Embedded Files
H2ENERGYВодородная энергетика
Водород productoin
Возобновляемые источники энергииАльтернативная энергетика
(RU) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ водорода и устройство электропитания на их основе
И когда вы сократить последнее дерево, поймать последний рыбу, пить последнюю каплю воды - вы, наконец, понять, что вы не можете съесть золото. древнюю индейскую пророчество.
Нефть не топливо - можно утонуть в банкнотах.
D. Менделеев
Только наше невежество заставляет нас использовать ископаемое топливо.
Константин Циолковский
Абстрактный
Изобретение относится к способам получения водорода и использование водорода в неподвижных и подвижных устройствах питания. Технический результат изобретения заключается в снижении издержек производства водорода и снижения опасных отходов. В соответствии с изобретением, водород получают в процессе электролиза путем вращения рабочего вещества в фиксированной рабочей камеры и отделение указанного вещества в анионной обогащенного вещества и катион обогащенный вещество, которое затем поступает в разрядных камер. Рабочая камера находится в ортогональных электрических и магнитных полей, магнитное поле направлены параллельно оси вращения, и электрическое поле направлены в радиальном направлении от периферии к центру рабочей камеры. Передача энергии осуществляется не только с помощью физических процессов сжижения-испарения рабочего тела, как и в обычном сжатии теплового насоса и в ходе химических реакций: эндотермический - электролиз воды (рабочая жидкость - электролит) и экзотермический - окисление водорода с кислорода - сделать воду. Способ получения водорода можно использовать в энергетике, в аппаратах питания на автомобилях с ДВС, пара и газовой турбины договоренности и т.д., например, наземный транспорт, гидроциклов и самолетов, а также на поставку энергии в зданиях и сооружениях. Ожидаемая стоимость водорода - 1,8 $ / кг ($ 162/1000m 3 ) .
Описание изобретения.
Изобретение может быть использовано для получения водорода для стационарных и мобильных электростанций, которые не нарушают экологию окружающей среды.
Изобретение относится к способам получения водорода и его использование. Он используется в энергетике, транспорте, машиностроении, металлургии, химической промышленности и т.д.
Переход к водородной энергетики может решить не только проблему загрязнения от сжигания традиционных видов топлива (уголь, нефть, газ, ядерное топливо), но и проблема глобального потепления, потому что он позволяет использовать низкосортный тепловой энергии безвозмездной среду, превратив его в высокой водородном топливе, энергии, которая проходит окислением или сгорания в электрическую энергию, или выполнять механическую работу. Таким образом, проблема в том, чтобы найти наименее затратный способ получения энергии водорода. Водород получают электролизом - из возобновляемых ресурсов, что позволяет найти естественные, не возобновляемых ресурсов (угля, нефти, газа) более достоин использование, чем просто горит.
Водород является самым чистым из всех существующих видов топлива. Водород является источником энергии, а также вещества, и, в силу этого дуализма комплексообразования свойства, которые могут быть построены energoobespechivayuschih системы, состоящие из источников энергии и производства энергии на основе потребления водорода в качестве вещества, которое являются частью экономики в более широком смысле, чем просто энергии [1] .
Цель настоящего изобретения заключается в снижении затрат на энергию полноценного получения водорода, уменьшая его значение до приемлемого уровня, что делает его конкурентоспособным с традиционными источниками энергии, таких как уголь, нефть, газ, ядерное топливо, приведет к более широкому использованию это и, в конечном счете, переход к водородной энергетике - водородная экономика будет способствовать снижению вредных выбросов, опасность глобального потепления, улучшить состояние окружающей среды.
Способы производства водорода и использования.
1. В промышленных масштабах водород получают путем конверсии метана (СМР) или угля. На впускном природного газа или угля, и пара - на выходе водород и диоксид углерода. Когда SMR 50% водорода производится - через воду на паровой конверсии угля -. 100%Стоимость водорода определяется значением используемых ресурсов, невозобновляемые, высоким потенциалом энергии - природного газа или угля. Запасы оцениваются для учета различных 40-80 лет, а стоимость - имеет тенденцию к увеличению. Углекислый газ требует дополнительного расхода энергии на переработку.
2. Водород получают также путем электролиза воды. На входе воды процесса - раствор электролита и электрического тока, выход водорода и кислорода. Электролит не расходуется в процессе реакции и действует в качестве катализатора. Стоимость электролитического водорода намного выше, преобразование. Львиная доля его стоимости - стоимость электроэнергии потребляется. Например, в случае сбоя питания, электрический ток атомных электростанций является производство водорода. Это позволяет нам не снижать мощность реактора, что повышает безопасность атомных электростанций. Поставка водорода, используемого в процессе использования пиковой энергии. Таким образом Водород действует как накопления энергии. Профиль электролиз - это своего рода обычным электролизом. Часть энергии, необходимой для расщепления воды, в данном случае вкладывается в высокой тепловой парового отопления (до 900 ° C), что делает процесс более эффективным. Фотолиз - Водород можно производить в поглощении молекул воды энергии 285,57 кДж / моль в ультрафиолетовой области. Катализаторы были разработаны позволяя молекулы воды поглощают свет в видимой области и распада. Термолиз воды - при нагревании выше 2500 ° С, вода разлагается на водород и кислород. Проблема здесь в том, чтобы предотвратить рекомбинацию водорода и кислорода [1] .
3. Известные способы получения водорода, повышение эффективности, с использованием электромагнитных и акустических волн или электрические импульсы определенной частоты и мощности. Они позволяют получить газ Брауна (HHO), - взрывоопасную смесь водорода и кислорода. HHO является неустойчивым - требует немедленного использования окисления или сгорания, такие как клетки генератора Стэнли Мейера, Вилли Браун генератора или генератора Олег Казаков, Джон Kanzius [5, 6, 7, 8] . Коричневый газ добавка к топливу в двигателе приводит к более полному сгоранию, уменьшени токсических выбросов.
