причем вообще без подвода извне тепловой и электрической энергии. Эквивалентная энергетическая мощность такого природного электрического насоса–испарителя воды, у этого обычного дерева по аналогии с применяемыми нами аналогичными по назначению традиционными устройствами в технике, насосов и электронагревателей -испарителей воды для произведения этой же работы составляет десятки киловатт. Такое энергетическое совершенство Природы пока нам трудно даже понять и пока сразу не под силу скопировать. А растения и деревья научилась эффективно делать эту работу миллионы лет назад вообще без подвода и трат применяемой нами повсюду электроэнергии.

б) Oписание физики и энергетика природного насоса- испарителя жидкости растений.

Так как же работает природный насос– испаритель воды у деревьев и растений и каков механизм его энергетики? Оказывается, что все растения давно и искусно используют этот открытый мною эффект капиллярного электроосмоса в качестве энергетического механизма перекачки питающих их водных растворов своими природными ионными и электростатическими капиллярными насосами для подачи воды от корней к их кроне вообще без подвода энергии и без участия человека. Природа мудро использует потенциальную энергию электрического поля Земли. Причем в растениях и деревьях для подъема жидкости от корней к листьям внутри стволов растений и холодного испарения соков по капиллярам внутри растений используются природные тончайшие волокна-капилляры растительного происхождения, природный водный раствор- слабый электролит, естественный электрический потенциал планеты и потенциальная энергия электрического поля планеты. Одновременно с ростом растения (увеличением его высоты) возрастает и производительность этого природного насоса, потому что повышается разность природных электрических потенциалов между корнем и верхушкой кроны растения.

в) Зачем иголки у елки – затем, чтобы ее электронасос работал и зимой.

Вы скажете, что питательные соки движутся врастениям из-за обычного термического испарения влаги с листьев. Да это процесс тоже есть но не он главный. Но что самое удивительное, многие игольчатые деревья (сосны, ели, пихты) морозоустойчивы и растут даже зимой. Дело в том, что в растениях с игольчатыми листьями или шипами (типа сосны, кактусов и прочее), электростатический насос- испаритель работает при любой температуре окружающей среды, поскольку иглы концентрируют максимальную напряженность природного электрического потенциала на кончиках этих игл. Поэтому одновременно с электростатическим и ионным перемещением питательных водных растворов по своим капиллярам, они еще и интенсивно расщепляют и эффективно эмиссируют (инжектируют, выстреливают в атмосферу с этих природных устройств со своих природных игольчатых природных электродов-озонаторов молекулы влаги, успешно переводя молекулы водных растворов в газы. Поэтому работа этих природных электростатических и ионных насосов водных незамерзающих растворов происходит и в засуху и в стужу.

г) Mои наблюдения и электрофизические эксперименты с растениями.

Путем многолетних наблюдений над растениями, в естественной среде и и экспериментов с растениями в среде помещенными в искусственное электрическое поле, мною были всесторонне исследован этот эффективный механизм природного насоса и испарителя влаги. Были также выявлены зависимости интенсивности движения естественных соков по стволу растений от параметров электрического поля и вида капилляров и электродов. Рост растения в экспериментах существенно возрастал при многократном повышении этого потенциала потому, что возрастала производительность его природного электростатического и ионного насоса. Еще в 1988 г. я описал свои наблюдения и опыты с растениями в своей научно- популярной статье «Растения- природные ионные насосы» /1/.

д) Учимся у растений создавать совершенную технику насосов – испарителей. Вполне понятно, что эта природная энергетически совершенная технология вполне применима и в технике перевода жидкостей в топливные газы. И я создал такие экспериментальные установки холоного электрокапиллярного испарения жидкостей (рис.1-3) по подобию электронасосов деревьев.

ОПИСАНИЕ ПРОСТЕЙШЕЙ ОПЫТНОЙ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОКАПИЛЛЯРНОГО НАСОСА- ИСПАРИТЕЛЯ ЖИДКОСТИ

Простейшее действующее устройство по экспериментальной реализации эффекта высоковольтного капиллярного электроосмоса для «холодного» испарения и диссоциации молекул воды показано на рис.1. Простейшее устройство (рис.1) для реализации предложенного способа получения горючего газа состоит из диэлектрической емкости 1, с налитой в нее жидкостью 2 (водо-топливной эмульсии или обычной воды), из тонко-пористого капиллярного материала, например, волокнистого фитиля 3, погруженного в эту жидкость и предварительно смоченного в ней, из верхнего испарителя 4, в виде капиллярной испарительной поверхности с переменной площадью в виде непроницаемого экрана (на рис.1 не показан). В состав данного устройства входят также высоковольтные электроды 5, 5-1, электрически присоединенные в разноименным выводам высоковольтного регулируемого источника знакопостоянного электрического поля 6, причем один из электродов 5 выполнен в виде дырчато-игольчатой пластины, и размещен подвижно над испарителем 4, например, параллельно ему на расстоянии, достаточном для предотвращения электрического пробоя на смоченный фитиль 3, механически соединенный с испарителем 4.

Другой высоковольтный электрод (5-1), электрически подключенный по входу, например, к «+» выводу источника поля 6, своим выходом механически и электрически присоединен к нижнему концу пористого материала, фитиля 3, почти на дне емкости 1. Для надежной электроизоляции электрод защищен от корпуса емкости 1 проходным электроизолятором 5-2 Заметим, что вектор напряженности данного электрического поля, подаваемого на фитиль 3 от блока 6 направлен вдоль оси фитиля -испарителя 3. Устройство дополнено также сборным газовым коллектором 7. По существу, устройство, содержащее блоки 3, 4, 5, 6, является комбинированным устройством электроосмотического насоса и электростатического испарителя жидкости 2 из емкости 1. Блок 6 позволяет регулировать напряженность знакопостоянного («+»,»-«) электрического поля от 0 до 30 кВ/см. Электрод 5 выполнен дырчатым или пористым для возможности пропускания через себя образуемого пара. В устройстве (рис.1) предусмотрена также техническая возможность изменения расстояния и положения электрода 5 относительно поверхности испарителя 4. В принципе для создания требуемой напряженности электрического поля вместо электрического блока 6 и электрода 5 можно использовать полимерные моноэлектреты /13/. В этом бестоковом варианте устройства водородного генератора его электроды 5 и 5-1 выполняют в виде моноэлектретов, имеющих разноименные электрические знаки. Тогда в случае применения таких устройств-электродов 5 и размещения их, как было пояснено выше, необходимость в специальном электрическом блоке 6 вообще отпадает.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПРОСТЕЙШЕГО ЭЛЕКТРОКАПИЛЛЯРНОГО НАСОСА-ИСПАРИТЕЛЯ (РИС.1)

Первые опыты электрокапиллярной диссоциации жидкостей проводилсь с использованием в качестве жидкостей как простую воду, так и различных ее растворы и водо-топливные эмульсии различных концентраций. И во всех этих случаях был успешно получены топливные газы. Правда, эти газы были весьма различные по составу и теплоемкости.

Новый электрофизический эффект «холодного»испарения жидкости вообще без затрат энергии под действием электрического поля я впервые наблюдал в простейшем устройстве (рис.1)

а)Oписание первой простейшей экспериментальной установки.

Опыт реализуют следующим образом: вначале наливают в емкость 1 водо-топливную смесь (эмульсию) 2, предварительно смачивают ею фитиль 3 и пористый испаритель 4. Затем включают высоковольтный источник напряжения 6 и подают высоковольтную разность потенциалов(поряядка 20 кВ) к жидкости на некотором расстоянии от краев капилляров (фитиль 3-испаритель 4) источник электрическсого поля присоединяют через электроды 5-1 и 5, причем размещают пластинчатый дырчатый электрод 5 выше поверхности испарителя 4 на расстояние, достаточное для предотвращения электрического пробоя между электродами 5 и 5-1.

б)Kак работает устройство

В результате, вдоль капилляров фитиля 3 и испарителя 4 под действием электростатических сил продольного электрического поля дипольные поляризованные молекулы жидкости двигались из емкости в направлении к противоположному электрическому потенциалу электрода 5 (электроосмос), срываются этими электрическими силами поля с поверхности испарителя 4 и превращаются в видимый туман, т.е. жидкость переходит в другое агрегатное состояние при минимальных энергозатратах источника электрического поля (6).и по ним начинается электроосмотический подъем данной жидкости. В процессе отрыва и столкновения между собой испаренных молекул жидкости с молекулами воздуха и озона, электронами в зоне ионизации между испарителем 4 и верхним электродом 5 происходит частичная диссоциация с образованием горючего газа. Далее этот газ поступает через газосборник 7, например, в камеры сгорания двигателя автотранспорта.

В)Hекоторые результаты количественные измерений

В состав этого горючего топливного газа входят молекулы водорода (Н2)-35%, кислорода(О2)-35% молекулы воды-(20%) и оставшиеся 10%-это молекулы примесей иных газов, органические молекулы топлива и др. Экспериментально показано, что интенсивность процесса испарения и диссоциации молекул ее пара изменяются от изменения расстояния электрода 5 от испарителя 4, от изменения площади испарителя, от вида жидкости, качества капиллярного материала фитиля 3 и испарителя 4 и параметров электрического поля от источника 6. (напряженности, мощности). Измерялись температура топливного газа и интенсивность его образования(расходомер). И производительность устройства в зависимости от конструктивных параметров. Путем нагрева и измерения контрольного объема воды при сжигании определенного объема этого топливного газа вычислялась теплоемкость получаемого газа в зависимости от изменения параметров экспериментальной установки.

УПРОЩЕННОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ И ЭФФЕКТОВ, ЗАФИКСИРОВАННЫХ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА МОИХ ПЕРВЫХ УСТАНОВКАХ

Уже мои первые эксперименты на данной простейшей установке в 1986 г. показали, что «холодный» водный туман (газ) возникает из жидкости (воды) в капиллярах при высоковольтномэлектроосмосе вообще без видимых затрат энергии, а именно с использованием только потенциальной энергии электрического поля. Этот вывод очевиден, потому что в процессе экспериментов электрический ток потребления источника поля было одинаковым и было равно току холостого хода источника. Причем этот ток вообще не изменялся независимо от того, происходило ли испарение жидкости, или нет. Но никого чуда в моих нижеописанных опытах «холодного» испарения и диссоциации воды и водных растворов в топливные газы -нет. Просто мне удалось увидеть и понять аналогичный процесс, протекающий в самой Живой Природе. И удалось весьма полезно использовать его на практике для эффективного «холодного» испарения воды и получения из нее топливного газа.

