Способы получения водорода из воды и преобразования частоты, устройство для осуществления первого способа (водородная ячейка)

Авторы патента:

C25B1/02 - 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 2521868:

Багич Геннадий Леонидович (RU)

Изобретение относится к водородной энергетике. Технический результат состоит в получении водорода разложением воды с увеличением частоты периодического воздействия напряженностей электрических полей на воду. Способ получения водорода из воды включает разложение воды под действием двух электромагнитных резонансных полей, вектора напряженностей электрических полей которых поочередно меняют направление на 180 градусов при постоянно направленной перпендикулярно им суммарной напряженности магнитных полей от индуктивности контуров. Водородная ячейка содержит два колебательных контура, конденсаторные пластины (13, 14) которых перфорированы таким образом, что пластины первого конденсатора (13) взаимодействуют через отверстия в пластине второго конденсатора (14) и, наоборот, пластины второго конденсатора (14) взаимодействуют через отверстия в пластине (13) первого. Индуктивности (11, 12), имеющие противоположную намотку, расположены между обкладками конденсаторов. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике получения водорода из воды (водородной энергетике) электролизом и может быть использовано в качестве узла для преобразования тепловой энергии при сжигании водорода в механическую.

Известно изобретение (см. патент России №2456377), где разложение воды происходит под действием резонансного электромагнитного поля, частота n-ой гармоники которого приближается к собственной частоте воды. Из изложенного видно, что на молекулу воды действуют только линейные силы, что снижает производительность разложения на единицу потребляемой мощности, кроме того, частота воздействия на воду далека от резонансной частоты воды.

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности, отнесенной к единице конечного продукта.

Указанная цель достигается тем, что на молекулу воды попеременно действуют две противоположно направленные силы, вызываемые напряженностями электрических полей при постоянно направленной перпендикулярно им напряженности магнитного поля (см. фиг. 3). Как видим из схемы, на молекулу воды кроме линейных сил попеременно действуют с высокой частотой два противоположно направленных момента, еще более усиливая реакцию распада молекулы воды. На фиг. 4 и фиг. 1 изображено устройство (водородная ячейка), реализующее предлагаемый способ. Водородная ячейка состоит из двух колебательных контуров, содержащих конденсаторы C1, C2 и индуктивности И1 и И2, на которые подаются напряжения U1 и U2, представляющие собой высоковольтные выпрямленные напряжения импульсной формы, например синусоидальной, сдвинутые относительно друг друга на 90 градусов. При подаче таких напряжений на два колебательных контура и размещении индуктивностей между пластинами конденсаторов создается возможность изменять направление вектора напряженности электрического поля на 180 градусов, не изменяя при этом суммарное однонаправленные направления векторов напряженностей магнитных полей за счет противоположных намоток индуктивностей. Согласно фиг. 4 водородная ячейка состоит из конденсаторных пластин 13 конденсатора C1, конденсаторных пластин 14 конденсатора C2. Конденсаторные пластины перфорированы таким образом, чтобы обеспечить емкостную функцию, т.е. пластины одного конденсатора взаимодействуют друг с другом через отверстия конденсаторной пластины другого конденсатора, и наоборот. Между конденсаторными пластинами с некоторым сдвигом расположены индуктивности 11 и 12, представляющие собой плоскостные катушки, между витками которых имеются отверстия 9 и 10 для выхода кислорода и водорода. Все перечисленные элементы залиты диэлектриком. Конденсаторные пластины с целью увеличения передаваемой электрической энергии заливаются диэлектриком с большим значением диэлектрической проницаемости, например сополимером. Отверстия 16 и 17 служат для отвода газов. Для нейтрализации ионов кислорода служит металлическая сетка 15, заряженная положительно, а для нейтрализации ионов водорода служит металлическая сетка 16, заряженная отрицательно. Для протока воды служат отверстия 7 и 8. Изображенная на фиг. 4 водородная ячейка может иметь любую форму, например параллелепипеда, или являться сечением тора. Работа ячейки заключается в том, что при подаче на контуры напряжения и обеспечив через отверстия 7, 8 проток воды она начинает разлагаться на водород и кислород, которые, последовательно проходя через отверстия 9 и 10 индуктивностей, нейтрализуются и через выходные отверстия выходят по своему назначению.