. 4 Известные устройства, используемые в качестве электростанций на водородное топливо для транспорта, например, в автомобилях - в машине Honda FCX [9] . Но они нуждаются в периодических заправки танков на автозаправочных станциях с сжатого водорода, производится одним из промышленных процессов [1, 2, 3, 4] . Такая электростанция содержит блок управления, баллон со сжатым водородом, обеспечивая водорода топливных элементов электрической мощности, который подает через ультраконденсатор электротяги.Также известен летательные аппараты. Экспериментальный самолет ТУ-155 [10] , которая использует жидкий водород в качестве топлива и требуя криогенной техники, чтобы сохранить его на борту. Или экспериментальный самолет компании Боинг [11] , который содержит топливные элементы, потребляющие водород, производства электроэнергии и излучают воды на выходе. Электричество является топливный элемент питает мотор, винт крутящий тягу.
5 Известный электростанций, которые производят электричество -. Тепловые электростанции ТЭС [12] , используя сжатый природный газ, нефть или угольной пыли. Продукты их сгорания, независимо от применяемых методов очистки неизбежно приведет к загрязнению окружающей среды, деградации окружающей среды выбросы парниковых газов. Атомные электростанции [13] называется чистым, несмотря на необходимость захоронения отработавшего ядерного топлива, не говоря уже о проблемах, связанных с аварийного восстановления. И тепловые электростанции, и атомные электростанции обеспечивают парогенератор, поставку турбогенератора, который генерирует электричество. Параметры пара определения эффективности растений [14] . Парогенератор использует теплоту сгорания одного из традиционных видов топлива.
6 Известный электростанции, производящие энергию, которая не нарушает экологических вредных выбросов:. Мини-OTEC, ОТЭЦ-1, и другие по программе OTEC (Osean преобразования тепловой энергии). Они работают как тепловой двигатель, - разница температур между верхней и нижней - теплых и холодных морских слоях воды [15, 16] . Их эффективность довольно низкая - большую часть энергии, произведенной потребляется очень установив для циркуляции привода насоса воды, поэтому эти устройства более экспериментальным, чем промышленность. Для очистки энергетических объектов также включают ветровая, солнечная, геотермальная, приливная, осмотического, волна, гидро-электростанций, хотя многие из них имеют свои недостатки.
. 7 известных природных процессов фотосинтеза органических соединений - сахаров и крахмалов из двуокиси углерода и воды с кислородом в зернах хлорофилла под действием солнечного излучения [17] . Энергия, получаемая человечеством при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа, торфа) также сохраняется в процессе фотосинтеза. В конце 90-х годов ХХ века, было показано, что в условиях дефицита серы биохимический процесс производства кислорода, то есть нормальный фотосинтез переключается на производство водорода [18] .
8. Теоретически источником тепла является любое тело при температуре выше абсолютного нуля, T> -273 ° С. На практике, источник тепловой энергии - тело, температура которого может быть снижена на несколько градусов без ущерба для окружающей среды, по стоимости некоторой энергии. Отношение полученной тепловой энергии расходуется на - коэффициент полезного действия (КПД). Известный систем отопления и кондиционирования воздуха для промышленных и бытовых помещений, рабочих на тепловых насосов [19, 20] , насосных тепла в окружающую среду комнатной, или наоборот (кондиционеры). Для сегодняшней стоимости насосы КС тепла составляет 3-6.
. 9 Известный техническое решение - "elektrovodorodny Studennikova генератор" (ГО) - применение RU98/00190 07/10/1997, патентам RU 2003104497/12 от 17.02.2003, PCT / RU 03/00413 от 18.09.2003, что увеличивает эффективность производства водорода. В EVG используется для электролиза является разделение ионов в электролите под действием центробежной силы инерции, полученного при вращении в рабочую камеру с электролитом - медленно электролиза [21, 22] .
10. Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является "устройство для электролитического получения водорода и кислорода" патент RU 2309198 C1 10/27/2007 по [27] . Для повышения эффективности электролиза водорода осуществляется в клетке с проводящей крышкой и электродов, вращающихся между магнитами электромагнитного системы. Тепло расходуется в этом случае с добавлением воды, поступающей в камеру через теплообменник.
К недостаткам данного устройства являются:
10.1. В верхней 3 и нижней 4 крышки сотового 1 изготовлен из электропроводящего материала, и при вращении в магнитном поле в них, вызванной вихревые токи - токи Фуко, ведущие нагреваться, замедляя вращение электролизера 1, снижают эффективность , производительность и эффективность устройства. То есть, уменьшение скорости вращения не приводит к большей эффективности.
10.2. Для подключения каналов, сделанные в шахтной 5 ячейке 1, подача воды и электролита 9 и удаления продуктов электролиза с 10 производственных линий поставить 13 и 22 соответственно удаление, потребует мобильного уплотнения вращающихся для агрессивной среды - электролит, что снижает надежность устройства и безопасность его эксплуатации.
10.3. Продукты электролиза - смесь кислород-водород течет из камеры 1 (по каналам 10 и 22), громом газа, что ставит под угрозу, необходимо использовать сепаратор 25 для разделения смеси водорода и кислорода. Это затрудняет и увеличивает стоимость устройства и снижает его надежность и безопасность работы.
10.4. Ионы Сеть в клетке 1 разряда между электродами 2 и 11 производится через верхнюю 3 и нижней 4 крышками -. Ток закрыта через корпус клетке электролизера 1 Это делает процесс электролиза контроля, - контролируются лишь косвенным показатели.