Опыты показывает, что за 10 минут при диаметре капиллярного цилиндра 10 см. капиллярный электросмос испарял достаточно большой объем воды (1 литр) вообще без затрат энергии. Потому что потребляемая входная электрическая мощность (10 ватт). Используемого в опытах источника электрического поля- высоковольтного преобразователя напряжения (20 кВ) неизменна от режима его работы. Экспериментально выяснено, что вся эта потребляемая из сети мизерная по сравнению с энергией испарения жидкости, мощность тратились именно на создание электрического поля. И эта мощность не увеличивались при капиллярном испарении жидкости благодаря работе ионного и поляризационного насосов. Поэтому эффект холодного испарения жидкости удивителен. Ведь он происходит вообще без видимых затрат электроэнергии!

Струя водного газа (пара) иногда, особенно в начале процесса была видна. Она отрывалась от края капилляров с ускорением. Движение и испарение жидкости объясняется, по моему, именно благодаря возникновению в капилляре под действием электрического поля огромных электростатических сил и огромного электроосмотического давления на столб поляризованной воды (жидкости) в каждом капилляре.Которые и являются движущей силой раствора по капиллярам.

Опыты доказывают, что в каждом из капилляров с жидкостью под действием электрического поля работает мощный бестоковый электростатический и одновременно ионный насос, которые и поднимают столб поляризованной и частично ионизированной полем в капилляре микронного по диаметру столба жидкости(воды) от одного потенциала электрического поля, поданного в саму жидкость и нижнему концу капилляра к противоположному электрическому потенциалу, размещенному с зазором относительно противоположного конца этого капилляра. В результате, такой электростатический, ионный насос интенсивно разрывает межмолекулярные связи воды, активно с давлением движет поляризованные молекулы воды и их радикалы по капилляру и затем инжектирует эти молекулы вместе с порванными электрически заряженными радикалами молекул воды за пределы капилляра к противоположному потенциалу электрического поля. Опыты показывают, что одновременно с инжекцией молекул из капилляров происходит и частичная диссоциация (разрыв) молекул воды. Причем тем больше, чем выше напряженность электрического поля. Во всех этих непростых и одновременно протекающих процессах капиллярного электроосмоса жидкости используется именно потенциальная энергия электрического поля.

Поскольку процесс такого превращения жидкости в водный туман и водный газ происходит по аналогии с растениями, вообще без подвода энергии и не сопровождается нагревом воды и водного газа. Поэтому я назвал данный природный а потом и технический процесс электроосмоса жидкостей – «холодным» испарением. В экспериментах превращение водной жидкости в холодную газообразную фазу (туман) происходит быстро и вообще без видимых затрат электроэнергии. Одновременно на выходе из капилляров, газообразные молекулы воды разрываются электростатическими силами электрического поля на Н2 и О2. Поскольку этот процесс фазового перехода жидкости воды в водный туман(газ) и диссоциации молекул воды протекает в эксперименте вообще без видимого расходования энергии (тепла и тривиальной электроэнергии), то, вероятно, расходуется каким то образом именно потенциальная энергия электрического поля.

РЕЗЮМЭ ПО РАЗДЕЛУ

Несмотря на то, что пока еще до конца неясна энергетика этого процесса, все же уже достаточно ясно, что «холодное испарение» и диссоциацию воды осуществляет потенциальная энергия электрического поля. Точнее, видимый процесс испарения и расщепления воды на Н2 и О2 при капиллярном электроосмосе осуществляют именно мощные электростатические Кулоновские силы этого сильного электрического поля. В принципе такой необычный электроосмотический насос-испаритель-расщепитель молекул жидкости это пример вечного двигателя второго рода. Таким образом, высоковольтный капиллярный электроосмос водной жидкости обеспечивает посредством использования потенциальной энергии электрического поля действительно интенсивное и энергически незатратное испарение и расщепления молекул воды на топливный газ(Н2, О2,Н2О).

ФИЗИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОСМОСА ЖИДКОСТЕЙ

Пока его теория еще не разработана, а только зарождается. И автор надеется, что эта публикация привлечет внимание теоретиков и практиков и поможет создать мощный творческий коллектив единомышленников. Но уже ясно, что, несмотря на относительную простоту технической реализации самой технологии, все же реальная физика и энергетика процессов при реализации этого эффекта весьма сложна и не конца пока понятна. Отметим их основные характерные свойства:

А) Oдновременное протекание нескольких электрофизических процессов в жидкостях в электрокапилляре

Поскольку при капиллярном электросмотическом испарении и диссоциации жидкостей, протекает одновременно и поочередно много различных электрохимических, электрофизических, электромеханических и иных процессов, особенно при движении водного раствора по капилляру инжекции молекул с края капилляра в направлении электрического поля.

Б) энергетический феномен «холодного» испарения жидкости

Проще говоря, физическая сущность нового эффекта и новой технологии состоит в преобразовании потенциальной энергии электрического поля в кинетическую энергию движения молекул жидкости и структур по капилляру и вне его. При этом в процессе испарения и диссоциации жидкости вообще не потребляется электрический ток, потому что каким то пока непонятным образом расходуется именно потенциальная энергия электрического поля. Именно электрическое поле в капиллярном электроосмосе запускает и поддерживает возникновение и одновременном протекании в жидкости в процессе преобразования ее фракций и агрегатных состояний устройстве сразу многих полезных эффектов преобразования молекулярных структур и молекул жидкости в горючий газ. А именно: высоковольтный капиллярный электроосмос обеспечивает одновременно мощную поляризацию молекул воды и ее структур с одновременным частичным разрывом межмолекулярных связей воды в наэлектризованном капилляре, дробление поляризованных молекул воды и кластеров на заряженные радикалы в самом капилляре посредством потенциальной энергии электрического поля. Эта же потенциальная энергию поля интенсивно запускает механизмы формирования и движения по капиллярам выстроенных «в шеренги» электрически сцепленных между собою в цепочки поляризованных молекул воды и их образований(электростатический насос), работу ионного насоса с создание огромного электроосмотического давления на столб жидкости для ускоренного движения по капилляру и окончательному инжектированию из капилляра уже частично разорванных ранее полем (расщепленных на радикалы) неполных молекул и кластеров жидкости(воды). Поэтому на выходе даже самого простого устройства капиллярного электроосмоса уже получается горючий газ(точнее, смесь газов Н2,О2 и Н2О).

В) Применимость и особенности работы переменного электрического поля

Но для более полной диссоциации молекул воды в топливный газ необходимо заставить уцелевшие молекулы воды соударяться между собой и дробиться на молекулы Н2 и О2 в дополнительном поперечном переменном поле(рис.2). Поэтому для повышения интенсификации процесса испарения и диссоциации воды (любой органической жидкости) в топливный газ лучше применять два источника электрического поля.(рис.2). В них для испарения воды (жидкости) и для получения топливного газа потенциальную энергию сильного электрического поля (с напряженностью не менее 1 кВ/см) используют раздельно: вначале первое электрическое поле используется для перевода молекул, образующих жидкость, из малоподвижного жидкого состояния электроосмосом через капилляры в газообразное состояние (получают холодный газ) из жидкости с частичным расщеплением молекул воды, а затем, на втором этапе, используют энергию второго электрического поля, конкретнее, мощные электростатические силы для интенсификации колебательного резонансного процесса «соударения-расталкивания» наэлектризованных молекул воды в виде водяного газа между собой для полного разрыва молекул жидкости и образования молекул горючего газа.

Г) Pегулируем ость процессов диссоциации жидкостей в новой технологии

Регулировка интенсивности образования водного тумана (интенсивность холодного испарения) достигается изменением параметров электрического поля направленного вдоль капиллярного испарителя и (или) изменением расстояния между наружной поверхностью капиллярного материала и ускоряющим электродом, с помощью которого и создается электрическое поле в капиллярах. Регулирование производительности получения водорода из воды осуществляют изменением (регулированием) величины и формы электрического поля, площади и диаметра капилляров, изменением состава и свойств воды. Эти условия оптимальной диссоциации жидкости различны в зависимости от вида жидкости, от свойств капилляров, от параметров поля.и диктуются требуемой производительностью процесса диссоциации конкретной жидкости. Опыты показывают, что наиболее эффективное получения Н2 из воды достигается при расщепление молекул полученного электроосмосом водного тумана осуществлять вторым электрическим полем, рациональные параметры которого были подобраны преимущественно экспериментальным путем. В частности, выяснилась целесообразность окончательного расщепления молекул водного тумана производить именно импульсным знакопостоянным электрическим полем с вектором поля перпендикулярно вектору первого поля, используемого в электроосмосе воды. Воздействие электрических полем на жидкость в процессе ее преобразования в туман и далее в процессе расщепления молекул жидкости может осуществляться одновременно или поочередно.

РЕЗЮМЕ ПО РАЗДЕЛУ

Благодаря этим описанным механизмам при комбинированном электроосмосе и воздействии двух электрических полей на жидкость(воду) в капилляре удается достичь максимальной производительности процесса получения горючего газа и практически устранить электрические и тепловые затраты энергии при получении этого газа из воды из любых водо-топливных жидкостей. Данная технология в принципе применима для получения топливного газа из любого жидкого топлива или его водных эмульсий.

Прочие общие аспекты реализации новой технологии Рассмотрим еще некоторые аспекты реализации предлагаемой новой революционной технологии разложения воды, ее иные возможные эффективные варианты для развития базовой схемы реализации новой технологии, а также некоторые дополнительные пояснения, технологические рекомендации и технологические «хитрости» и «НОУ-ХАУ», полезные при ее реализации.

а) Предварительная активация воды (жидкости)

Для повышения интенсивности получения топливного газа, жидкость (воду) целесообразно вначале активизировать(предварительный нагрев, предварительное разделение ее на кислотную и щелочную фракции, электризация и поляризация и прочее). Предварительную электроактивацию воды(и любой водной эмульсии) с разделением ее на кислотную и щелочную фракции осуществляют частичным электролизом посредством дополнительных электродов, размещенных в специальной полупроницаемых диафрагмах для их последующего раздельного испарения (рис.3).

В случае предварительного разделения исходно химически нейтральной воды на химические активные (кислотную и щелочную)фракции, реализация технологии получения горючего газа из воды становится возможен и при минусовых температурах (до –30 град. Цельсия), что весьма важно и полезно зимой для автотранспорта. Потому что такая «фракционная» электроактивированная вода вообще не замерзает при морозах. Значит установка по получению водорода из такой активированной воды тоже сможет работать при минусовых температурах окружающей среды и в морозы.

б) Источники электрического поля

В качестве источника электрического поля для осуществления данной технологии вполне могут быть использованы разные устройства. Например, такие как известные магнито-электронные высоковольтные преобразователи постоянного и импульсного напряжения, электростатические генераторы, различные умножители напряжения, предварительно заряженные высоковольтные конденсаторы, а также вообще полностью бестоковые источники электрического поля – диэлектрические моноэлектреты.

