Способ получения графитовых электродов с покрытием предпочтительно из благородных металлов для электролитических процессов, особенно для электролитов соляной кислоты

Авторы патента:

C25B11/14 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2505625:

БАЙЕР МАТИРИАЛЬСАЙЕНС АГ (DE)

Описан способ получения графитовых электродов с покрытием, преимущественно из благородного металла, для электролитических процессов, в частности для электролиза соляной кислоты, в котором поверхность графитового электрода покрывают водным раствором соединения благородного металла, а затем графитовый электрод подвергают термообработке в присутствии восстанавливающих и/или в основном не содержащих кислорода газов при температуре от 200 до 450°С. Увеличение срока службы графитовых электродов, работающих при получении хлора и водорода, является техническим результатом заявленного изобретения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к электродам для электролитических процессов, особенно к способу получения графитовых электродов с покрытием, предпочтительно из благородных металлов для электролитических процессов, особенно, для электролиза соляной кислоты.

Способ электролиза соляной кислоты описан в Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Chlorine 10.1 Electrolysis of Hydrochloric Acid, 2006, Wiley-VCH Verlag. Электролизеры, обычно используемые при электролизе соляной кислоты, обычно состоят из графитовых электронных пластин, подключенных к полюсам и размещенных рядами друг возле друга по принципу фильтрпресса. Анодное и катодное пространство, как правило, разделены диафрагмой или катионообменной мембраной. Со стороны анода обычно получают хлор, а со стороны катода - водород. В катодные пространства электролизера в непрерывном или прерывистом режиме добавляют соли благородных металлов, как, например, соли платины, палладия или родия, чтобы снизить потенциал выделения водорода и, следовательно, напряжение ячейки. При этом на графитовых электродах выделяется благородный металл. Существенный недостаток такого способа работы состоит в том, что выделение благородного металла лишь ненадолго приводит к желаемому эффекту снижения напряжения, и требуется постоянное обновление, что в том числе означает высокое потребление благородного металла. Еще один недостаток состоит согласно европейской заявке на патент ЕР 683 247 А1 в том, что металлы могут осаждаться на всей аппаратуре, следующей за ячейками.

В европейской заявке на патент ЕР 683 247 А1 описан способ получения графитовых электродов, в порах графитовой поверхности которых образуются отложения благородных металлов, например, отложения иридия и/или родия. Получение графитовых электродов согласно ЕР 683 247 А1 осуществляют, вводя в графит растворы солей иридия или родия или смеси солей иридия или родия с солями прочих металлов группы платины в одноатомных или многоатомных спиртах с 2 - 4 атомами углерода или в смесях спиртов. Затем пропитанные графитовые изделия нагревают открытым газовым пламенем, воздействуя им на смоченную раствором поверхность на глубину примерно до 1 мм, до температуры от 200 до 450°C в течение 2-10 минут, причем газовое пламя воздействует на пропитанные графитовые изделия вертикально сверху вниз только тогда, когда под пламенем находится все пропитанное графитовое изделие.

С помощью этого способа получают покрытие из благородных металлов, которое определенное время устойчиво в условиях проведения электролиза соляной кислоты, и которое не нуждается в обновлении.

Недостатками способа согласно заявке ЕР 683 247 А1 являются, по-прежнему, не достигающее оптимума в электролизе снижение избыточного напряжения электродов, модифицированных этим способом, использование спиртовых растворителей, которые способны образовать взрывоопасные смеси на воздухе и, следовательно, требуют особых мер предосторожности при этом способе, включающем работу с открытым пламенем, а также недостаточно точный контроль температуры при нагреве ввиду значительной разницы температур между применяемым газовым пламенем, пропитанной поверхностью графита и объемом графита.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить улучшенный способ получения графитовых электродов для электролитических процессов, не обладающий вышеупомянутыми недостатками.

Объектом настоящего изобретения является способ получения графитовых электродов с покрытием, преимущественно из благородного металла, для электролитических процессов, в частности, для электролиза соляной кислоты, который отличается тем, что поверхность графитового электрода покрывают водным раствором соединения благородного металла, удаляют растворитель, а затем графитовый электрод подвергают температурной обработке в присутствии восстанавливающих и/или в основном не содержащих кислорода газов при температуре от 150 до 650°C.

Готовое покрытие электрода содержит, в частности, по меньшей мере 95%масс., предпочтительно, по меньшей мере 99%масс.благородного металла.