10.5. Согласно описанию процессов, происходящих в прототипе "... вращающийся электролизер 1, по мере разложения воды, повышение концентрации электролита и уменьшить его объем, электрод 11, расположенный на валу 5 находится в газообразном средне-и электролиз прекращается. Анализатор сигналов с 24 открывает устройство регулирования потока воды из бака 19 и 20 на производственной линии 13 в клетку входит в нагретой воды в теплообменнике 14. Затем процесс повторяется. ". Такой периодический прерывание процесса электролиза также снижает производительность устройства
10.6. Как описано [27] - электролизер электролита раз заполнил резервуар 17 через клапан 16, смеситель 15 и теплообменник 14, а затем клапан 16 блокируется, а клапан подачи воды 18 - открыта, а затем, на работе, как разложение воды на водород и кислород и насос смесь насосного устройства 23 продукты электролиза, электролизере 1 пополняется воды из бака 20 через устройство управления потоком 19, контролируемое с помощью газоанализатора 24, клапан 18, смеситель 15 и Теплообменник 14. Таким образом, с точки зрения термодинамики, скорость, с которой тепло воды в электролизере 1 равна скорости потребления энергии для электролиза такое же количество воды. Coblyudenie закон сохранения спроса на энергию из теплообменника условий эксплуатации сложных быть реализованы - температура воды на выходе из Т ~ 3000 ° С С другой стороны, для повышения эффективности теплообмена в теплообменнике 14 потребует более высокую скорость циркуляции компонентов, между которыми теплопередача - намного превосходящие скорость потока воды путем электролиза. Таким образом скорость пополнения воды является недостаточным, поскольку схема не закрыты, что значительно снижает производительность устройства
Присущие недостатки прототипа не позволяет в полной мере реализовать цели - сокращения потребления энергии на получение водорода.
Предлагаемый способ получения водорода путем электролиза является предварительно разделение ионов в электролите не только вращается в поле центробежных сил инерции (силы искусственной гравитации) из-за разницы их масс,
в то же время, тяжелые ионы перемещаются к периферии, вытесняя легких ионов до центра - по оси зоны вращения. Аналогичный метод используется для разделения изотопов урана в центрифугах на его обогащения энергии и оружия. Разделение ионов происходит в ортогональных электрических и магнитных полей, которые также ортогональны направлению электролита (вектор скорости ион), в частности, магнитное поле направлено параллельно оси вращения, и электрическое поле направлено радиально от периферии к центру рабочей камеры. Таким образом, ионы остаются в силе и сила Лоренца, и разделение также из-за различий в знаках зарядов ионов.
Ортогональные поля используются, например, в устройствах для опреснения морской воды [23] , магнитной обработки воды, ламповый микроволновой печью - магнетронов, используемых в радиолокации, микроволновые печи, циклотронах - ускорителей частиц, МГД-генераторов. Таким образом, под действием векторной суммы двух сил является магнитно-гидродинамический разделение ионов. Вращение электролита в камере также приводит к ликвидации перенапряжения, в результате поляризации электродов, очистки поверхности электрода от продуктов реакции во время электролиза и, следовательно, для снижения энергопотребления. Нейтрализация зарядов ионов, после их разделение происходит в работе и в разрядной камере, где ионы восстанавливаются до нейтральных атомов и молекул.
Способ получения водорода работу демонстрирует электростанции (рис. 1), который представляет собой тепловой насос.
рабочее вещество - электролит, циркулирующий в первой рабочей цепи с помощью насоса 3 из теплообменника 2 применяется к рабочей камере 4 , где рабочее тело вращается в магнитном поле ориентации оси вращения и электрического поля Е, ориентация в направлении от периферии к центру рабочей камеры - ось вращения. Таким образом, существует разделение ионов под действием центробежной силы инерции из-за разности масс ионов и силы Лоренца за счет разницы в знаках заряда иона. Концентрация света, положительно заряженные ионы - катионы увеличения в центре, недалеко от оси вращения, где происходит частичное нейтрализация ионов. Кроме того, рабочая среда, обогащенная ионами противоположного знака, попадает в разрядных камер 5, 6, где ионы электролита нейтрализованных, теряет свои обвинения, поглощая тепло, работая вещество, и есть дальнейшее, сепараторы, сушилки, газ выключатели непрерывность потока 7, 8, где газ отделяется от рабочего вещества, которое возвращает к охлаждающей жидкости теплообменника 2, а при увеличении концентрации электролита или уменьшение ее уровень электролита в теплообменнике 2 пополняется растворителе -. дистиллированную воду из бака 1 Газы - водород и кислород из сепараторов, сушилки, вертолеты непрерывности потока 7, 8, через обратные клапаны 9, 10 и датчиков и газоанализаторов, том 11, 12 подаются в топливный элемент 14, где водород окисляется до воды, которая возвращается в первый рабочий замыкания теплообменника 2 через 1 бака (восстановление воды). Электричество Вт, порожденная топливного элемента 14, заряжает буфер ультраконденсатор 15, подающий двигатель 16, который производит механическую энергию, делая работу, или в режиме восстановления, электродвигатель 16 работает как генератор электроэнергии и добавляет W ультраконденсатор 15. Эндотермический процесс электролиза воды [24] , протекает с поглощением тепла рабочего тела, которое компенсируется с помощью теплообменника, два теплоносителя второго контура, насосных теплое помещение Q, с теплообменником второго Схема 17, а также тепло, выделенных двигателем 16 и топливного элемента 14 (рекуперации тепла QR) рабочее вещество. Режимы работы (температура, давление, скорость, концентрация рабочего вещества в контрольных точках и параметры потребления и, как следствие электрического тока) контролируются блоком управления 13, - модуль 13 управления связи с энергоблоков (рис. 1), чтобы упростить схему условно не показаны. В некоторых случаях, топливный элемент 14, ультраконденсатор 15 и двигатель 16 может быть заменен теплового двигателя - традиционные двигатели внутреннего сгорания, турбогенераторов, дизель-генератор, ПГТУ, или МГД-генератора в сочетании с ПГТУ. В своей работе для окисления (горения) водорода также может быть использован и кислорода в воздухе. Таким образом, блоки 1-13 и растительные 17 может быть произвольно объединены в одном функциональном блоке - генератора водорода, тепловой насос, который преобразует тепло в окружающую среду в высокой энергией водорода, который, в свою очередь, могут быть использованы произвольно preobrazavatelem топлива в механическую или электрическую энергию, или потребителей водорода и кислорода для технологических целей.