в) Aдсорбция полученных газов

Водород и кислород в процессе получения горючего газа, могут аккумулироваться отдельно друг от друга путем размещения в потоке горючего газа специальных адсорбентов. Вполне возможно использование данного способа для диссоциации любой водо-топливной эмульсии.

г) Получение топливного газа электроосмосом из органических жидких отходов

Данная технология позволяет эффективно использовать в качестве сырья для выработки топливного газа любые жидкие органические растворы (например, жидкие отходы жизнедеятельности человека и животных). Как ни парадоксально эта мысль звучит, но использование органических растворов для производства топливного газа, в частности из жидких фекалий, с позиции энергозатрат и экологии, даже более выгоднее и проще, чем диссоциация простой воды, которую технически намного труднее разложить на молекулы.

Кроме того, такой гибридный топливный газ, полученный из органических отходов, менее взрывоопасен. Поэтому по сути, данная новая технология позволяет эффективно преобразовывать любые органические жидкости (в том числе и жидкие отходы) в полезный топливный газ. Таким образом, настоящая технология эффективно применима и для полезной переработки и утилизации жидких органических отходов.

ПРОЧИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И ПРИНЦИПА ИХ РАБОТЫ

Предлагаемая технология может быть реализована с помощью различных устройств. Самое простое устройство электроосмотического генератора топливного газа из жидкостей ранее уже было показано и раскрыто в тексте и на рис.1. Некоторые иные более совершенные варианты таких этих устройств, апробированных автором экспериментально, представлены в упрощенном виде на рис.2-3. Один из простых вариантов комбинированного способа получения горючего газа из водо-топливной смеси или воды может быть реализован в устройстве (рис.2), которое состоит по существу из комбинации устройства (рис.1) дополнительным устройством, содержащим плоские поперечные электроды 8,8-1, присоединенные к источнику сильного переменного электрического поля 9.

На рис.2 показана также более подробно функциональная структура и состав источника 9 второго (знакопеременного) электрического поля, а именно показано, что он состоит из первичного источника электроэнергии 14, присоединенного по силовому входу ко второму высоковольтному преобразователю напряжения 15 регулируемой частоты и амплитуды (блок 15 может быть выполнен в виде индуктивно-транзисторной схемы типа автогенератора Ройера), присоединенного по выходу к плоским электродам 8 и 8-1. Устройство снабжено также термическим нагревателем 10, размещенным, например, под днищем емкости 1. На автотранспорте это может быть выпускной коллектор горячих выхлопных газов, боковые стенки корпуса самого двигателя.

На блок-схеме (рис.2) источники электрического поля 6 и 9 более подробно расшифрованы. Так, в частности, показано, что источник 6 знакопостоянного, но регулируемого по величине напряженности электрического поля, состоит из первичного источника электроэнергии 11, например, бортовой аккумуляторной батареи, подключенного по первичной цепи электропитания к высоковольтному регулируемому преобразователю напряжения 12, например, типа автогенератора Ройера, с встроенным выходным высоковольтным выпрямителем (входит в состав блока 12), присоединенным по выходу к высоковольтным электродам 5, причем силовой преобразователь 12 по управляющему входу присоединен к системе управления 13, позволяющей управлять режимом работы данного источника электрического поля., конкретнее производительностью Блоки 3, 4, 5, 6 составляют в совокупности комбинированное устройство электроосмотического насоса и электростатического испарителя жидкости. Блок 6 позволяет регулировать напряженность электрического поля от 1 кВ/см до 30 кВ/см. В устройстве (рис.2) предусмотрена также техническая возможность изменения расстояния и положения пластинчатого сетчатого или пористого электрода 5 относительно испарителя 4, а также расстояния между плоскими электродами 8 и 8-1. Описание гибридного комбинированного устройства в статике (рис.3)

Это устройство в отличие от поясненных выше дополнено электрохимическим активизатором жидкости , двумя парами электродов 5,5-1. Устройство содержит емкость 1 с жидкостью 2, например, водой, два пористых капиллярных фитиля 3 с испарителями 4, две пары электродов 5,5-1. Источник электрического поля 6, электрические потенциалы которого присоединены к электродам 5,5-1. Устройство содержит также газосборный трубопровод 7, разделительный фильтровый барьер-диафрагму 19, разделяющий емкость 1 надвое.дополнительный блок регулируемого по величине знакопостоянного напряжения 17, выходы которого через электроды 18 введены в жидкость 2 внутрь емкости1 по обе стороны диафрагмы 19. Отметим, что особенности данного устройства состоят также и в том, что к верхним двум электродам 5 подведены противоположные по знаку электрические потенциалы от высоковольтного источника 6 в связи с противоположными электрохимическими свойствами жидкости, разделенными диафрагмой 19. Описание работы устройств (Рис.1-3)

РАБОТА КОМБИНИРОВАННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ТОПЛИВНОГО ГАЗА

Рассмотрим более подробно реализацию предложенного способа на примере простых устройств (рис. 2-3).

Устройство (рис.2) работает следующим образом: испарение жидкости 2 из емкости 1 осуществляют в основном термическим нагреванием жидкости от блока 10, например, с использованием значительной тепловой энергии выпускного коллектора двигателя автотранспорта. Диссоциацию молекул испаренной жидкости, например, воды на молекулы водорода и кислорода осуществляют силовым воздействием на них переменным электрическим полем от высоковольтного источника 9 в зазоре между двумя плоскими электродами 8 и 8-1. Капиллярный фитиль 3, испаритель 4, электроды 5,5-1 и источник электрического поля 6, как уже было описано выше превращают жидкость в пар, а прочие элементы в совокупности обеспечивают электрическую диссоциацию молекул испаренной жидкости 2 в зазоре между электродами 8,8-1 под действием переменного электрического поля от источника 9, причем изменением частоты колебаний и напряженности электрического поля в зазоре между 8,8-1 по цепи системы управления 16 с учетом информации с датчика состава газа регулируется интенсивность соударения и дробления этих молекул (т.е. степень диссоциации молекул). Регулированием напряженности продольного электрического поля между электродами 5,5-1 от блока преобразователя напряжения 12 через его систему управления 13 достигается изменение производительности механизма подъема и испарения жидкости 2.

Устройство (рис. 3) работает следующим образом: вначале жидкость (воду) 2 в емкости 1 под действием разности электрических потенциалов от источника напряжения 17, приложенных к электродам 18 разделяют через пористую диафрагму 19 на «живую» — щелочную и «мертвую» — кислотную фракции жидкости (воды), которые потом электроосмосом превращают в парообразное состояние и дробят его подвижные молекулы переменным электрическим полем от блока 9 в пространстве между плоскими электродами 8,8-1 до образования горючего газа . В случае выполнения электродов 5,8 пористыми из специальных адсорбентов появляется возможность накопления, аккумулирования в них запасов водорода и кислорода. Затем можно осуществлять и обратный процесс выделения из них данных газов, например, путем их подогрева, а сами эти электроды в таком режиме целесообразно размещать непосредственно в топливной емкости, связанной например, с топливо проводом автотранспорта. Отметим также, что электроды 5,8 могут служить и адсорбентами отдельных составляющих горючего газа, например, водорода. Материал таких пористых твердых адсорбентов водорода уже описан в научно-технической литературе.

РАБОСПОСОБНОСТЬ СПОСОБА И ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ОТ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Работоспособность способа уже доказана мною многочисленными опытами экспериментально. И приведенные в статье конструкции устройств (рис.1-3) являются действующими моделями, на которых и проводились эксперименты. Для доказательства эффекта получения горючего газа мы его поджигали на выходе газосборника (7) и измеряли тепловые и экологические характеристики процесса его горения. Имеются протоколы испытаний, которые подтверждают работоспособность способа и высокие экологическое характеристики полученного газообразного топлива и отходящих газообразных продуктов его сгорания. Эксперименты показали, что новый элеектроосмотический способ диссоциации жидкостей работоспособен и пригоден для холодного испарения и диссоциации в электрических полях весьма различных жидкостей (водо-топливных смесей, воды, водных ионизированных растворов, водо-масляных эмульсий, и даже водных растворов фекальных органических отходов, которые, кстати, после их молекулярной диссоциации по данному способу образуют эффективный экологически чистый горючий газ практически без запаха и цвета.

Главный положительный эффект изобретения состоит в многократном снижении затрат энергии (тепловой, электрической) на осуществление механизма испарения и молекулярной диссоциации жидкостей по сравнению со всеми известными способами-аналогами.

Резкое снижение энергозатрат при получении горючего газа из жидкости например, водо-топливных эмульсий путем электрополевого испарения и дробления ее молекул на молекулы газов, достигается благодаря мощным электрическим силам воздействия электрического поля на молекулы как в самой жидкости, так и на испаренные молекулы. В результате резко интенсифицируется процесс испарения жидкости и процесс дробления ее молекул в парообразном состоянии практически при минимальной мощности источников электрического поля. Естественно, регулированием напряженности данных полей в рабочей зоне испарения и диссоциации молекул жидкости, или электрическим путем, или путем перемещения электродов 5, 8, 8-1 изменяется силовое взаимодействие полей с молекулами жидкости, что и приводит к регулированию производительности испарения и степени диссоциации молекул испаренной жидкости. Экспериментально показана также работоспособность и высокая эффективность диссоциации испаренного пара поперечным знакопеременным электрическим полем в зазоре между электродами 8, 8-1 от источника 9 (рис.2,3,4). Установлено, что для каждой жидкости в ее испаренном состоянии существует определенная частота электрических колебаний данного поля и его напряженность, при которых процесс расщепления молекул жидкости происходит наиболее интенсивно. Экспериментально установлено также, что дополнительная электрохимическая активизация жидкости, например, обычной воды, которая является ее частичным электролизом, осуществляемая в устройстве (рис.3), и также повышают производительность ионного насоса (фитиль 3-ускоряющий электрод 5) и увеличивают интенсивность электроосмотического испарения жидкости. Термонагрев жидкости, например, теплом отходящих горячих газов двигателей транспорта (рис.2) способствует ее испарению, что также приводит к повышению производительности получения водорода из воды и горючего топливного газа из любых водо-топливных эмульсий.

КОММЕРЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

ДОСТОИНСТВО ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПО СРАВНЕНИЮ С ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЕЙ МЭЙЕРА

В сравнении по производительности с известной и самой низкозатратной прогрессивной электрической технологией Стенли Мэйера для получения топливного газа из воды (и ячейки Мэйера) /6/ наша технологии более прогрессивна и производительна, потому что используемый нами электроосмотический эффект испарения и диссоциации жидкости в сочетании с механизмом электростатического и ионного насоса обеспечивает не только интенсивное испарение и диссоциацию жидкости при минимальном и одинаковом с аналогом энергопотреблении, но еще и эффективный отрыв молекул газа из зоны диссоциации, причем с ускорением от верхнего края капилляров. Поэтому в нашем случае вообще не образуется эффекта экранирования рабочей зоны электрической диссоциации молекул. И процесс генерации топливного газа не замедляется во времени, как у Мэйера. Поэтому газопроизводительность нашего метода при одинаковыхэнергозатратах на порядок выше данного прогрессивного аналога /6/.