В качестве соединения благородного металла используют по меньшей мере одно соединение из следующего ряда: соединения иридия, рутения, родия, платины или палладия, в особенности соли неорганических или органических кислот или комплексные соединения сами по себе или в любой смеси. Предпочтительно используют галогениды, ацетаты, оксалаты, нитраты или пентандионаты иридия, рутения, родия, платины или палладия, в частности, предпочтительно, галогениды указанных металлов, особо предпочтительно, хлориды благородных металлов. Особо предпочтительно использовать хлорид иридия. Хлорид иридия может, например, иметь формулу IrCl₃ или IrCl₄, или представлять собой смесь обоих соединений. Поскольку в качестве растворителя используют воду, указанные соединения могут также содержать гидратную воду. Также, например, можно использовать кислый раствор галогенида иридия, например, гексахлориридиевую (IV) кислоту.

Водный раствор соединений благородных металлов может дополнительно содержать поверхностно-активные вещества, прочие соли или, в частности, минеральные кислоты, а кроме того, пригодные к смешению с водой органические растворители, в частности, спирты или кетоны.

Количество соединений благородных металлов определяют так, чтобы образованное покрытие содержало от 5 до 40 г/м², предпочтительно, от 7,5 до 20 г/м² благородных металлов в расчете на площадь графитовых электродов, т.е. на поверхность, образованная внешними размерами (по длинам кантов).

В предпочтительном варианте способа согласно изобретению обработку осуществляют в восстанавливающей или и/или в основном не содержащей кислорода газовой атмосфере при температуре от 200 до 450°C, особо предпочтительно, при температуре от 250 до 350°C.

В частности, обработку проводят в печи или нагревательном шкафу, причем газы обтекают покрытую поверхность электродов. Для этого в печи или нагревательном шкафу имеется, например, отверстие для поступления газа и выпускное устройство для газа, а от наружного воздуха шкаф герметически закрыт.В случае, например, неполной газонепроницаемости возможна ее работа при незначительном избыточном давлении во внутреннем пространстве по сравнению с окружающей атмосферой, чтобы воспрепятствовать проникновению воздуха. В частности, работают при остаточной концентрации воздуха не более 25%об., предпочтительно, максимум 5%об., а особо предпочтительно, не более 2%об. Доля кислорода в газе для температурной обработки составляет, в частности, не более 5%об., предпочтительно, не более 3%об., особо предпочтительно, не более 1%об.

Целесообразно, чтобы используемая газовая атмосфера состояла из инертного газа, в частности, азота или благородного газа, предпочтительно, гелия, аргона, неона, криптона, радона или ксенона, или же диоксида углерода, или же смеси одного из указанных инертных газов с водородом, или же чистого водорода. Доля водорода может, следовательно, находиться в диапазоне от 0%об. (чистый инертный газ) до 100%об. (чистый водород), но предпочтительно использовать водород в концентрации, лежащей в диапазоне от 1 до 5,5%об. В качестве инертного газа особо предпочтительно использовать азот. Подходящие смеси водорода с азотом представлены на рынке под торговым наименованием Formiergas.

Продолжительность обработки в восстанавливающей и/или в основном свободной от кислорода газовой атмосфере предпочтительно составляет от 1 до 5 часов, особо предпочтительно, от 2 до 3 часов.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения печь после загрузки в нее одного или нескольких графитовых электродов закрывают и сначала продувают описанной газовой атмосферой при комнатной температуре, пока остаточная концентрация воздуха не станет ниже 25%об., предпочтительно, 5%об., а особо предпочтительно, 1%об. Затем печь, продолжая ее продувать, нагревают до назначенной температуры и оставляют при этой температуре на время выбранной продолжительности обработки, продолжая продувку. Затем, продолжая продувать объем печи газом, ее охлаждают, а когда температура опускается ниже 100°C, предпочтительно, ниже 50°C, извлекают содержимое печи.

Графитовые электроды, покрытые по способу согласно изобретению, прекрасно годятся для получения хлора и водорода посредством электролиза соляной кислоты.

Следовательно, еще одним объектом изобретения является применение графитовых электродов, покрытых благородным металлом, которые получают способом по изобретению, в качестве электродов (катодов и/или анодов) при получении хлора и водорода посредством электролиза соляной кислоты.

Концентрация HCl при электролизе соляной кислоты с использованием покрытых согласно изобретению графитовых электродов может составлять от 5 до 36%масс. Как правило, используют кислоту в концентрации 10-30%масс. Предпочтительна концентрация HCl в диапазоне от 15 до 25%масс.

Электролиз соляной кислоты соляной кислоты с использованием покрытых согласно изобретению графитовых электродов обычно проводят при температуре от 30 до 100°C, предпочтительно, от 50 до 100°C, особо предпочтительно, от 70 до 90°C.