Как известно, резонансная частота воды равна 1,87×10¹⁴ Гц. Это та частота, при которой требуется минимальное количество электроэнергии для разложения единицы объема воды на кислород и водород. На фиг. 2 изображен блок питания, выходная частота которого максимально приближается к резонансной частоте воды. Блок содержит индуктивности 1 и 2, намотанные в противоположные стороны и образующие при входном напряжении U противоположные по знаку синусоиды. Индуктивности 1 и 2 имеют магнитные связи соответственно с плоскостными парными катушками 3, 4 и 5, 6, вырабатывающими положительные и отрицательные выходные импульсы, причем катушки 4, 6 сдвинуты по фазе, например, на 20 градусов по отношению к катушкам 3, 5. А сдвиг по фазе между парами катушек 3 и 4, 5 и 6 составляет, например, 40 градусов. Вся группа катушек индуктивности 2 сдвинута по фазе по отношению катушек индуктивности 1, например, на 40 градусов. Иными словами катушки 3 вырабатывают ЭДС одного знака, а катушки 4 - противоположного. Поэтому промежуток времени между катушками 3-4 - это время прохождения, например, положительных импульсов. Аналогично происходит с катушками 5-6, только образованные ими импульсы имеют противоположную полярность и образованы во временном диапазоне между 4 и 3 катушками.

Преимущество устройства в сравнении с прототипом состоит в том, что на единицу затрачиваемой энергии производится больше конечного продукта за счет интенсификации воздействия на молекулу воды разрушающих сил и увеличения частоты воздействия этих сил.

Предлагаемое изобретение может найти самое широкое применение - от электростанций различной мощности, как стационарных, так передвижных, что будет способствовать сокращению высоковольтных линий электропередач. Применение изобретения для транспортных средств из-за идеальной экологической чистоты позволит резко оздоровить климат на Земле.

1. Способ получения водорода из воды, включающий разложение воды на водород и кислород, отличающийся тем, что разложение воды на кислород и водород происходит под действием двух электромагнитных полей, векторы напряженностей электрических полей которых поочередно меняют направление на 180 градусов при постоянно направленной перпендикулярно им суммарной напряженности магнитных полей.

2. Водородная ячейка, содержащая два колебательных контура, конденсаторные пластины которых перфорированы таким образом, что пластины первого конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине второго конденсатора и, наоборот, пластины второго конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине первого, а индуктивности, имеющие противоположную намотку, расположены между обкладками конденсаторов.

Изобретение относится к области химии. Реактор 1 для получения водорода содержит корпус 2, патрубок 10 для подачи воды, патрубок 11 для выхода водорода и патрубок 12 для удаления продуктов реакции водного окисления.

Способ преобразования солнечной энергии в химическую и аккумулирование ее в водородсодержащих продуктах // 2520475

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, в системах производства топлива для транспорта и в стационарных энергоустановках. Способ преобразования солнечной энергии в химическую и аккумулирования ее в водородсодержащих продуктах включает производство биомассы с использованием солнечной энергии, которую подвергают реакции парокислородной каталитической конверсии с получением продуктов реакции, содержащих водород и диоксид углерода.

Активация катода // 2518899

Изобретение относится к способу активации катода в электролитической ячейке для получения хлората щелочного металла. Способ включает стадию, в которой проводят электролиз электролита, содержащего хлорид щелочного металла, в электролитической ячейке, в которой размещены по меньшей мере один анод и по меньшей мере один катод.

Материал электрода на основе железа для электрохимического получения водорода и способ его изготовления // 2518466

Изобретение относится к способу изготовления материала электрода для электрохимического получения водорода, который заключается в том, что на поверхность электрода наносят порошкообразную композицию Fe-C и осуществляют синтез нанокристаллических элементов Fe-C со средним размером в пределах 10-15 нм обработкой лазерными импульсами с длиной волны 1-1,5 мкм при плотности излучения 107-109 Вт/см2, скорости сканирования лазером 8-15 см/с, частоте импульсов 33-60 кГц в вакууме или в среде аргона, не доводя при этом процесс до плавления и появления карбида железа Fe3C.