Некоторые технико-экономические аспекты и коммерческие выгоды и перспективы реализации новой технологии Предлагаемая новая технология вполне может быть доведена в сжатые сроки до серийного выпуска таких высокоэффективных электроосмотических генераторов топливного газа практически из любых жидкостей, включая водопроводную воду. Особенно просто и экономически целесообразно на первом этапе освоения технологии реализовать вариант установки по переводу водо-топливных эмульсий в топливный газ. Себестоимость серийной установки получения топливного газа из воды с производительностью порядка 1000м³/час составит примерно 1 тысячу долларов США. Потребляемая электрическая мощность такого электрогенератора топливного газа составит не более 50-100 ватт. Поэтому такие компактные и эффективные электролизеры топлива могут быть установлены с успехом практически на любом автомобиле. В результате тепловые двигатели смогут работать практически от любой углеводородной жидкости и даже от простой воды. Массовое внедрение этих устройств на автотранспорте приведет к резкому энергетическому и экологическому совершенствованию автотранспорта. И приведет к быстрому созданию экологически чистого и экономичного теплового двигателя. Ориентировочные финансовые затраты на разработку, создание, и доводку исследование первой пилотной установки получения топливного газа из воды с производительностью 100 м³ в секунду до опытно- промышленного образца составляет порядка 450-500 тысяч долларов США. В состав этих затрат включены затраты на проектирование и исследования, стоимость самой экспериментальной установки и стенда для ее апробации и доводки.

ВЫВОДЫ:

• В России открыт и экспериментально исследован новый электрофизический эффект капиллярного электроосмоса жидкостей -«холодного» энергетически малозатратного механизма испарения и диссоциации молекул любых жидкостей

• Данный эффект существует независимо в природе и является главным механизмом электростатического и ионного насоса по перекачки питающих растворов (соков) от корней к листьям всех растений сих последующей электростатической газификацией.

• Экспериментально обнаружен и исследован новый эффективный способ диссоциацию любой жидкости путем ослабления и разрыва ее межмолекулярных и молекулярных связей высоковольтным капиллярным электроосмосом

• На основе нового эффекта создана и апробирована новая высокоэффективная технология получения топливных газов из любых жидкостей.

• Предложены конкретные устройства для энергетически малозатратного получения топливных газов из воды и ее соединений

• Технология применима для эффективного получения топливного газа из любых жидких топлив и водо-топливных эмульсий, включая жидкие отходы.

• Технология особо перспективна для применения на транспорте в энергетике и. А также в городах для утилизации и полезного использования углеводородных отходов.

Автор заинтересован в деловом и творческом сотрудничестве с фирмами, желающими и способными своими инвестициями создать необходимые условия автору для доведения ее до опытно-промышленных образцов и внедрения данной перспективной технологии в практику.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Дудышев В.Д. «Растения — природные ионные насосы»- в журнале «Юный техник» №1/88 г.
2. Дудышев В.Д. «Новая электроогневая технология — эффективный путь решения энергетических и экологических проблем»- журнал»Экология и промышленность России» №3/ 97 г.
3. Термическое получение водорода из воды ”Химическая энциклопедия”,т.1, М., 1988г., с.401).
4. Электроводородный генератор (международная заявка по системе РСТ -RU98/00190 от 07.10.97 г.)
5. Free energy Generation by Water Decomposition in Highly Efficiency Electrolytic Process, Proceedings «New Ideas in Natural Sciences», 1996, Санкт-Петербург, стр.319-325, изд. «ПиК».
6. Патент США 4.936,961 Метод производства топливного газа.
7. Пат США 4,370,297 Метод и аппарат для ядерного thermochemical водного расщепления.
8. Пат США 4,364,897 Многоступенчатый химический и лучевой процесс для производства газа.
9. Пат. США 4,362,690 Pyrochemical устройство для разложения воды.
10. Пат. США 4,039,651 Процесс закрытого цикла thermochemical производство водорода и кислорода от воды.
11. Пат. США 4,013,781 Процесс для получения водорода и кислорода от воды, использующей железо и хлор.
12. Пат. США 3,963,830 Thermolysis воды в контакте с zeolite массами.
13. Г.Лущейкин “Полимерные электреты”, М.,”Химия”,1986г.
14. ”Химическая энциклопедия”,т.1, М., 1988г., разделы «вода», (водные растворы и их свойства)

Дудышев Валерий Дмитриевич профессор Самарского технического университета, д.т.н., академик Российской Экологической Академии

 

 

 

 

 

 

 

 

Получение водорода использованием резонанса воды

Водород можно получать облучением воды ВЧ колебаниями.

Джон Канзиус (John Kanzius) показал, что раствор NaCl-h3O с концентрацией, колеблющейся от 1 до 30%, когда его облучают направленным поляризованным (polarisedradiofrequency) ВЧ излучением с частотой, равной резонансной частоте раствора, порядка 13,56 МГц, при комнатной температуре начинает выделять водород, который в смеси с кислородом, начинает устойчиво гореть. При наличии искры водород воспламеняется и горит ровным пламенем, температура которого, как показывают эксперименты, может превышать 1600 градусов Цельсия.
Удельная теплота сгорания водорода: 120 Мдж/кг или 28000 ккал/кг.
Пример схемы ВЧ генератора:

Катушка диаметром 30-40 мм изготавливается из одножильного изолированного провода диаметром 1 мм, число витков 4-5 (подбирается эксперименально). Настойка в резонанс поизводится переменным конденсатором. Катушка наматывется поверх  сосуда с соленой водой  цилиндрической формы. Сосуд  на 75-80% заливается соленой водой и плотно закрывается крышкой  с патрубком для отвода водорода, у  выхода,  трубка заполняется ватой для предотвращения  свободного прникновения  кислорода в сосуд.

Аналогичные генераторы  для получения водорода из соленой воды используют и  за рубежом.
Подробнее можно посмотреть на:
http://www.scribd.com/doc/36600371/Kanzius-Hydrogen-by-RF

Ответ на вопрос читателя:

Реакция проходит без электролиза!

Эксперимент следует проводить осторожно, чтобы не произошло возгорание и взрыв водорода. Или сразу предусмотреть отвод водорода из накрытого крышкой сосуда с рабочими компонентами.  В  процессе реакции  выделения водорода, через некоторое время, алюминиевая пластина начинает   покрывается отходами реакции  хлоридом кальция CaCl₂ и окисью  алюминия A1₂О₃. Интенсивность химической реакции через некоторое время  начнет снижаться.

Для поддержания её  интенсивности  следует удалить отходы, заменить раствор едкого натра и алюминиевую пластину  на другую. Использованную,  после очистки можно, применять снова и т.д. до  полного их разрушения.  Если применять дюраль, реакция может  протекать с  выделением тепла.

ГУМАНИТАРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ И ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (официальный сайт: http://www.geiti.ru/ ) приглашает Вас получить высшее образование, без отрыва от основной деятельности, обучаясь заочно.

Новые технологии разложения воды в США и России | Архив С.О.К. | 2017

Американские исследователи из Университета Хьюстона обнаружили катализатор, который активно ускоряет реакцию разложения воды на водород и кислород и, в отличие от аналогов, состоит из легкодоступных и недорогих материалов. Для его производства не используются драгоценные металлы, и работает он намного эффективнее, чем известные катализаторы. Такой материал позволил бы решить одну из основных проблем использования воды для производства водорода как одного из наиболее перспективных источников «чистой» энергии.

«Водород — это самый “чистый” энергоноситель, которым мы располагаем на Земле, — говорит Пол Чу (Paul Chu), профессор, заведующий кафедры физики Университета Хьюстона, директор-основатель и руководитель исследовательских работ Техасского центра исследований сверхпроводимости Университета Хьюстона (Texas Center for Superconductivity at UH, TcSUH). — Вода могла бы быть бесконечным источником водорода, если бы мы научились эффективно разрывать прочную химическую связь водорода с кислородом в воде с помощью электрического тока и соответствующего катализатора».

Новый катализатор был получен исследовательской группой Пола Чу при Университете Хьюстона, в которую также входят профессор физики Жифенг Рен (Zhifeng Ren) и доцент Шуо Чен (Shuo Chen), ведущие исследователи TcSUH, научные сотрудники Хайчин Чжоу (Haiqing Zhou) и Фанг Юй (Fang Yu), а также аспиранты Джинджинг Сан (Jingying Sun) и Ран Хей (Ran He).

Катализатор, состоящий из метафосфата железа, в кристаллическом виде выращенного на электропроводящей никелевой подложке, имеющей губчатую структуру, намного более эффективен и дёшев, чем любые аналоги.

«Наш материал позволяет отлично сэкономить, и он намного более эффективен, превосходя имеющиеся катализаторы», — говорит Жифенг Рен, профессор физики Онкологического центра имени М. Д. Андерсона при Университете Хьюстона и ведущий автор статьи о результатах работы исследовательской группы Пола Чу. Катализатор также долговечен, на испытаниях он успешно проработал более 20 часов и выдержал 10 тыс. рабочих циклов. «Некоторые катализаторы обладают выдающимися характеристиками, но они стабильны только один-два часа, — рассказывает Жифенг Рен. — Такие материалы практически бесполезны».

Реакция разложения воды на водород и кислород теоретически очень проста, но на практике она представляет из себя сложный процесс, требующий двух отдельных химических взаимодействий — реакции выделения водорода и реакции выделения кислорода, каждая из которых протекает на отдельном электроде. И, хотя эффективные водородные катализаторы доступны, отсутствие недорогого и действенного кислородного катализатора создаёт учёным значительные трудности в области водородной энергетики.

Водород имеет ряд значительных преимуществ. «Водород, полученный посредством разложения воды электрохимическим процессом “водного электролиза”, считается наиболее экологически безопасным энергоносителем, способным заменить ископаемое топливо и удовлетворить растущий спрос всего человечества на электроэнергию, поскольку вода является одновременно и единственным сырьём, и “продуктом сгорания” — ведь экологичная “водородная энергия” получается путём преобразования этого химического элемента обратно в воду», — поясняют исследователи. При этом, в отличие от солнечной энергии, ветра и других видов «зелёной» энергии, водород относительно легко хранить.

В настоящее время водород получают тремя основными промышленными способами: паровой обработкой угля в специальных газогенераторах, газопаровой конверсией природного газа и электролизом воды, особенно если нужен сверхчистый водород.