Для получения графитовых электродов с покрытием согласно изобретению предпочтительно используют электродный графит (graphite for technical electrolytic processes), например, тип графита производства фирмы Graphite COVA GmbH, Rothenbach с качеством АХ или графит, распространяемый фирмой SGL Carbon GmbH, Meitingen, с качеством HL, ML или AL. Подобные, особо пригодные сорта графита обычно обладают собственной пористостью (накопленным объемом пор) от 12 до 23%, удельное сопротивление составляет от 5,0 до 12,5 мкОм, кажущаяся плотность (bulk density), от 1,60 до 1,80 г/cm³, а содержание золы не превышает 0,1%.

Чтобы улучшить отвод образующихся при электролизе газов (анод: хлор, катод: водород) поверхность графитовых электродов можно структурировать, например, посредством нанесения на поверхность графитовых электродов надрезов шириной от 1 мм до 3 мм, расположенных на расстояниях от 3 до 7 мм, с глубиной от 10 до 30 мм. В случае графитовых электродов со структурированной поверхностью новый способ покрытия особо целесообразен ввиду высокой равномерности покрытия.

Диафрагмы, предпочтительно используемые для разделения анодного и катодного пространства в диафрагменном электролизе, предпочтительно состоят из ПВХ-ткани, смесовой ткани из ПВХ и ПВДФ (поливинилиденфторида) или из ткани из ПВДФ.

В качестве альтернативы можно также использовать мембраны из полифторсульфоновых кислот (например, мембраны производства фирмы DuPont, тип Nafion® 430).

Соляная кислота, предпочтительно используемая в электролизе с графитовыми электродами, имеющими покрытие согласно изобретению, образуется, например, в синтезе органических соединений, например, полиизоцианатов. Оказалось целесообразно до поступления в электролизные ячейки освобождать соляную кислоту от загрязнений, в частности, органических загрязнений. Для этого соляную кислоту обрабатывают активированным углем. В качестве альтернативы возможна обработка озоном или экстрагентами. Неорганические загрязнения можно удалять с помощью ионообменного способа.

Ниже дано подробное пояснение изобретения на основе примеров.

Примеры

Пример 1 (контрольный пример)

В электролитной ячейке с диафрагмой из ПВХ с двумя не имеющими покрытия графитовыми электродами (COVA тип АХ-20), в каждом случае с площадью 100 мм×100 мм, толщиной 60 мм и четырнадцатью выступами шириной 5 мм, структурированными 13 надрезами шириной ок. 2 мм и глубиной 19 мм провели электролиз соляной кислоты. Оборот соляной кислоты в обоих электродных пространствах в контуре циркуляции с перекачкой составил 6 л/ч. Расстояние между поверхностями вертикально расположенных катода и анода составило 5 мм, причем прорези были расположены вертикально. Корпус ячейки состоял из пластмассы, устойчивой к воздействию кислоты и хлора. Катод и анод были закреплены в корпусе ячейки с уплотнением с помощью токоподводящих винтов. Половины ячейки были разделены диафрагмой из ПВХ. Перекачку электролита можно было осуществлять в обеих половинах ячейки, варьируя оборот от 2 л/ч до 10 л/ч. В эти контуры с помощью дозирующих насосов ввели свежую 30%-ную соляную кислоту так, чтобы затем в электролитных камерах установилась концентрация соляной кислоты ок. 20%масс. Газообразные продукты и обедненные электролиты покидают ячейку через отделители жидкости и газа. С помощью источника питания установили силу тока 50 А и, следовательно, плотность тока 5 кА/м². Устанавливающийся потенциал ячейки снимали двумя графитовыми наконечниками, в каждом случае изолированными в подводе, с передних краев электродов.

После установочного периода в 5 суток потенциал ячейки составлял 1,97 вольт при температуре 75°C

Затем диафрагму из ПВХ заменили ни ионообменную мембрану типа Nafion® 430 производства фирмы DuPont. После установочного периода в 7 суток потенциал ячейки составлял 1,99 вольт при температуре 81°C.

Пример 2 (контрольный пример)

0,286 г иридия (IV) хлорида гидрата (IrCl₄.H₂O, содержание Ir 52,23%масс.) растворили в 1,245 мл 1,2-этандиола. Весь этот раствор равномерно нанесли кисточкой на 14 поверхностей выступов (каждая 5 мм×100 мм) графитового электрода той же структуры и размера, что и в примере 1. Количество нанесенного иридия составило 15,0 г/м² из расчета на геометрическую площадь графитового электрода (100 мм×100 мм). По прошествии примерно 15 минут сторону, обработанную раствором (впоследствии - катодную сторону в электролизе), нагревали в пламени пропан-бутановой газовой горелки на протяжении 5 минут, причем по прошествии этого времени была достигнута температура 450°C, и причем пластину разместили под горелкой еще до включения последней. После охлаждения до температуры ниже 90°C поверхности выступов графитового электрода равномерно покрыли 1,245 мл 1,2-этандиола (без добавления металла) и сразу после этого (без паузы) повторили нагрев. Графитовую пластинку встроили в качестве катода в описанную в примере 1 электролитную ячейку. При обороте электролита в 6 л/ч и использовании диафрагмы из ПВХ установился неизменный на протяжении 8 суток потенциал в 1,77 вольт при плотности тока 5 кА/м² и температуре 75°C.