Прояснение принцип предлагаемого генератора водорода можно подойти с другой стороны. Устройство, которое может быть использовано в качестве генератора тока и двигатель - привод Фарадея, или «однополярного динамо" Никола Тесла[25, 26] , в котором проводник, медный диск вращается в магнитном поле, ориентированном параллельно оси вращения и электрического тока удалены из точек, расположенных в центре - на оси и на периферии - обод диска. Униполярный генератор характеризуется: низким ЭДС (несколько вольт) с низким внутренним сопротивлением и большим током, производительность при вращении магнита (магнитного поля) вместе с диском, по отношению к стационарной текущей коллекции - Парадокс Фарадея, отсутствия реакции на текущей коллекции дисков. В заявленном изобретении в качестве проводника диске, используйте электролит - "езды от электролита", в вращающегося магнитного поля и электрического поля возникает под действием силы Лоренца, разделяющей носители заряда - ионы противоположного знака, между кругу - край диска (анионов) и его центра (катионов). Эти объемные заряды и создания электрического поля, в результате чего ток между кромкой и центром диска к внешней электрической цепи, восстанавливая, таким образом, ионы в нейтральных молекул - водорода и кислорода, то есть создает условия для реакции электролиза.
Поскольку вода слабо диссоциирует и не является проводником, то для реакции электролиза рабочим веществом является электролитом - раствор основания, соли или кислоты, такой как бром кислоты - HBrO 3 , серная кислота - H 2 SO 4 или фосфорная кислота - H 3 PO 4 , в котором массовое соотношение ионов - H + / BrO 3 - = 1/128, H + / SO 4 2 - = 1/96, H + / PO 4 3 - = 1/95 соответственно, за исключением массовой поверхности гидратированных ионов, таких как гидроксония H 3 O + , и более сложным - H 5 O 2 + , H 7 O 3 + , H 9 O 4 + и т.д. Следует отметить, что ионы как остатка гидратной кислоты. Кислота в электролите не расходуется, но только участвует в реакции электролиза по схеме [21, 22] :
В анодном пространстве на периферии рабочей камеры также возможно образование перекиси водорода, H 2 O 2 . Следует отметить, что ни вода, ни любой из его компонентов - водорода и кислорода, не являются источниками энергии, но только рабочее вещество (рабочая жидкость), тепловой насос, как фреон или аммиак в холодильной технике, с той лишь разницей, что в традиционной тепловые насосы теплопередачу, используя тепло, выделяемое / поглощается при изменении физического состояния (фазовый переход) рабочего вещества - жидкости + д F <-> газа - д F , где д F - теплота фазового перехода, как это предлагается в жару насос передачу энергии происходит в термодинамического цикла через окислительно-восстановительных реакций химических электролиза <-> преобразование окисление рабочего вещества схемы:
H 2 O (L) = электролиза реакции> H 2 (G) + 0,5 O 2 (G) - д Н - реакция в генераторе водорода
H 2 (G) + 0,5 O 2 (G) = окисление> H 2 O (G) + Q L - реакции в топливных элементах или теплового двигателя
Н 2 О (G) = конденсации> H 2 O (L) + д F + с ΔT м - конденсация пара и охлаждения,
где д Н и д л - соответственно верхняя и нижняя удельная теплота сгорания водорода или ее равны и противоположны по знаку, энтальпия образования воды и ее компонент энергия Гиббса, называется свободной энергии, и д F - теплота фазовый переход водяного пара или скрытая теплота парообразования воды. Источник энергии является безвозмездная низкопотенциального тепла окружающей среды - в долгосрочной перспективе, накопленная энергия солнца - теплота земля, вода, воздух и тепловой насос только подает его в потенциальную энергию водорода, электричества или механическим (в зависимости от спроса) и, при выполнении полезной работы преобразуется в тепло, которое возвращается в окружающую среду, в соответствии с законом сохранения энергии. В дополнение к высокой температуре окружающей среды - солнце, вода, геотермальные, почвы и т.д., также могут использовать теплоту технологических процессов, охлаждение предприятий, промышленных генерирующих электростанций, бассейны, охлаждение - тепловых электростанций, атомных электростанций , ДВС и т.д.., которые сейчас выбрасываются в атмосферу.
Использование генератора водорода и силовой установки на его основе.