При первом способе над раскалённым добела коксом (углём, нагреваемым без доступа кислорода) пропускают водяной пар, при этом из-за высокой температуры атомы водорода в воде замещаются на атомы углерода — образуется смесь угарного газа (CO) и водорода (H₂), которую затем разделяют или используют как есть. Во втором случае, также при высокой температуре (около 1000 °C), осуществляется превращение метана с водяным паром, углекислым газом (CO₂) или смесью водяного пара и углекислого газа в присутствии катализатора на основе никеля с добавками оксидов магния, алюминия и других металлов, причём образующуюся смесь водорода и угарного газа нужно затем дополнительно обрабатывать водяным паром. Водород также получают как побочный продукт производства хлора и гидроксидов щелочных металлов, которое осуществляется электролизом растворов их хлоридов.

Все эти методы сложны, крайне энергозатратны и связаны с выработкой вредного угарного газа, а также сажи, то есть имеют существенный «углеродный след», несмотря на то, что исходное сырьё в данных процессах сгорает относительно «чисто».

Исследовательница Шуо Чен отмечает, что известные на сегодняшний день катализаторы, ускоряющие реакцию выделения кислорода при электролизе воды, используют благородные металлы — иридий, платину или рутений. Но эти материалы дороги и недоступны.

«В своём исследовании мы обнаружили дешёвый, высокоэффективный и стабильный катализатор, основанный на широко распространённых химических элементах, который поразительным образом превосходит все благородные металлы, — подытоживает Шуо Чен. — Наше открытие может привести к гораздо более экономичному промышленному производству водорода простым электрохимическим разложением (электролизом) воды».

Отметим, что разложение воды на составные элементы может осуществляться и с помощью фотокатализа, который использует силу солнца. Однако прямое воздействие солнца на воду слишком неэффективно, так как вода поглощает лишь небольшую часть спектра солнечного излучения. Шуо Чен поясняет, что в идеале солнечные батареи будут использоваться для выработки электроэнергии, которая вместе с соответствующим катализатором позволит легко и эффективно разлагать воду для получения такого нужного человечеству химического элемента, как водород.

 

Отечественная технология получения водорода

Рассказывает И. В. Мещерин, к.т.н., доцент кафедры газохимии РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, председатель Комитета по технологическому проектированию в НОПРИЗ, президент Национальной палаты инженеров:

— Известно, что производство водорода в основном осуществляется крупнотоннажными системами с единичной объёмной производительностью в диапазоне 10–100 тыс. Нм³/ч [1]. От 1 до 5 % получаемого водорода находит применение в малотоннажных, наукоёмких отраслях промышленности: электронной, электротехнической, стекольной, фармацевтической, пищевой; выплавке металлов и сплавов высокой чистоты; синтезе химически высокоактивных веществ и других отраслях. Водород является ценным химическим реагентом, и его получение и концентрирование из топливных, остаточных, сбросных газов позволяет значительно повысить экономическую эффективность производства. Водород почти не встречается в природе в чистом виде, но потребление данного газа во всём мире неуклонно растёт. Для производства водорода необходимо специальное оборудование, отличительной чертой которого является компактность и надёжность.

Децентрализованное (то есть малотоннажное) производство водорода требует создания высокоэффективных технологий с уровнем единичной объёмной производительности в диапазоне от 10 до 1000 Нм³/ч [2].

Данный аспект в сегодняшней ситуации может иметь существенное влияние на экономическую эффективность производств, в которых используется водород. В условиях экономического кризиса поиск технологий получения водорода с меньшими затратами является актуальной задачей. В настоящий момент внутрироссийские регулируемые цены на природный газ продолжают оставаться одними из самых низких в мире, даже с учётом более чем двукратного падения цен на природный газ на европейском рынке. Одним из альтернативных решений могут быть технологии получения водорода из природного газа.

Изучение конкретной проблематики производилось сотрудниками кафедры газохимии РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина в условиях завода по производству кварцевого стекла — ООО «Технокварц» в городе Гусь-Хрустальный.

Компания ООО «Технокварц» производит водород для производственных нужд с помощью блока электролизёров БЭУ-250, состоящий из шести электролизёров СЭУ-40. Этой производительности достаточно для обеспечения существующего объёма потребления водорода в технологии наплава кварцевого стекла. Целью работы являлся поиск экономически более эффективного метода получения водорода на базе ресурсов завода.

Промышленное производство кварцевого стекла связано с развитием экстремальных процессов со специфическими условиями, главным образом в космической и электронной технике, производстве чистых, особо чистых веществ, редких металлов, высокотемпературных неорганических соединений и т.п.

В результате анализа существующих методов получения водорода был выбран, как наиболее целесообразный, метод паровой конверсии природного газа. При помощи д.т.н., профессора М. Х. Сосны был произведён технологический расчёт блока конверсии для установки получения водорода. Входными данными послужили составы входящих потоков, их объёмы, температуры, давления, доля водяного пара, а также длина реактора, его диаметр и толщина стенки (расчёт реактора в 2016 году выполняла Мария Давыдова, технолог газохимии и магистрантка РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина). В результате обработки полученных данных получен материальный баланс процесса (табл. 1), конверсия метана составила 92,6 %. Был также проработан вопрос изготовления реактора из кварцевого стекла.

Ниже приводится эскиз гипотетического мини-, микрореактора проточного типа из кварцевого стекла в горизонтальном исполнении для проведения химических процессов. Основой реактора служит модуль, представленный на рис. 1. Зоны 1 и 2 служат для подачи исходных компонентов, реакционная зона 3 предназначена для размещения катализаторов, нагрева рабочей смеси до температуры реакции, воздействия ВЧ-, ВУФи СВЧизлучения или иного технологического воздействия. Конфигурация зоны 3 может формироваться по требованиям ведения химических реакций. Зона 4 организована как циклон для разделения и закалки продуктов реакции, в том числе и как газовая центрифуга. Единичные модули в расчётном количестве собираются в батарею, как показано на рис. 2. По усмотрению разработчиков промышленные модули могут быть спроектированы и в вертикальном исполнении цилиндрической или иной формы.

Экономическая эффективность достигается за счёт того, что используется относительно недорогой природный газ, по сравнению с дорогой электроэнергией, себестоимость оборудования из кварцевого стекла на 25–40 % меньше, чем из металла.

Возможность развития конкретной технологии и отладки её внутри предприятия открывает новый метод получения водорода для малотоннажных производств. Кроме того, появление нового перспективного ассортимента товарной продукции существенно усовершенствует технологии обработки кварцевого стекла, дополнительно будет способствовать улучшению экономических показателей кварцевого производства.

Поскольку паровая конверсия природного газа в комплексе с аппаратурным оформлением процесса является составной частью синтеза материалов по реакциям Фишера-Тропша, перед ООО «ТехноКварц» возникает перспектива нового направления — изготовление высокоэффективных минии микроканальных кварцевых реакторов для других сегментов отрасли газохимии.

Разложение воды под действием звука описано ещё в «Юном технике»

— У ада и небес есть свои границы, защита, охрана, воины, ворота. Зачем им все это?
— Людей боятся, вот и окопались как могли…

«Непонятное устройство, стоявшее на столе Кили, имело сверху нечто вроде помеси форсунки и воронки. Кили некоторое время дул в него, а затем вылил туда порядка 18 литров воды. Через некоторое время манометр показал давление в 680 атмосфер, и Кили объявил, что вода дезинтегрировалась, а в генератор поступил так называемый «эфирный пар», способный приводить в действие любые механизмы. В доказательство Кили запустил находившийся тут же небольшой «вечный двигатель».»

«В 1884 году Кили продемонстрировал эфирную пушку, которая при немалом скоплении народа бесшумно выстрелила на 270 метров 140-граммовым ядрышком. В 1890-е Кили больше внимания стал уделять энергии, извлекаемой из чистых вибраций. без всякого эфирного пара. Последним его шоу (1897 год) стал вибрационный двигатель, имевший мощность 10 лошадиных сил при массе 91 килограмм.»

«Дезинтегратор состоял из перестраиваемого резонатора, внутренности которого Кили держал в секрете, системы камертонов, воронки для воды и приёмного устройства для звука. На демонстрациях изобретатель шумел в «микрофон», заливал воду в воронку, камертоны вибрировали, внутри резонатора что-то происходило, и подсоединённый к нему электродвигатель начинал работать.»

«камертоны вибрировали, внутри резонатора что-то происходило»

dmitrijan:Разложение воды под действием звука описано ещё в «Юном технике». Как вариант получаем пар или смесь газов. Проблема лишь в отделении водорода от кислорода, рванёт запросто.

При этом можно снимать немалый заряд за счёт распада воды. Вообще-то такие элементы делают — туда нужно влить воду, спирт или даже бензин и получить электричество. Капризное устройство однако.

Собственно просто и банально.

Хотя приспособить эти устройства пока не придумали особо куда. Можно получать водородо-кислород для двигателя. Можно увлажнять комнату, можно сушить бельё, можно греть еду.

Собственно СВЧ печка этим и занимается, за счёт разложения жидкости нагревает еду.

Ну можно облака разгонять и дождик конденсировать и лить на головы врагов или на поля.

Собственно, так или иначе этот эффект используют нынче. Хотя самое большое распространение этот эффект нашёл в нагреве еды.

Ну можно гранит или чего там на надо, сверлить.

В целом технология недалеко ушла от забивания клина и поливания оного водой, чтобы тот разбух и разломил, только технологичней.

Вода весьма хороший абразив, особенно если усилить это свойство за счёт её «вскипания». Будет резать не хуже алмазной крошки, даже лучше.

elektromexanik: И опять резонансные явления. Только их надо рассматривать немного шире. Именно как работу с эфиром.

dmitrijan: Проблема лишь достаточной точности подачи рабочего инструмента, но она решается, за счёт УЗ фор

Разложение пероксида водорода

Пероксид водорода (H ₂ O ₂ ) присутствует повсюду. Он есть в отбеливателе, краске для волос, шкафчике для чистки и даже в отбеливателях для зубов. Вы можете не знать, что это химическое вещество все время разлагается. Это происходит очень медленно, но с помощью магии науки мы можем это ускорить.

Почему разлагается перекись водорода?

Когда дело доходит до того, чтобы точно определить, почему перекись водорода так легко разлагается, мы должны рассмотреть химическую структуру молекулы H ₂ O ₂ .

Пероксид водорода содержит одинарную кислородно-кислородную связь. Иначе известная как перекисная связь, она невероятно слабая и нестабильная.

При разрыве кислородно-кислородной связи перекись водорода разлагается на воду и кислород. Когда это происходит, он высвобождает свободные радикалы, которые очень активно взаимодействуют с другими веществами.

Хотя эту реакцию разложения можно ускорить с помощью катализатора, нестабильность пероксидной связи означает, что разложение также происходит естественным образом.