Пример 3 (согласно изобретению)

0,289 г иридия (IV) хлорида гидрата (IrCl₄.H₂O, содержание Ir 52,23%масс.) растворили в 1,512 г деионизированной воды. Весь этот раствор равномерно нанесли кисточкой на 14 поверхностей выступов (каждая 5 мм×100 мм) графитового электрода той же структуры и размера, что и в примере 1, получив загрузку иридием 15,0 г/м² из расчета на геометрическую площадь графитового электрода (100 мм×100 мм). Затем покрытый таким образом электродный блок сразу обработали в вертикально стоящей трубной печи, имеющей внутренний диаметр 15 см и внутренний объем ок. 5 л, причем сначала электродный блок продули при комнатной температуре газовой смесью, состоящей из 5%об. водорода и 95%об. азота с объемным потоком газа 50 л/ч на протяжении 30 минут. Затем печь со скоростью ок. 10°C/мин нагрели до 250°C, и обрабатывали электродный блок в прежнем потоке газа на протяжении 3 часов. После этого нагрев печи выключили и охладили электродный блок при неизменном потоке газа. В течение примерно 3 часов температура печи опустилась ниже 100°C, и ток газа был прекращен, причем закрытая печь в течение ночи охладилась до температуры ниже 50°C, и лишь затем ее открыли для извлечения электрода.

Изготовленный таким образом графитовый электрод встроили в качестве катода в описанную в примере 1 электролитную ячейку. При обороте электролита в 6 л/ч и использовании диафрагмы из ПВХ на пятый день работы установился потенциал ячейки, равный 1,59 вольт при плотности тока 5 кА/м² и температуре 75°C. Эксперимент продолжали, проводя отключения и варьируя плотность тока и температуру, до длительности 150 суток, причем снижения качества не наблюдали.

Пример 4 (согласно изобретению)

0,289 г иридия (IV) хлорида гидрата (IrCl₄.H₂O, содержание Ir 52,23%масс.) растворили в 1,525 г деионизированной воды и, как в примере 3, нанесли на поверхности выступов графитового электрода. Последующую обработку в печи также проводили, как описано в примере 3, с той единственной разницей, что печь нагрели до температуры 450°C, а продолжительность обработки при этой температуре составила 2 часа.

Изготовленный таким образом графитовый электрод встроили в качестве катода в описанную в примере 1 электролитную ячейку. При обороте электролита в 6 л/ч и использовании диафрагмы из ПВХ на восьмой день работы установился потенциал ячейки, равный 1,73 вольт при плотности тока 5 кА/м² и температуре 74°C. Эксперимент продолжали, проводя отключения и варьируя и температуру, до длительности 45 суток, причем снижения качества не наблюдали.

Пример 5 (согласно изобретению)

0,190 г рутения (III) хлорида гидрата (RuCl₃*H₂O, содержание Ru 40,07%масс.) и 0,143 г иридия (IV) хлорида гидрата (IrCl₄.H₂O, содержание Ir 52,23%масс.) растворили в 1,504 г деионизированной воды. Весь этот раствор равномерно нанесли кисточкой на 14 поверхностей выступов (каждая 5 мм×100 мм) графитового электрода той же структуры и размера, что и в примере 1, получив загрузку рутением 7,6 г/м² и иридием 7,5 г/м² из расчета на геометрическую площадь графитового электрода (100 мм×100 мм).

Обработку в печи проводили аналогично примеру 3.

Изготовленный таким образом графитовый электрод встроили в качестве катода в описанную в примере 1 электролитную ячейку. При обороте электролита в 6 л/ч и использовании ионообменной мембраны Nafion® 430 на пятый день работы установился потенциал ячейки, равный 1,66 вольт при плотности тока 5 кА/м² и температуре 67°C.