Некоторые примеры генератора водорода, тепловой насос, теплообменник, который можно использовать тепловую энергию: на первом (помещают в лунки, свайных фундаментов зданий и сооружений, почвы, или охладителей), вода (местные водоемы, подземные воды, воды в реке , прибрежные воды, теплые течения из воды, геотермальной); воздуха (воздушное охлаждение), Солнце (солнечные коллекторы), энергия ветра, тепла или утилизировать промышленные технологических установок. Дополнительный поток энергии для теплового насоса обеспечивает рекуперацию тепла, в результате чего сжатие или сжижения водорода и кислорода для хранения или транспортировки. Опыт эксплуатации тепловых насосов [19, 20] показывает, что теплообменник в отверстие можно снимать 60 Вт / м тепловой энергии без ущерба для тепловой баланс почвы, в то время как на глубине 170 м скважин и шагом между 10 м и друг 1 км 2 земли обеспечивает 100 МВт тепловой энергии, в то время как на первом остается пригодной для сельскохозяйственного использования - без опасности превращения его в вечной мерзлоте. Энергия буквально у нас под ногами.
. Химическая промышленность Водород - сырье для производства аммиака.
Металлургия. Использование водорода для выплавки (восстановлению) чистых металлов.
Энергетика. Газовые турбины с рекуперацией тепла котла (парогенератора с использованием тепла выхлопных газов) и дополнительной эффективности паровой турбины может иметь более 40% (ПГТУ). В атомных электростанциях, работающих при более низких температурах и давлениях, несколько меньших общей эффективности - около 32%. Тепловой КПД паровой турбины электростанции больше, чем более высокой рабочей температурой и давлением паров. Если в начале ХХ века. Эти параметры были 1,37 МПа и 260 ° C, то теперь распространены в давлении над 34 МПа и температуре выше 590 ° С (АЭС работают при более низких температурах и давлениях, чем самый большой тепловой электростанции, потому что правила ограничивают максимально допустимую температуру реактора ядро).В современной ТЭС пара, частично в выхлопной турбины, как показано на своей промежуточной точки для повторного нагрева (повторного нагрева) в начальной температуры, и может включать в себя два или более этапов повторного нагрева. Пары других точек турбины задается для предварительного нагрева питательной воды, подаваемой в парогенератор. Такие меры значительно увеличилось тепловую эффективность [14] . В существующих атомных электростанций в первом этапе, генератор водорода, тепловой насос, с использованием тепла от реактора и генерирует пар для турбогенераторов, позволит значительно улучшить эффективность за счет повышения температуры и давления паров, а также сгладить пиковые нагрузки, связанные с суточных и сезонных вариаций что увеличивает безопасной эксплуатации реактора. На втором этапе, после создания ресурса ядерного реактора, водород будет двигаться полностью ES для повторного использования тепла окружающей среды, демонтаж, или сохранение реактора. Кроме того, генератор водорода, тепловой насос может обеспечить стационарные и передвижные электростанции топливо с двигателями внутреннего сгорания, турбогенераторов, дизель-генераторов, ПГТУ, турбореактивный, МГД-генераторов с ПГТУ, без существенных изменений приведет существующие тепловые электростанции [12] на водородное топливо, снижение вредных выбросов - улучшение состояния окружающей среды. Поскольку сгорание водорода является водяной пар Т ~ 3000 ° C, а затем добавить воду в камеру сгорания позволяет снизить его температуру для увеличения давления и вызвать параметров пара с требованиями турбины или другого пользователя, используя ПГТУ с температурой перед турбиной Т-900-1200 ° С и эффективности ~ 60% и более [28] .
. Перевозки При применении генератора водорода, тепловой насос в землю и воздушного транспорта второго теплоносителя контура является воздух, поэтому определяющим фактором является теплообменник - его производительность, эффективность и размер. В качестве альтернативы мобильного генератора водорода, вариант стационарных генераторах водорода, расположенных на заправочных станциях и обеспечивает моторного топлива - сжатый водород или соединение - аммиак [1] . Водный транспорт - поверхность и под водой, второй охлаждающей жидкости цепь является вода, поэтому использование генератора водорода, тепловой насос требует эффективной системы антиобледенения в теплообменнике и средств защиты от загрязнения. Для того чтобы уменьшить акустический шум и повысить эффективность, сцепление может быть водометы или винты в кольцевых обтекателей - fenestronah выполнена в виде теплообменников.
Строительство. Генератор водорода, тепловой насос может быть использован в автономных систем энергоснабжения, отопления, кондиционирования, вентиляции, бытовых и промышленных зданий.
Сущность изобретения:
1. Способ получения водорода, на основе инерциальной электролиза - вращение рабочего тела в камере, а также использование центробежной силы инерции, действующей на ионов различной массы разделить их. Кроме того, рабочая камера находится в ортогональных электрических и магнитных полей, так что магнитное поле параллельно оси вращения рабочего вещества, а электрическое поле направлено радиально от периферии к центру рабочей камеры, таким образом, под действием векторной суммы сил Лоренца и центробежной силы инерции, отрицательный заряд, тяжелые ионы - анионы смещаются к периферии рабочей камеры, и положительно заряженные, легкие ионы водорода - катионы - в центре, ось вращения зоне, т.е. магнитно-гидродинамический разделение рабочего тела в два изолированных потока: обогащенные анионы и катионы, с последующим пропусканием через выделением кислорода и водорода, соответственно, тем самым уменьшая скорость вращения электролита, а следовательно , расход энергии, необходимой для получения водорода.
2. Рабочая камера генератор водорода, тепловой насос выполнен в неподвижном состоянии, при условии, что вращение рабочего тела из-за его циркуляции в первой рабочей цепи, которые могут устранить деформацию, возникающую от поляризации электродов, чистый поверхности электроды из продуктов реакции во время электролиза - чтобы уменьшить потребление энергии, за исключением строительства рабочей камеры уплотнений и утечки характерным из них рабочего вещества и продуктов реакции электролиза, повышение надежности генератора водорода, тепловой насос и безопасности его эксплуатации .