Естественное разложение перекиси водорода

От косметики до промышленных применений перекись водорода используется для множества целей.Но у всех этих отраслей всегда есть одна общая черта: как хранится перекись водорода.

Пероксид водорода имеет ограниченный срок хранения, поскольку со временем он естественным образом разлагается на воду и газообразный кислород. Хотя это займет некоторое время, ультрафиолетовые лучи солнечного света, а также теплые условия могут фактически катализировать реакцию разложения.

Вот почему перекись водорода обычно хранят в темных пластиковых контейнерах. Непрозрачный цвет защищает химическое вещество от солнечного света, а пластиковый материал приспосабливает к любому накоплению газообразного кислорода, которое может возникнуть.

Стеклянный контейнер, например, может разбиться при повышении давления. По этой же причине на емкостях с перекисью водорода устанавливаются вентилируемые колпачки, которые обеспечивают выход любого выделяющегося кислорода.

Темные пластиковые контейнеры используются для хранения перекиси водорода. Непрозрачный цвет защищает его от солнечного света, который может катализировать его разложение.

Реакции с перекисью водорода

Перекись водорода химически реагирует несколькими разными способами:

1. Разложение : Как разлагается перекись водорода? Это термодинамически нестабильно.При более высоких температурах и концентрациях он разлагается с образованием воды и кислорода. Разложение пероксида водорода может катализироваться другими соединениями, такими как переходные металлы, такие как серебро и платина.
2. Окислительно-восстановительные реакции: В зависимости от уровня pH перекись водорода обладает мощными восстановительными и окислительными (окислительно-восстановительными) свойствами. В качестве окислителя он может удалять электроны из других веществ. В качестве восстановителя он может восстанавливать различные неорганические ионы.
3. Предшественник других пероксидных соединений: В качестве слабой кислоты пероксид водорода образует гидропероксид при соединении с различными металлами и их соединениями.

Какой катализатор используется при разложении пероксида водорода?

Солнечный свет — не единственное, что может ускорить реакцию разложения перекиси водорода. В лаборатории можно использовать несколько катализаторов для ускорения реакции. К ним относятся:

В организме фермент каталаза катализирует разложение пероксида водорода на воду и газообразный кислород. Этот процесс происходит почти в каждом живом организме, включая пчел.

При проведении реакции в лаборатории оксид марганца (IV) обычно является предпочтительным катализатором для использования.Однако существует широкий выбор катализаторов, и каждый из них будет иметь разную эффективность.

Почему катализаторы ускоряют реакцию?

Катализаторы способны снизить энергию активации, необходимую для реакции. Это означает, что они могут увеличить скорость реакции, не расходясь.

Следовательно, в конце реакции оставшийся катализатор можно использовать повторно. Это очень удобно для коммерческих или промышленных процессов, поскольку потребляется меньше продукта.

Как перекись водорода разлагается в химических реакциях?

Когда вы добавляете небольшое количество катализатора в колбу, содержащую водный раствор перекиси водорода, первое, что вы заметите, — это мгновенное изменение цвета.

В присутствии оксида марганца (IV) или хлорида железа (III) прозрачный раствор немедленно станет черным. Когда катализатор творит чудеса, перекись водорода начинает очень быстро разлагаться.

Когда это произойдет, раствор начнет быстро шипеть.Это вызвано двумя причинами:

• Быстрое разложение означает, что большое количество газообразного кислорода образуется в форме пузырьков.
• При реакции разложения выделяется тепловая энергия, что превращает ее в экзотермическую и газообразную реакцию.

По мере разложения перекись водорода продолжается, в колбе будет быстро расти большое давление из-за объема производимого газообразного кислорода. Реакция завершится резким выбросом смеси вверх из колбы.

Зубная паста слона

Эту химическую реакцию можно превратить в забавный эксперимент для детей (и взрослых!). При добавлении жидкости для мытья посуды к раствору H ₂ O ₂ конечный продукт представляет собой густую пену, которая выливается из контейнера, как зубная паста для выдавливания слона.

Присутствие мыльной воды может задерживать кислород, выделяющийся при разложении. Это создает густую пену, которая вытесняется из контейнера из-за повышения давления.

Наиболее распространенным катализатором, используемым в этом эксперименте, является йодид калия, но большинство катализаторов достигают того же эффекта при добавлении средства для мытья посуды.

Измерение реакции

Добавляя катализатор в водный раствор H ₂ O ₂ и записывая скорость реакции через определенные промежутки времени, вы можете контролировать общий объем газообразного кислорода производятся. Вот как это сделать:

1. Налейте немного водного раствора перекиси водорода в вертикальную колбу
2. Добавьте небольшое количество катализатора в раствор
3. Быстро закройте колбу, чтобы предотвратить выход выделяющегося кислорода
4. Запишите объем кислорода через определенные интервалы времени на протяжении реакции.
5. Используя график, постройте график объема произведенного кислорода в зависимости от определенного времени.

Когда вы закончите построение графика, у вас должна остаться кривая.Чтобы рассчитать скорость реакции, просто выберите точку на кривой и проведите к ней касательную линию.

Расчет градиента касательной даст вам скорость разложения в этот конкретный момент времени. Чем круче градиент, тем выше скорость реакции.

ReAgent не только продает высококачественную перекись водорода в различных растворах, но и предлагает различные катализаторы в нашем интернет-магазине. От йодида калия до хлорида железа (III) — у нас есть все ингредиенты, которые вам понадобятся для создания зубной пасты для слона!

Как получить чистый кислород и водород в домашних условиях

В статье обсуждается простой метод, с помощью которого можно генерировать большие количества кислорода и водорода в домашних условиях с использованием обычной электрической установки и очень дешево.

Важность кислорода и водорода

Все мы знаем потенциал этих двух газов и насколько они важны для нашей планеты.

Кислород — это поддерживающий жизнь газ, без которого не может жить ни одно живое существо на этой планете.

Водород, с другой стороны, имеет свои достоинства и может рассматриваться как топливо будущего, которое в конечном итоге будет приводить в действие наши транспортные средства и готовить нашу пищу, когда все природные ископаемые ресурсы закончатся и будут исчерпаны.

Что такое электролиз воды

В школьные годы мы все изучили и стали свидетелями процесса, называемого электролизом воды, когда вода, состоящая из двух основных компонентов h3O (две части водорода и одна часть кислорода), разрушается с применением силы. с помощью электрического тока.

Однако в этом процессе обычно добавляют щепотку соли или иногда добавляют каплю серной кислоты для улучшения процесса электролиза.

Это приводит к быстрому процессу электролиза, и мы можем видеть большие и толстые пузырьки газа, выходящие через два электрода, которые подключены к источнику разности потенциалов или просто к батарее.

Однако существует неправильное представление о том, что вышеупомянутый процесс с легкостью генерирует кислород и водород, на самом деле это может быть не так, и если мы внимательно оценим процесс, вы обнаружите, что не вода, а добавленное химическое вещество разрушается под воздействием электрического тока.

Это означает, что если мы добавим соль в воду, в процессе электролиза будут образовываться отложения хлора и натрия на двух электродах, а не кислорода или водорода … вы можете ожидать образование H и O, но в очень незначительных количествах. тома.

Для получения чистого кислорода и водорода в процессе разложения компонентов воды нам необходимо реализовать процесс электролиза без добавления каких-либо посторонних химических веществ в воду . Однако добавление очень небольшого количества H ₂ SO ₄ или серной кислоты может быть добавлено для значительного улучшения процесса.Убедитесь, что количество рассчитано правильно, иначе это может привести к сильным пузырям или даже взрывам в воде.

Проще говоря, процедура должна быть проведена путем разрушения h3O непосредственно без помощи какой-либо каталитической среды.

Однако, если вы попытаетесь сделать это, вы обнаружите, что процесс будет очень летаргическим и абсолютно невозможным, потому что связь между компонентами h3O настолько велика, что может стать невозможным их распад на части.

Но это можно сделать с помощью грубой силы, что означает, что вместо использования постоянного тока малой мощности, если мы используем сетевой переменный ток и вводим его в контейнер, наполненный водой, мы могли бы просто заставить жидкость разделиться на чистые формы. .

ЭТОТ МЕТОД ЭЛЕКТРОЛИЗА ЧИСТОЙ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПУЛЬСНОГО 220 В БЕЗ КАКИХ-ЛИБО КАТАЛИЗАТОРА БЫЛ Я ОБНАРУЖЕН МНОЙ, Я ДУМАЮ, ПОТОМУ ЧТО ОН НИКОГДА НЕ ОБСУЖДАЛИСЬ В СЕТИ ТАКОГО ДАЛЕЕ.

Зачем использовать переменный ток высокого напряжения вместо постоянного тока низкого напряжения

Технически 1,4 В постоянного тока — идеальная мощность для разрушения молекул воды на HHO. Все, что выше этого, считается пустой тратой энергии.

Однако использование 1,4 В потребует очень большого тока, и электроды необходимо будет размещать очень близко друг к другу, что делает установку в домашних условиях чрезвычайно неприемлемой для любого непрофессионала.

Использование 220 В постоянного тока может показаться очень неэффективным с точки зрения электричества, но если вы протестируете его на практике, оно окажется довольно эффективным по следующим причинам:

• 220 В или 120 В легко доступны в наших домах. Сделать мостовой выпрямитель тоже очень просто.
• Мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в импульсы с частотой 100 или 120 Гц, что значительно улучшает процесс электролиза по сравнению с указанными 1,4 В постоянного тока.
• Рассеивание тепла можно легко оптимизировать, уменьшив площадь поперечного сечения электродов и расстояние между электродами.
• Использование водопроводной воды означает высокую водонепроницаемость, что, в свою очередь, позволяет использовать меньший ток.
• Это также означает меньшее производство HHO, но практические результаты показывают, что в процессе образуются непрерывные пузырьки на электродах, при этом вода остается при нормальной температуре.

Приведенные выше факторы гарантируют, что подход 220 В будет намного эффективнее во многих других отношениях по сравнению с использованием 1,5 В постоянного тока.

Простая установка для производства кислорода и водорода в домашних условиях в больших количествах

Хорошо, метод настолько прост, насколько это возможно, экспериментируя, я обнаружил, что при преобразовании сетевого переменного тока в постоянный процесс усугубляется быстрее и густой туман газы можно увидеть через соответствующие электроды.

И DC обязательно использовать. в противном случае газы будут попеременно выделяться над двумя электродами, что полностью испортит результаты.

Итак … все о том, чтобы сделать схему мостового выпрямителя с использованием четырех диодов, подойдет 1n4007. возьмите четыре из них и создайте модуль выпрямительного моста, а затем подключите систему в соответствии с показанной схемой.