1. Способ получения графитовых электродов с покрытием преимущественно из благородного металла для электролитических процессов, особенно для электролиза соляной кислоты, включающий нанесение на поверхность графитового электрода раствора соединения благородного металла, удаление растворителя и температурную обработку полученного графитового электрода, отличающийся тем, что температурную обработку осуществляют в присутствии восстанавливающих и/или в основном не содержащих кислорода газов при температуре от 200 до 450°C, при этом в качестве растворителя используют воду.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соединения благородного металла используют по меньшей мере одно соединение из следующего ряда: соединения иридия, рутения, родия, платины или палладия, в особенности соль неорганической или органической кислоты или комплексное соединение сами по себе или в любой смеси.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соединения благородного металла используют галогенид, ацетат, оксалат, нитрат или пентандионат иридия, рутения, родия, платины или палладия, предпочтительно галогенид указанных благородных металлов.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве соединения благородного металла используют хлорид иридия, рутения, родия, платины или палладия, предпочтительно хлорид иридия, особо предпочтительно IrCl₃, или IrCl₄, или смесь IrCl₃ и IrCl₄.

5. Способ по 1, отличающийся тем, что образованное покрытие содержит от 5 до 40 г/м², предпочтительно от 7,5 до 20 г/м² благородных металлов в расчете на площадь графитовых электродов.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку электродов осуществляют в присутствии восстанавливающих и/или в основном не содержащих кислорода газов при температуре от 250 до 350°C.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что газы представляют собой смесь химически инертного газа, в частности азота или благородного газа, с водородом.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что содержание водорода в газовой смеси находится в пределах от 1 до 5,5%об.

9. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что продолжительность термообработки в восстанавливающей и/или в основном свободной от кислорода газовой атмосфере составляет от 1 до 5 ч, предпочтительно от 2 до 3 ч.

10. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что доля кислорода в газе для термообработки составляет не более 5 об.%, предпочтительно не более 3 об.%, особо предпочтительно не более 1 об.%.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что доля кислорода в газе для термообработки составляет не более 5 об.%, предпочтительно не более 3 об.%, особенно предпочтительно не более 1 об.%.

Предложен катод для выделения водорода в электролитической ячейке, содержащий металлическую основу и покрытие, состоящее из чистого оксида рутения. Предлагаемый катод обеспечивает улучшение рабочих характеристик и увеличение срока службы электролизера при неустойчивом и периодическом снабжении энергии, таком как от солнечных батарей; также описан способ нанесения покрытия на металлическую основу.

Электрохимический способ синтеза полианилина, легированного металлом // 2505558

Изобретение относится к электрохимическому способу синтеза полианилина, легированного металлом, включающему приготовление раствора с концентрацией компонентов: серная кислота 0,5-1,5 моль/дм3, анилин 0,1-0,4 моль/дм3, соли переходных металлов 0,1-1,0 моль/дм3, проведение электролиза при температуре 10-30°С с использованием рабочего электрода и вспомогательного электрода, при этом на стадии приготовления раствора дополнительно вводят 0,1-0,5 моль/дм3 аминоуксусной кислоты или 0,1-0,5 моль/дм3 динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, в качестве солей переходных металлов применяют сульфаты переходных металлов, в качестве рабочего и вспомогательного электродов используют электроды из нержавеющей стали, электролиз проводят при постоянной плотности тока 1-10 мА/см2, а после стадии электролиза полученный полианилин, легированный металлом, обрабатывают щелочным раствором с рН 8-10.

Способ получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля на переменном токе // 2503748

Изобретение относится к способу получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля. Способ получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля включает электролиз в 17 М растворе гидроксида натрия на переменном синусоидальном токе частотой 20 Гц с никелевыми электродами.

Электролизер для получения водорода и кислорода из воды // 2501890

Изобретение относится к устройствам для получения водорода и кислорода электролизом воды. Электролизер включает корпус, размещенные в нем последовательно соединенные между собой ячейки, состоящие из катода, анода, размещенной между ними газозапорной мембраны, насосы для циркуляции щелочного электролита, емкости с щелочным электролитом, систему подачи воды, устройство для отделения кислорода от паров воды и щелочи и устройство для отделения водорода от паров воды и щелочи.

Электролизер // 2501889

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности, к конструкциям электролизеров колонного типа для синтеза органических дисульфидов путем окисления меркаптанов.

Способ электролиза с управлением процессом электрохимической обработки водных растворов // 2500838

Изобретение относится к способу электролиза с управлением процессом электрохимической обработки водных растворов, который может быть использован для получения дезинфицирующих и моющих растворов, а также для обработки питьевой воды, бытовых и промышленных сточных вод.

Многоэлементный матричный фильтр-прессный электролизер воды // 2500837

Изобретение относится к технике электролитического получения водорода и кислорода в электролизерах воды и может быть использовано в топливных элементах, применяющихся в космических, подводных аппаратах, в наземном транспорте и в других устройствах.