3. Способ производства водорода на основе электролиза - разряд (нейтрализация заряда) ионы, которое происходит в работе, и в разрядной камере, так что нет обходной цепи разряд ионов рабочих стенок камеры. Разделение ионов силой Лоренца и центробежной силы инерции, создает обратный знак по пространственным зарядом (рис. 1, CC) на периферии и в центре рабочей камеры, между которыми электрическое поле Е я , по индукции двойной электрический слой (EDL) взимать электрическое поле Е, который генерирует электрический ток во внешней цепи, который выполняет разряд ионов, то есть создает условия для реакции электролиза, который происходит в рабочей камере и разрядной камеры, обеспечивая Процесс мониторинга и контроля.
Для обеспечения автономности работы, уменьшение вредных выбросов, эксплуатационные расходы, повысить надежность и безопасность эксплуатации:
4. Экологичность электростанции, тепловой насос использует генератор водорода на основе метода подразделов. 1-3 и выполнять передачу энергии окружающей среды тепловой потенциальной энергии водорода в химической реакции эндотермической электролиза <-> окисления, а затем в электрическую энергию и механической энергии, и включает в себя (рис. 1) бак 1, первый контур теплообменник 2, насос 3, рабочая камера 4 в В параллельном магнитном поле к оси вращения orientovanom рабочей среды и электрическим полем E направлена в радиальном направлении от периферии к центру рабочей камеры, так что акт ионы векторная сумма центробежной силы инерции и силы Лоренца, две разрядные камеры 5, 6, два сепаратора - сушилка газ - выключатель непрерывный поток рабочей среды 7, 8, две обратные клапаны 9, 10, два датчика и объем газоанализатор 11, 12, топливный элемент 14, 15 ультраконденсатор электродвигатель 16, теплообменник второго контура 17, блок 13 управления.
5. В чистой электростанции, тепловые насосы 1-13 и 17 могут быть произвольно объединены в одном функциональном блоке - генератора водорода, тепловой насос, который преобразует тепло в окружающую среду в высокой энергией водорода, который, в свою очередь, может использовать произвольно preobrazavatelem энергии топлива в механическую или электрическую энергию, или потребителей водорода и кислорода, в качестве агентов для технологических целей, например, двигателей внутреннего сгорания, турбогенераторов, дизель-генераторов, ПГТУ, турбореактивный, МГД-генераторов с ПГТУ позволит без существенных изменение существующих котлов тепловых электростанций конвертировать на водородное топливо, сокращение выбросов, улучшение состояния окружающей среды. Поскольку сгорание водорода (T ~ 3000 ° С) является водяной пар, добавление воды в камеру сгорания и турбину снижает его температуру, давление возрастает и приводит к паре параметров, необходимых для оптимального турбины или любого другого потребителя.
. 6 надводный транспорт - корабль или подводная лодка электростанции с использованием генератор водорода для питания двигателей (с турбонаддувом или ПГТУ) с тяговым приводом пропеллерами или струи воды, которые выполняют также принудительной циркуляцией воды (море, река или, используя свое тепло) вдоль бортов , или в каналах (ниши), ниже ватерлинии, где генератор водорода теплообменники, тепловые насосы, с соответствующими системами антиобледенения и защиты от загрязнения теплообменника. Для того чтобы уменьшить акустический шум и повысить эффективность, сцепление может быть водометы или винты в кольцевых обтекателей - fenestronah выполнена в виде теплообменников.
7 Земля или воздушный транспорт -. Железнодорожный, автомобильный или воздушный транспорт, с помощью генератора электростанции для водорода, поставку тяговых двигателей (двигатели внутреннего сгорания, дизель-генератор, двухконтурный). Двигатели и поверхности тела транспортного средства содержат воздушных теплообменников (с принудительной откачки воздуха, или на встречную скорости потока), используя тепло воздуху. Предусматривает антиобледенительных систем в теплообменниках.
. 8 бытового или промышленного автономная система отопления, кондиционирования воздуха, вентиляции, здания питания, электростанции с использованием водорода-генератор для теплового насоса, теплообменники, которые используют тепло: Земля (расположен в скважинах, свайных фундаментов зданий и сооружений , цокольный или охладители), вода (местные водоемы, подземные воды, воды в реке, прибрежные воды, теплый океанические течения и геотермальные источники), воздух (воздушное охлаждение), Солнце (солнечные коллекторы), энергия ветра, тепла или распоряжаться промышленного производства процессы, центров обработки данных (ЦОД).