Стеклянный прибор необходимо аккуратно установить. Как видно на рисунке, две стеклянные трубки перевернуты внутри емкости, наполненной водой.

Две трубки должны быть заполнены водой так, чтобы обе трубки совместно использовали воду в контейнере.

Пара графитовых электродов установлена ​​таким образом, что они попадают внутрь трубок с содержанием воды, как показано на рисунке.

Электроды выводятся через соответствующие соединения проводов, которые затем подключаются к положительным и отрицательным выходам мостовых выпрямителей.

Входы мостового выпрямителя, в свою очередь, подключены к сети переменного тока.

В момент включения питания можно увидеть толстые волны пузырьков, выходящих из электродов и взрывающихся с соответствующими газовыми формами в свободном месте трубок.

Внешний катализатор не используется.

Поскольку здесь нет внешних химических веществ, мы можем быть уверены, что образующийся и собранный внутри трубок газ представляет собой чистый кислород и водород.

По мере продолжения процесса вы обнаружите, что уровень воды постепенно снижается и превращается в кислород и водород в двух трубках.

Трубки должны иметь расположение клапанного типа на их верхнем окончании, чтобы накопленный газ мог быть либо перенесен в более крупный контейнер, либо к нему можно было получить прямой доступ через сопла, открыв краны или клапанный механизм.

Видеоклип показывает минимальную настройку, необходимую для процесса электролиза:

Как сконструировать мостовой выпрямитель и подключить его к вышеуказанному устройству:

Увеличение производства кислорода через последовательные соединения

С технически всего 1.4 В, необходимое для эффективного проведения электролиза, подразумевает, что 220 В можно разделить на ряд последовательных устройств для увеличения скорости производства кислорода во много раз, как показано в следующем примере установки.

Здесь мы обнаруживаем, что каждая установка стекло / электрод способна производить свою долю кислорода и водорода, что увеличивает общее производство в 7 раз. Фактически, при питании 310 В (после выпрямления 220 В) указанная выше установка может быть увеличена до 310/1.4 = 221 аппарат, генерирующий в 221 раз больше кислорода, чем один аппарат, показанный в нашем первом примере. Выглядит потрясающе, не правда ли?

Помните, что электроды — графитовые, чтобы избежать коррозии и окисления. Кроме того, вода представляет собой чистую водопроводную воду, поэтому нельзя использовать катализатор в виде соли, кислоты или пищевой соды, иначе это может привести к ложным и опасным результатам.

Примечание: концепция не была протестирована на практике, поэтому сначала обязательно протестируйте ее в небольшом масштабе, чтобы подтвердить ее эффективность.

Повышение КПД с помощью наноимпульса.

Результаты еще не подтверждены мной, но исследования показали, что уменьшение ширины импульса может еще больше повысить эффективность электролиза. Это называется наноимпульсным электролизом.

Возможно, самый простой способ реализации наноимпульса — это подключить конденсатор последовательно к входу переменного тока, как показано на следующем рисунке:

Конденсатор делает то, что он позволяет появляться только короткому узкому пиковому импульсу. через электроды, в результате чего производство кислорода и водорода возрастает до гораздо более высоких уровней по сравнению с любой другой традиционной установкой.

Предупреждение

ВСЯ СИСТЕМА ИМЕЕТ ПОТЕНЦИАЛЫ ВЫСОКОГО ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА, СМЕРТЬ МОЖЕТ НАЙТИ В ТЕЧЕНИЕ МИНУТ, ЕСЛИ КАСАТЬСЯ ЛЮБАЯ ЧАСТЬ СИСТЕМЫ, ДАЖЕ ВОДА ОПАСНА ДЛЯ ПРИКАСКИВАНИЯ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ПОЛОЖЕНИИ. НЕ ЗАКРЫВАЙТЕ ЭЛЕКТРОДЫ ЗАМКНУТЬ, ЭТО МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К ПОЖАРУ И СИЛЬНЫМ ВЗРЫВАМ. ПРИ РАБОТЕ С ДАННОЙ НАСТРОЙКОЙ НЕОБХОДИМО СОБЛЮДАТЬ ВНИМАНИЕ

РЕКОМЕНДУЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЛАМПОЧКУ СЕРИИ 200 ВАТТ ВО ИЗБЕЖАНИЕ ВОЗМОЖНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПОЖАРА.

ДЕЛАЙТЕ ЭТО НА СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ РИСК.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Новый метод эффективного получения водорода из воды

Исследователи WSU нашли способ создать большое количество недорогих катализаторов из нано-пены, которые могут способствовать генерации водорода в больших масштабах за счет расщепления молекул воды.Предоставлено: Университет штата Вашингтон.

Исследователи из Университета штата Вашингтон нашли способ более эффективно производить водород из воды — важный ключ к повышению жизнеспособности экологически чистой энергии.

Используя недорогие никель и железо, исследователи разработали очень простой пятиминутный метод создания больших количеств высококачественного катализатора, необходимого для химической реакции расщепления воды.

Они описывают свой метод в февральском номере журнала Nano Energy .

Преобразование и хранение энергии — ключ к чистой энергии. Поскольку солнечные и ветряные источники производят электроэнергию только с перерывами, существует острая необходимость в способах хранения и экономии электроэнергии, которую они производят. Одна из самых многообещающих идей для хранения возобновляемой энергии — использовать избыточную электроэнергию, произведенную из возобновляемых источников, для разделения воды на кислород и водород. Водород находит бесчисленное множество применений в промышленности и может использоваться в автомобилях с водородными топливными элементами.

Однако

Industries не использовала широко процесс разделения воды из-за непомерно высокой стоимости требуемых катализаторов из драгоценных металлов, обычно платины или рутения. Многие методы расщепления воды также требуют слишком большого количества энергии, или требуемые материалы катализатора разрушаются слишком быстро.

В своей работе исследователи под руководством профессора Юэ Линя из Школы машиностроения и материаловедения использовали два широко доступных и дешевых металла для создания пористой нано-пены, которая работала лучше, чем большинство катализаторов, которые используются в настоящее время, в том числе изготовленные из драгоценные металлы.Созданный ими катализатор выглядит как крошечная губка. Благодаря своей уникальной атомной структуре и множеству открытых поверхностей по всему материалу, нано пена может катализировать важную реакцию с меньшими затратами энергии, чем другие катализаторы. Катализатор показал очень небольшую потерю активности при 12-часовом испытании стабильности.

«Мы выбрали очень простой подход, который можно легко использовать в крупномасштабном производстве», — сказал Шаофан Фу, доктор философии WSU. студент, который синтезировал катализатор и провел большую часть тестирования активности.

Юэ Линь (слева) и Шаофан Фу, доктор философии WSU. студент, в лаборатории материаловедения WSU Линь Фото: Университет штата Вашингтон

Исследователи WSU сотрудничали в этом проекте с исследователями из Advanced Photon Source в Аргоннской национальной лаборатории и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.

«Современное оборудование для определения характеристик материалов в национальных лабораториях обеспечило глубокое понимание состава и структур катализаторов», — сказал Цзюньхуа Сун, другой доктор наук WSU.Студент D., работавший над характеристикой катализатора.

Теперь исследователи ищут дополнительную поддержку, чтобы расширить свою работу для крупномасштабного тестирования.

«Это всего лишь лабораторное тестирование, но оно очень многообещающее, — сказал Линь.

---

Улучшенное разделение воды способствует преобразованию возобновляемой энергии

---

Дополнительная информация: Шаофанг Фу и др., Ультратонкие и сильно разупорядоченные нано-пены Ni 2 Fe 1 позволили осуществить высокоэффективную реакцию выделения кислорода в щелочном электролите, Nano Energy (2017).DOI: 10.1016 / j.nanoen.2017.12.010 Предоставлено Вашингтонский государственный университет

Ссылка : Новый метод эффективного получения водорода из воды (2018, 1 февраля) получено 24 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2018-02-method-эффективно-водород.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Новый метод более эффективного извлечения водорода из воды для получения возобновляемой энергии

Кристаллическая структура и многогранники {MoTe} 6, показывающие строительные блоки каждого полиморфа.моноклинная фаза 1T’-MoTe2 и b гексагональная фаза 2H-MoTe2. Кредит: Nature Communications 10.1038 / s41467-019-12831-0

По словам ученых, новый метод более эффективного извлечения водорода из воды может помочь в использовании возобновляемых источников энергии в виде устойчивого топлива.

В новой статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Communications , исследователи из университетов Великобритании, Португалии, Германии и Венгрии описывают, как импульсный электрический ток через слоистый катализатор позволил им почти вдвое увеличить количество водорода, производимого за один милливольт электроэнергии, используемой в процессе.

Электролиз, процесс, который, вероятно, знаком любому, кто изучал химию в средней школе, использует электрический ток для разделения связей между атомами водорода и кислорода в воде, высвобождая водород и газообразный кислород. Если электрический ток для процесса электролиза генерируется с помощью возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра или солнца, весь процесс не выделяет дополнительного углерода в атмосферу, не влияя на изменение климата. Затем газообразный водород можно использовать в качестве источника топлива с нулевым уровнем выбросов в некоторых видах транспорта, таких как автобусы и автомобили, или для отопления домов.

Исследование команды было сосредоточено на поиске более эффективного способа производства водорода посредством электрокаталитической реакции расщепления воды. Они обнаружили, что электроды, покрытые катализатором из теллурида молибедена, показали увеличение количества газообразного водорода, образующегося во время электролиза, когда применялась определенная схема сильноточных импульсов. Оптимизируя импульсы тока через кислотный электролит, они могут снизить количество энергии, необходимое для производства заданного количества водорода, почти на 50%.

Д-р Алексей Ганин из Химической школы Университета Глазго руководил исследовательской группой. Доктор Ганин сказал: «В настоящее время Великобритания удовлетворяет около трети своих потребностей в производстве энергии за счет возобновляемых источников, а в Шотландии этот показатель составляет около 80%.

«Эксперты предсказывают, что мы скоро достигнем точки, когда мы будем производить больше возобновляемой электроэнергии, чем требуется для нашего потребления. Однако в настоящее время избыток произведенной энергии необходимо использовать в том виде, в каком она произведена, иначе она будет потрачена впустую.Жизненно важно, чтобы мы разработали надежный набор методов для хранения энергии для дальнейшего использования.

«Батареи — один из способов сделать это, но водород — очень многообещающая альтернатива. Наши исследования дают важное новое понимание того, как производить водород путем электролиза более эффективно и экономично, и мы стремимся продолжить это многообещающее направление исследований».

Поскольку уровень каталитического усиления контролируется электрическими токами, последние достижения в области машинного обучения можно использовать для точной настройки правильной последовательности прикладываемых токов для достижения максимальной мощности.Следующим этапом для команды является разработка протокола искусственного интеллекта, который заменит человеческий фактор в поисках наиболее эффективных электронных структур, используемых в аналогичных каталитических процессах.