Способ электрохимической обработки воды и устройство // 2500625

Изобретение относится к способу электрохимической обработки воды дезинфектантами, который может быть использован для обработки питьевой воды, бытовых и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов.

Раствор противовирусной композиции и способ его получения // 2499601

Изобретение относится к раствору противовирусной композиции и к способу его получения. Раствор противовирусной композиции содержит комплексное серебро, глицин, комплексно связанный с серебром, глицинат натрия и воду в определенных соотношениях.

Способ получения водорода // 2497748

Изобретение относится к области химии. Для получения водорода проводят реакцию паровой каталитической конверсии углеродсодержащей жидкости с получением продуктов реакции, содержащих водород.

Зарядное устройство для водородных аккумуляторов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования (алюминий, титан, магний) // 2505739

Изобретение относится к зарядным устройствам аккумуляторов водорода и может быть использовано для зарядки указанных аккумуляторов водородом. Зарядное устройство для водородных аккумуляторов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования (алюминий, титан, магний), выполнено из стабилизированного источника электрического тока (1), проводов (2), электролизера (3) и аккумуляторов (4) водорода на основе гидрида алюминия (титана или магния) (5), при этом в электролизере (3) расположен электролит (6) из угольной кислоты H2CO3 в дистиллированной воде, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга аккумулятора (4) без внешних корпусов со свободным проникновением электролита (6) в структуру аккумулятора (4) из гидрида металла (5), причем один аккумулятор (4) подсоединен к катоду (7), а второй аккумулятор (8) - к аноду (9), причем на крышке (10) зарядного устройства расположена вертикальная труба (11) с клапаном сброса (12) излишнего давления, создаваемого продуктами электролиза. Образование гидридов в структурах металлов в электролизере под действием теплового поля является техническим результатом заявленного изобретения. 1 ил.

Способ определения максимальной производительности разложения воды и устройство для его осуществления (водородная ячейка) // 2506349

Изобретение относится к способу увеличения производительности разложения воды. Способ включает разложение воды под действием резонансного электромагнитного поля и характеризуется тем, что разложение воды происходит под действием двух резонансных контуров, в которых вектора напряженностей электрического поля первого контура и напряженности магнитного поля второго контура также как вектор напряженности электрического поля второго контура и вектор напряженности магнитного поля первого контура действуют на воду одновременно. Причем вектора напряженности магнитных полей совпадают и направлены перпендикулярно векторам электрических полей, при этом в результате изменения диэлектрической проницаемости водяного конденсатора производится подстройка контуров на работу в резонансном режиме, которая заключается в предварительной подгонке индуктивных сопротивлений контуров до их резонансных значений, определяемых по максимальной производительности выделяемых газов, с последующим использованием полученных результатов в серийном производстве. Также изобретение относится к устройству (водородной ячейке). Использование настоящего изобретения позволяет повысить производительность разложения воды. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ лечения абдоминального ожирения // 2506943

Изобретение относится к медицине, а именно к эндокринологии и физиотерапии, и может быть использовано для лечения абдоминального ожирения. Для этого осуществляют криомассаж проблемных зон криопакетом объемом 300-500 мл при температуре -21--23°C со стабильной вибрацией по 5-10 с двукратно по 3-5 минут с паузой между циклами 1-2 минуты. Дополнительно проводят циркулярный душ длительностью 4-6 минут температурой 36-37°C в течение 5-10 сеансов. Кроме того, проводят жемчужную ванну с подводным массажем и подачей озона в течение 20-25 минут. Также осуществляют ультразвуковое воздействие на проблемные зоны с параметрами частота импульсов/коэффициент заполнения импульсов 90-100 Гц/90-100% и интенсивностью 0,7-1,0 Вт/см2 по 3-4 минуты на одно поле 10-15 процедур в течение 4-10 минут частотой 14-180 Гц. Способ обеспечивает повышение эффективности лечения за счет выбранного режима воздействия, способствующего достижению положительной динамики клинической симптоматики и биохимических показателей крови. 3 пр.