По сравнению с прототипом [27] , предложенная электростанции на генератор водорода-теплового насоса имеет следующие существенные различия:
. 1 первый рабочий контур замкнут;
. 2 рабочее вещество циркулирует в первый рабочий цепи;
. 3 рабочий камера находится в неподвижном состоянии;
. 4 рабочее тело вращается в камере, из-за его циркуляции в первой рабочей цепи;
5. Рабочей камере в магнитном поле;
6. В камере под действием векторной суммы сил Лоренца и центробежной силы инерции из-за разницы в знаках зарядов и разницы в массах, есть магнитно-гидродинамический разделение рабочего вещества в два изолированных потока: обогащенный анионов и катионов, то проходя через выделением кислорода и водорода соответственно;
. 7 электролиз происходит в рабочем, и в разрядной камере;
. 8 за счет вращения рабочего вещества и его циркуляции в петли электрода очищается продуктов электролиза, снижение напряжения;
. 9 разряда ток течет через внешнюю цепь, и шунтируется стенки рабочей камеры;
. 10 Блок управления контролирует параметры в контрольно-пропускных пунктах и управляет процессом электролиза;
11. Рабочий материал служит в качестве электролита - в процессе электролиза, и охлаждающей жидкости, циркулирующей в контуре - в процессе передачи тепловой энергии;
12. Энергии преобразуется в потенциальную энергию водорода и кислорода путем электролиза, заполненной в теплообменнике в обращении через него рабочего вещества, по тепловой энергии окружающей среды, в соответствии с законом сохранения энергии, и происходит передача энергии в ходе реакции электролиза <-> окисление;
Литература
1. Водород как энергоноситель с высокими экологическими свойствами. site http://b-energy.ru/popularecology/53-hydrogen.html?tmpl=component&print=1&layout=default&page=
2. Высокоэффективный электролиз воды. site http://alexfrolov.narod.ru/ruswater.htm
3 Vodorodnaâ энергии. Чтобы получить водород. сайт http://www.abitura.com/modern_physics/hydro_energy/hydro_energy5.html
4. Альтернативные источники энергии. Способы добычи водорода. site http://www.takealtenergy.com/hydrogen/geth.html
5. Вечная энергия Казакова (получение водорода). site http://www.skif.biz/index.php?name=Pages&op=page&pid=148
6. Генератор газа Брауна. сайты http://sds-max.com.ua/braun.html , http://x-faq.ru/index.php?topic=53.0; wap2
7 генератор водорода Джон Kanzius. сайт http://vpl54.narod.ru/ERA_VODORODA.html
8. Топливная ячейка Мейєра. сайты http://prometheus.al.ru/phisik/meyer.htm
, http://kotelok.info/index.php?name=Pages&op=page&pid=123
9. Honda FCX на топливных элементах. сайт http://autolenta.ru/147.html
10. ТУ-155, на сайте http://www.airwar.ru/enc/xplane/tu155.html
11 Чистый полет:. Самолет на водороде. сайт http://www.popmech.ru/article/3231-chistyiy-polet/
12. Трипільська ТЕС. сайт http://www.centrenergo.com/ukr/tripoly.html
13 Реактор РБМК -.. 1000 Цитируется http://www.liveinternet.ru/community/1229387/post51428326/
14 Электрическая энергия. сайт http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/ELEKTRICHESKAYA_ENERGIYA.html
15 Градиент-temperaturnaâ энергии (система OTES). сайт http://www.greenenergy.com.ua/gradient-temperaturnaya-energetika-sistemy-otes/
16. Тепловая энергия океана. сайт http://watervigorous.com/termo.htm
17 фотосинтез. сайт http://ru.wikipedia.org/wiki/Fotosintez
18. Биотехнологическое получение водорода. site http://ru.wikipedia.org/wiki/Биотехнологическое_получение_водорода
19. Принципы работы теплового насоса. сайт http://www.budynok.kiev.ua/printsipyi-rabotyi-teplovogo-nasosa/
20. Принцип работы теплового насоса. сайты http://atmosystems.com.ua/how/ , http://www.eco-therm.com.ua/principle.html
21. Электроводородный генератор (ЭВГ). заявка RU98/00190 от 07.10.1997, патент RU2003104497/12 от 17.02.2003. site http://ikar.udm.ru/sb18-2.htm
22. Центробежный электроводородный генератор. патент PCT/RU 03/00413 от 18.09.2003. site http://www.skif.biz/index.php?name=Pages&op=page&pid=43
23. Устройство для непрерывной переработки морской воды…, патент RU2199492. site http://www.ntpo.com/patents_gas/gas_1/gas_71_1.shtml
24. Новая теория электролиза воды. сайт http://www.inauka.ru/blogs/article80305/print.html
25 Замечания по случаю униполярных динамо -машин. сайт http://serge.raikevich.com/tesla/13.htm
26 Bestoplivnyj Тесла генератор. сайт http://masterbiz.info/generator.tesla.htm
27. Устройство для электролитического получения водорода и кислорода. патент RU2309198 С1 от 31.01.2006. site http://www.ntpo.com/patents_gas/gas_1/gas_113.shtml
28. Как поджечь и не взлететь. сайт http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=12057
Требование
1 Способ получения водорода, электролиз на основе инерции - вращения рабочего вещества в области центробежной силы инерции и магнитного поля, отличающийся тем, что для того, чтобы:. Сократить потребление энергии на получение водорода, скорости электролита, разделив его на два потока - анионов и катионов, очистить поверхность электрода по продуктов электролиза, упростить конструкцию контроля и управления процессом электролиза, надежности и безопасности эксплуатации; циркуляция рабочего вещества - электролита в первой рабочей цепи, приводит к его вращения в стационарном рабочей камере, расположенной в ортогональных электрических и магнитных полей, так что магнитное поле параллельно оси вращения рабочего вещества, а электрическое поле направлено радиально от периферии к центру рабочей камеры так, что действие векторной суммы сил Лоренца и центробежной силы инерции из-за разницы в знаках заряда и различаются по массе, отрицательно заряженный , тяжелые ионы - анионы смещаются к периферии рабочей камеры, и положительно заряженные, легкие ионы водорода - катионы - в центре, ось вращения зона, т. е. магнитогидродинамическая разделение ионов в два изолированных потока, с электролиза - нейтрализация зарядов ионов происходит в работе, и в разрядной камере, из-за протекания тока во внешней электрической цепи и исключения шунтирования стенах рабочей камеры и потребления энергии во время эндотермической реакции электролиза преобразуется в потенциальную энергию водорода и кислорода в теплообменнике компенсируется за счет тепловой энергии окружающей среды, в соответствии с законом сохранения энергии.