Статья под названием «Быстрая электрохимическая активация MoTe2 для реакции выделения водорода» опубликована в Nature Communications.

---

Новый катализатор затмевает платину при производстве водорода

---

Дополнительная информация: Быстрая электрохимическая активация MoTe2 для реакции выделения водорода, Nature Communications doi.org / 10.1038 / s41467-019-12831-0, www.nature.com/articles/s41467-019-12831-0 Предоставлено Университет Глазго

Ссылка : Новый метод более эффективного извлечения водорода из воды для получения возобновляемой энергии (29 октября 2019 г.) получено 24 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2019-10-method-Hydrogen -fficiently-Cap-Renewable.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Discovery адаптирует природную мембрану для производства водородного топлива из воды

Два мембраносвязанных белковых комплекса, которые работают вместе с синтетическим катализатором для производства водорода из воды.Предоставлено: Оливия Джонсон и Лиза Утчиг.

Путь химической реакции, лежащий в основе биологии растений, был адаптирован для формирования основы нового процесса преобразования воды в водородное топливо с использованием энергии солнца.

В недавнем исследовании Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) ученые объединили два мембранно-связанных белковых комплекса, чтобы выполнить полное преобразование молекул воды в водород и кислород.

Работа основана на более раннем исследовании одного из этих белковых комплексов, называемого Фотосистема I, мембранного белка, который может использовать энергию света для передачи электронов неорганическому катализатору, производящему водород. Однако эта часть реакции составляет только половину всего процесса, необходимого для производства водорода.

Используя второй белковый комплекс, который использует энергию света для расщепления воды и забирает у нее электроны, названный Фотосистемой II, аргоннский химик Лиза Утчиг и ее коллеги смогли забрать электроны из воды и передать их Фотосистеме I.

«Прелесть этой конструкции в ее простоте — вы можете самостоятельно собрать катализатор с натуральной мембраной, чтобы добиться желаемой химии», — Лиза Утчиг, химик из Аргонны

В более раннем эксперименте исследователи снабдили Фотосистему I электронами жертвенного донора электронов. «Уловка заключалась в том, чтобы быстро направить два электрона к катализатору», — сказал Утчиг.

Два белковых комплекса встроены в тилакоидные мембраны, подобные тем, которые находятся внутри продуцирующих кислород хлоропластов у высших растений.«Мембрана, которую мы взяли непосредственно у природы, необходима для соединения двух фотосистем», — сказал Утчиг. «Он структурно поддерживает их обоих одновременно и обеспечивает прямой путь для межбелкового переноса электронов, но не препятствует связыванию катализатора с Фотосистемой I.»

Согласно Утшигу, Z-схема — техническое название запускаемой светом цепи переноса электронов естественного фотосинтеза, происходящего в тилакоидной мембране, — и синтетический катализатор сочетаются довольно элегантно.«Прелесть этой конструкции в ее простоте — вы можете самостоятельно собрать катализатор с натуральной мембраной, чтобы добиться желаемой химии», — сказала она.

Еще одно усовершенствование связано с заменой кобальтовых или никельсодержащих катализаторов на дорогой платиновый катализатор, который использовался в более раннем исследовании. Новые кобальтовые или никелевые катализаторы могут значительно снизить потенциальные затраты.

Следующим этапом исследования, по словам Утшига, является внедрение мембраносвязанной Z-схемы в живую систему.«Как только у нас будет система in vivo — та, в которой процесс происходит в живом организме, — мы действительно сможем увидеть, как каучук отправляется в путь с точки зрения производства водорода», — сказала она.

---

Новое исследование проливает свет на фотосинтез и создание солнечного топлива

---

Дополнительная информация: Лиза М.Утчиг и др., Z-схема солнечного расщепления воды через самосборку гибридов фотосистемы I-катализатор в тилакоидных мембранах, Chemical Science (2018). DOI: 10.1039 / c8sc02841a Предоставлено Аргоннская национальная лаборатория

Ссылка : Discovery адаптирует природную мембрану для производства водородного топлива из воды (11 января 2019 г.) получено 24 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2019-01-discovery-natural-scheme-водород-топливо.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Польза для здоровья от молекулярного водорода

| Как это вам поможет

Что такое молекулярный водород?

Молекулярный водород (h3) — это встречающаяся в природе молекула , состоящая из двух атомов водорода.Имея всего два атома, молекулярный водород фактически является самой маленькой молекулой во Вселенной . Самая маленькая молекула позволяет h3 распространяться по клеткам и тканям человеческого тела.

Купите молекулярный водород сейчас!

Каковы преимущества молекулярного водорода h3?

Молекулярный водород обладает широким спектром преимуществ , которые могут улучшить ваше общее здоровье и образ жизни, в том числе:

• Улучшает качество кожи.
• Уменьшает воспаление.
• Уменьшает боль в суставах.
• Снижает мышечную усталость.
• Размножает полезные микробы в кишечнике.
• Снимает боль.
• Замедляет общий процесс повторения.
• Снижает дегенерацию мышц.
• Повышает функцию митохондрий.
• Обеспечивает лечение более 150 заболеваний.

Безопасен ли h3?

Да! Молекулы водорода не только безопасны, но и эффективны. Молекулярный водород встречается в природе. Он также находится всего в одном атоме от воды, что является одной из причин его такой эффективности. Например, водородная вода — это просто вода, содержащая растворенный в ней водород. Это очень похоже на то, как газированные напитки содержат растворенный углекислый газ (CO2). Многие исследования постоянно показывают, что h3 обладает преимуществами в качестве антиоксиданта при профилактике многих заболеваний.

h3 — это…

1. Безопасный
2. Естественный
3. Эффективный

Окислительный стресс

Окислительный стресс отражает дисбаланс между производством свободных радикалов, известных как активные формы кислорода (ROS), и антиоксидантной защитой, которая противодействует отрицательное действие свободных радикалов.

Свободные радикалы — это, по сути, молекулы любого типа, содержащие кислород. Многие свободные радикалы помогают вашему телу, убивая вторгшиеся патогены и микробы. Свободные радикалы имеют один или несколько неспаренных электронов. Это означает, что свободные радикалы сильно реагируют с другими молекулами.

В некоторых случаях свободных радикалов могут попытаться стабилизироваться путем кражи электронов из компонентов клетки, таких как ДНК, липиды и белки. Такое событие вызовет цепную реакцию молекул, которые украдут электрон у других молекул для стабилизации.Обычно это называют окислительным повреждением.

Предполагается, что оксидативный стресс влияет на развитие таких заболеваний, как:

• Болезнь Лу Герига
• Болезнь Паркинсона
• Болезнь Альцгеймера
• Хантингтона

Антиоксиданты Основная цель — помочь другим ), чтобы свободные радикалы не украли электроны у других молекул.

h3 действует как молекула антиоксиданта , избирательно нейтрализуя наиболее токсичные радикалы в вашем теле, превращая их в воду. Это достигается благодаря тому, что h3 — самая маленькая молекула во Вселенной, что позволяет ей легко проникать в митохондрии и улавливать токсичные радикалы.

Воспалительное заболевание

Воспаление суставов или артрит — распространенное заболевание, которым страдают многие люди. h3 подавляет белки, участвующие в воспалении , а также активирует механизмы, защищающие от гибели клеток.

Многочисленные исследования показали, что h3 полезен для людей с воспалениями и повреждениями тканей. В нескольких клинических испытаниях изучались пациенты с ревматоидным артритом после приема газообразного водорода.

Результаты показали уменьшение повреждения ДНК, а также уменьшение симптомов у пациентов. Фактически, у 4 из 5 пациентов, принимавших водород, наблюдалась полная ремиссия симптомов.

Кроме того, было обнаружено, что прием водородных продуктов снижает накопление молочной кислоты в периоды тяжелых физических нагрузок.

Anti-Aging

Молекулы водорода имеют множество преимуществ для человеческого организма.Многие из этих преимуществ могут улучшить внешний вид и общий возраст вашего тела. Вот некоторые из этих антивозрастных преимуществ:

1. Повышение эластичности кожи. С возрастом клетки вашей кожи накапливают повреждения свободными радикалами и становятся менее эластичными. h3 устраняет часть повреждений, наносимых свободными радикалами , замедляя деградацию.
2. Содействие долголетию с более здоровым кишечником. Несколько исследований показали, что поддержание здоровой микробиоты кишечника может способствовать долголетию.Все, от депрессии до рака и диабета может быть связано с нехваткой хороших микробов в кишечнике. h3 может проникать глубоко в клетки, чтобы устранить окислительный стресс, а способствует развитию хороших микробов.
3. Молекулярный водород обладает способностью защищать ДНК от окислительного стресса и повреждений. Это может быть полезно для процесса старения.

Как я могу начать пользоваться преимуществами молекулярного водорода для здоровья?

Есть много способов заставить ваше тело начать получать пользу от всего, что может предложить h3.

Водородная вода

Питьевая водородная вода — отличный способ получить свой h3. Подобно тому, как газированные напитки и вода содержат растворенный газообразный CO2, вода, богатая водородом, — это обычная вода, которая содержит растворенный газообразный водород .

Водородную воду можно получить с помощью ионизаторов воды. В отличие от растворения таблеток водорода в воде, ионизатор воды — это устройство, использующее электролиз для производства газообразного водорода из самой воды.

Как правило, существует 2 типа генераторов водородной воды: Генераторы водорода с нейтральным pH и Ионизаторы щелочной воды

С помощью генератора водорода с нейтральным pH вы можете производить газообразный водород в воде, не влияя на pH уровни.Этот процесс особенно эффективен, и с тех пор он был принят в качестве промышленного стандарта для массового производства водородной воды.

С другой стороны, ионизаторы щелочной воды производят газообразный водород, потребляя один из ионов водорода в воде. В результате этого процесса в двух отдельных камерах будет создана как щелочная вода, насыщенная водородом, так и кислая вода. Часто щелочная вода не очень вкусна без лимона, чтобы сбалансировать уровень pH. Хотя это может показаться хлопотным, многим на самом деле нравится сверхкислая вода для различных целей, таких как в качестве чистящего раствора.

Добавка водорода

Заинтересованы в том, чтобы изменить свое здоровье и образ жизни с помощью водородных продуктов? Добавки CellEnergy h3 от Coral Calcium обеспечивают преимущества высоких доз активных молекул h3 вместе с 74 биодоступными коралловыми минералами. Продукты Coral Calcium доступны на Amazon и в магазинах здоровой пищи по всей стране. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть дополнительные вопросы, или воспользуйтесь нашим удобным поиском магазинов, чтобы найти продукты с коралловым кальцием рядом с вами.

Купите продукт на основе молекулярного водорода прямо сейчас!

Молекулярный водород .