Электролизер для получения водорода и озон-кислородной смеси // 2507313

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к конструкции электролизеров для получения водорода и озон-кислородной смеси, и может найти применение для нужд энергетики (охлаждение водородных генераторов на ТЭЦ, ГРЭС и АЭС), электроники (очистка поверхности полупроводниковых пластин). Электролизер для получения водорода и озон-кислородной смеси содержит анод и катод цилиндрической формы, расположенные коаксиально и скрепленные сверху и снизу фторопластовыми деталями, обеспечивающими подачу электролита и отвод электролита и газа, при этом корпусом служит катод, а анод расположен внутри катода. Анод выполнен в виде электропроводящей никелевой трубы со стеклоуглеродным покрытием, катод изготовлен из нержавеющей стали с никелевым покрытием или никеля, в качестве охлаждающей жидкости используют электролит, при этом электролизер связан с насосом, рефрижератором, емкостью с рабочим электролитом, дозирующим насосом, емкостью с концентратом электролита и деионизированной водой, а также с блоком анализа качества электролита. Технический результат - упрощение конструкции электролизера, увеличение удельной производительности, снижение материалоемкости, обеспечение надежности, простоты монтажа и эксплуатации. 2 ил.

Установка для электролиза воды под давлением и способ ее эксплуатации // 2508419

Изобретение относится к установке для электролиза воды под давлением, состоящей из электролизера с линией подачи воды, подключенного к блоку питания, который электрически связан с блоком управления, подключенных к электролизеру по линиям водорода и кислорода ресиверов для накопления водорода и кислорода с установленными на них датчиками давления водорода и кислорода, электрически связанных с блоком управления, клапанов выдачи водорода и кислорода из установки, расположенных на линиях водорода и кислорода, каждый ресивер снабжен линией заправки воды, линией слива воды и датчиком количества воды, при этом на линиях заправки и слива воды установлены клапаны, а датчики количества воды и клапаны на линиях слива воды электрически связаны с блоком управления. Изобретение также относится к способу эксплуатации установки для электролиза воды под давлением, который состоит в подаче воды и электрического тока в электролизер, накоплении водорода и кислорода в ресиверах, контроле параметров процесса, выравнивании давлений газов и последующей выдаче полученных газов потребителю, при этом перед началом цикла работы ресиверы водорода и кислорода заполняют водой от 15% до 30% объема соответствующего ресивера, а в процессе работы контролируют количество воды, регистрируют давление водорода и кислорода и в случае превышения допустимого перепада давлений водорода и кислорода производят слив воды из того ресивера, где давление газа выше, до выравнивания давлений в ресиверах. Техническим результатом изобретения является повышение экономичности установки на 15-20 процентов за счет исключения потерь газов, а также повышение безопасности ее эксплуатации за счет исключения возможности смешения газов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для газопламенных работ // 2508970

Изобретение относится к технологическим процессам обработки металлов, а более конкретно к устройствам для выполнения газопламенных работ типа пайки, сварки, резки металлов c использованием электрохимических способов получения гремучего газа для выполнения этих работ. Устройство содержит горелку, гидрозатвор, электролизер для выделения водорода и кислорода с получением гремучего газа, блок питания, трубопровод. Электролизер выполнен в виде батареи, составленной из отдельных, последовательно подключенных электролизных ячеек. Полюса батареи подключены к противоположным по знаку полюсам блока питания. В качестве отдельной электролизной ячейки использована отработавшая свой ресурс и предварительно разряженная банка железоникелевого щелочного аккумулятора. Ячейки снабжены выходными патрубками для отвода полученного гремучего газа, связанными с трубопроводом, соединенным с гидрозатвором. В гидрозатворе для коррекции состава пламени использована водная эмульсия с углеводородными соединениями, кроме того, гидрозатвор снабжен отделителем капель от газовой смеси. Устройство является более простым и дешевым. 2 ил.

Электрод озонаторной установки и способ его изготовления // 2509180

Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для использования в производстве озонаторных установок. Электрод озонаторной установки представляет собой полую цельнопаяную конструкцию, состоящую из двух одинаковых мембран с диэлектрическим барьером на внешней поверхности; внешнего и внутреннего проставочных колец, определяющих высоту электрода; теплообменной насадки, размещенной в полости электрода для повышения эффективности охлаждения его рабочих поверхностей при синтезе озона; штуцеров для подвода и отвода теплоносителя, диаметрально расположенных на внешнем кольце. Мембраны, изготовленные из металла или сплава с вентильными свойствами, имеют форму диска с центральным отверстием и отбортовкой по внешнему и внутреннему диаметрам, выполненной для формирования электрического разряда в пределах активных зон электрода. Тепловой контакт внутренних поверхностей мембран с насадкой и проставочными кольцами, а также герметичность электрода обеспечивают вакуумной пайкой. Подготовку поверхности деталей к пайке и их защиту от окисления производят в экологически чистых растворах. Сборку и пайку конструкции осуществляют в сборочно-паяльном приспособлении, изготовленном из металла с более низким по сравнению с материалами электрода температурным коэффициентом линейного расширения. В процессе нагрева конструкции при температуре ниже температуры плавления припоя осуществляют терморихтовку плоских поверхностей электрода за счет направленного термического удлинения проставочных колец и ребер насадки, чем достигается эквидистантность разрядного промежутка электродов при их сборке. Одновременно при соответствующих температурах производят гомогенизацию металла и вакуумное травление рабочих поверхностей электрода для последующего создания на них диэлектрического барьера. Диэлектрический барьер формируют электрохимическим путем в виде оксидной пленки. После образования на рабочих поверхностях электродов барьерного слоя производят их сборку совместно с дистанцирующей прокладкой для создания заданного разрядного промежутка. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для получения водорода из воды (варианты) // 2509719