2. Тепловой насос, который выполняет передачу энергии за счет циркуляции рабочего тела в цепи, отличающийся тем, что для того, чтобы обеспечить автономность, эффективность, производительность, надежность, так как используется рабочее тело электролит, и передача энергии осуществляется при эндотермической реакции электролиза с получением водорода и кислорода в качестве высокой энергии топлива, генератор водорода, выполненного способом согласно п.1, и экзотермической реакции окисления водорода с кислородом с получением воды с электрической или механической энергии, соответственно , в топливных элементах или теплового двигателя.
3. Электростанция, содержащая блок управления, баллон со сжатым водородом, обеспечивая водорода топливных элементов электрической мощности, который подает через ультраконденсатор электродвигателя, отличающийся тем, что для того, чтобы обеспечить автономность и снижение эксплуатационных расходов, улучшения эксплуатационной надежности, вместо цилиндр со сжатым водородом используется генератор водорода на основе метода для получения водорода по п.1, которое действует как тепловой насос по п.2, передача низкосортных тепловой энергии окружающей среды в потенциальную энергию водорода в химической реакции эндотермический электролиз <-> окисление, а затем в электрическую или механическую энергию и включает в себя (рис. 1) бак 1, первый контур теплообменника 2, насос 3, рабочую камеру 4 в магнитном поле, ориентированном параллельно оси вращения рабочей среды и электрическое поле Е направлено радиально от периферии к центру рабочей камеры, так что действующий на перемещение ионов векторную сумму центробежной силы инерции и силы Лоренца, который обеспечивает магнитно-гидродинамический разделение ионов в двух изолированных потока богатых анионов и катионов, две разрядные камеры 5, 6, два сепаратора - сушилка газ - выключатель непрерывный поток рабочей среды 7, 8 две обратные клапаны 9, 10, два датчика объема и газоанализаторов 11, 12, топливный элемент 14, ультраконденсатор 15, двигатель 16, теплообменник второго контура 17, блок 13 управления.
4. Силовая установка по п.3, отличающийся тем, что для того, чтобы обеспечить автономность и снизить вредные выбросы, эксплуатационные расходы, повысить надежность и безопасность эксплуатации, улучшения состояния окружающей среды в электростанции, тепловой насос, вместо топливного элемента 14, 15 ультраконденсатор и 16 электродвигателя используется произвольный потенциальный преобразователь энергии водорода в электрическую или механическую энергию - генератор двигатель турбины внутреннего сгорания, дизельный генератор, ПГТУ, турбореактивный, МГД-генератора с ПГТУ, который позволяет преобразование без существенного передачи и.о. тепловая мощность растения, атомные электростанции на водородное топливо, водород, вырабатываемый генератором-теплового насоса (рис. 1, блоки 1-13 и 17), а с при сгорании водорода (Т ~ 3000 ° С) водяной пар, добавление воды в камеру сгорания и турбину снижает его температуру, давление возрастает и приводит к паре параметров, необходимых для оптимальной работы турбин или других потребителей.
. 5 надводный транспорт - корабль или подводная лодка, которая использует электростанцию, отличающийся тем, что в целях обеспечения автономии и снижения вредных выбросов, эксплуатационные расходы, повысить надежность и безопасность эксплуатации, электростанции, сделанного пунктах. 3-4 так, чтобы генератор водорода, тепловой насос, который поставляет двигатели (турбо или ПГТУ) тягового привода гребных винтов или струи воды, которые выполняют также принудительной циркуляцией воды (море или река), используя свое тепло через теплогенератора теплообменники водорода, расположенный по бокам, в каналах (ниши), ниже ватерлинии, с соответствующими системы антиобледенения и защиты от загрязнения теплообменников, а также для снижения акустического шума и повысить эффективность, тяги может быть попадания струи воды или винты в кольцевых кумулятивных обтекателей - fenestronah выполнена в виде теплообменников.
. 6 Земля или воздушное транспортное средство - железнодорожный локомотив, автомобиль, самолет или вертолет, используя электростанцию, отличающийся тем, что в целях обеспечения автономии и снижения вредных выбросов, эксплуатационных расходов, повышения надежности и безопасности эксплуатации, электростанция сделаны пункты. 3-4 так, чтобы генератор водорода, тепловой насос, который поставляет тяговые двигатели (двигатели внутреннего сгорания, турбогенераторы, дизель-генераторы, двухконтурный), которые, как и поверхности кузова транспортного средства включают воздушное охлаждение, принудительное воздушное накачки, или встречного utiliziruyushie высокоскоростной поток теплого воздуха в присутствии антиобледенительных систем в теплообменнике на поверхности тела.
7. Бытового или промышленного отопления, кондиционирования воздуха, вентиляции, зданий энергии, используя электростанция, отличающийся тем, что в целях обеспечения автономии и снижения вредных выбросов, эксплуатационных расходов, повышения надежности и безопасности эксплуатации, электростанции, сделанного пунктах. 3-4, так что генератор водорода теплообменники и тепловые насосы используют тепло: Первый (помещают в лунки, свайные фундаменты зданий и сооружений, землю или охладителей), вода (местные водоемы, подземные воды, воды в реке, прибрежных вод и геотермальной источники), воздух (воздушное охлаждение), Солнце (gelionagrevateli), энергия ветра, тепла или утилизировать промышленные технологических установок.
PS Предложение о сотрудничестве в области энергетического оборудования, водородной энергетики, альтернативной энергетики, возобновляемых источников энергии, электричества, или водородных транспортных средств.
Александр BogdanchenkoКонтакты Выслать: h2energy@i.ua
Сайты h2energy.tk , h2energy2.tk
Copyright © 2009 - . Все права защищены ... G+ Любое копирование, перепечатка или другое распространение информации при условии прямыми ссылками на h2energy.tk
Page updated
Google Sites
Report abuse