Изобретение относится к области химии. Согласно первому варианту для получения водорода железные стержни изолируют от стенок реактора 1 и подают на них высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор 1 заземляют и заполняют водой до образования разряда между железными электродами и поверхностью воды. Согласно второму варианту плоский горизонтальный охлаждаемый электрод 18 изолируют от стенок реактора 1 и подают на него высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор заземляют, внутри реактора устанавливают вертикально тонкостенные трубы 23 из железа с устройством 24 перемещения, уменьшают расстояние между тонкостенными трубками и плоским электродом 18 до образования разряда. Через тонкостенные трубки подают водяной пар. Изобретение позволяет повысить чистоту водорода, снизить затраты энергии. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Система и способ производства химической потенциальной энергии // 2509828

Настоящее изобретение относится к системе и способу производства химической потенциальной энергии и может быть использовано в производстве эффективного топлива, которое можно было бы использовать в чистых энергетических процессах, при которых не образуются и не выделяются парниковые газы и другие загрязнители окружающей среды. Система диссоциации газов включает сепаратор газовых компонентов, источник электронов, выполненный с возможностью испускания электронов, генератор электрического поля, анод и промежуточный электрод. Катод представляет собой термоионный катод. Генератор имеет энергию, достаточную для диссоциации молекул реагирующих газов. Анод расположен от катода на предварительно заданном расстоянии, ограничивающем реакционную газовую камеру. Газовая камера выполнена с возможностью вызывать взаимодействие между электронами и молекулами реагирующего газа. Промежуточный электрод расположен рядом с сепаратором и катодом. Промежуточный электрод выполнен с возможностью диссоциации молекул посредством электролиза на поверхности сепаратора с образованием продуктов. Молекулы реагирующего газа являются по меньшей мере молекулами одного из CO2 и H2O. Продуктами являются O2 и по меньшей мере один из CO и H2. Кроме того, способ диссоциации молекул газа включает подачу молекул реагирующих газов в реактор. Реактор содержит катод, анод и сепаратор между анодом и катодом. По способу создают электрическое поле между анодом и катодом, имеющее энергию, достаточную для диссоциации реагента и для восстановления молекул реагирующих газов с помощью электролиза. Способ также включает нагревание источника электронов, включающего термоионный катод, для высвобождения из него свободных электронов. Затем происходит разделение O2 и молекул других продуктов и выпуск молекул продукта. Молекулы газа являются по меньшей мере молекулами одного из CO2 и H2O. Продукт состоит из O2 и по меньшей мере одного из CO и H2, либо смеси CO и H2. Техническим результатом изобретений является обеспечение низкозатратного высоэффективного цикла, который может быть использован в крупном масштабе для получения топлива без выброса CO2 в окружающую среду. 5 н. и 62 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ производства хлора, каустической соды и водорода // 2509829

Изобретение относится к способу производства хлора, гидроксида щелочного металла и водорода и устройству с компьютерным управлением для осуществления заявленного способа, при этом способ включает следующие стадии: (а) приготовление рассола путем растворения источника хлорида щелочного металла в воде; (b) удаление из рассола, полученного на стадии (а), щелочного осадка в присутствии пероксида водорода или в присутствии, самое большее, 5 мг/л активного хлора посредством фильтра из активированного угля и получение готового рассола; (с) обработка, по меньшей мере, части готового рассола, полученного на стадии (b), на стадии ионообмена; (d) обработка, по меньшей мере, части рассола, полученного на стадии (с), на стадии электролиза; (е) выделение, по меньшей мере, части хлора, гидроксида щелочного металла, водорода и рассола, полученных на стадии (d); (f) обработка, по меньшей мере, части рассола, полученного на стадии (е), на стадии обесхлоривания, осуществляемой в присутствии пероксида водорода; и (g) рециркулирование, по меньшей мере, части обесхлоренного рассола, полученного на стадии (f), на стадию (а). Технический результат заключается в обеспечении экономически целесообразного способа производства хлора, автоматизированного до такой степени, что оно пригодно для дистанционного управления и требует минимального непосредственного внимания и поддержки. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.