Регенеративная электрохимическая система энергоснабжения пилотируемого космического аппарата с замкнутым по воде рабочим циклом и способ ее эксплуатации // 2516534

Изобретение относится к энергетике, к системе энергоснабжения космических аппаратов и напланетных станций. Электрохимическая система энергоснабжения космического аппарата с замкнутым по воде рабочим циклом включает электролизер воды и кислородо-водородный генератор, гидравлически связанные друг с другом через резервуар сбора воды и пневматически сообщающиеся с баллонами хранения водорода и кислорода, последний из которых соединен с системой обеспечения жизнедеятельности космического аппарата пневмомагистралью с запорным элементом, металло-водородный аккумулятор, имеющий штуцер для водорода, через который он соединен с баллоном хранения водорода пневмомагистралью с запорным элементом.

Электрохимический способ получения элементной серы из сероводорода в органических растворителях // 2516480

Изобретение относится к области органической химии, в частности, к способам получения элементной серы из сероводородсодержащих газов и газоконденсатных смесей, и может быть использовано на предприятиях химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и металлургической промышленности.

Электрохимическая модульная ячейка для обработки растворов электролита // 2516226

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки водных растворов и может быть использовано в процессах электрохимического получения различных химических продуктов путем электролиза водных растворов, в частности смеси оксидантов при электролизе водного раствора хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов.

Установка для получения продуктов анодного окисления растворов хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов // 2516150

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки водных растворов. Установка содержит электрохимический реактор, выполненный из проточных электрохимических снабженных корпусом модульных ячеек, каждая из которых содержит один или несколько вертикальных катодов и три или более анода.

Устройство и способ для получения газового водородно-кислородного топлива из воды (варианты) // 2515884

Изобретение относится к устройству получения газового водородно-кислородного топлива из воды методом электролиза, содержащем электролизер с двумя электродами и источник питания, электроды выполнены в виде двух, внешнего и внутреннего цилиндров с общей осью симметрии, внешний цилиндр совмещен с рубашкой водяного охлаждения электролизера и заземлен, а внутренний цилиндр выполнен в виде стакана с боковыми стенками и сплошным дном, закреплен на изоляторе внутри корпуса электролизера и имеет входное отверстие, совмещенное с отверстием в корпусе электролизера для подвода дистиллированной воды, выходной патрубок электролизера расположен осесимметрично относительно цилиндрических электродов за сплошным дном внутреннего цилиндрического электрода и снабжен рубашкой водяного охлаждения, а высокочастотный источник питания соединен через первый высокочастотный конденсатор с резонансным высокочастотным трансформатором Тесла с выходным напряжением 1-500 кВ, частотой 0,5-100 кГц, высоковольтный вывод которого через высоковольтный диод соединен с внутренним цилиндрическим электродом и с одной обкладкой второго высокочастотного конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с внешним цилиндрическим электродом.

Способ регенерации ионообменной мембраны // 2515453

Изобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к технологии получения хлора и гидроокисей щелочных металлов электролизом раствора хлорида щелочного металла в электролизере с синтетической ионообменной мембраной.

Способ электролиза водных растворов хлористого водорода или хлорида щелочного металла в электролизере и установка для реализации данного способа // 2521971

Заявленное изобретение относится к способу электролиза водных растворов хлористого водорода или хлорида щелочного металла. В процессе электролиза хлорида щелочного металла предложено использование катода, потребляющего кислород, для чего процесс протекает при высоком избытке кислорода. Необходимый для электролиза кислород обеспечивается устройством для разделения газов, например вакуумно-напорным циклическим безнагревным адсорбционным устройством (VPSA) или воздухоразделительным устройством. Согласно предложенному изобретению обогащенная кислородом газовая среда, образовывающаяся в результате указанного процесса, снова направляется в устройство для разделения газов как питающий газ. Таким образом, устройство для разделения газов работает с питающим газом, обогащенным кислородом, который, в свою очередь, направляется к катоду, где происходит расходование кислорода. Повышение экономичности процесса является техническим результатом заявленного изобретения.2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Способ изготовления графитированных изделий и устройство для его осуществления // 2522011

Изобретение относится к электродной промышленности и предназначено для использования при изготовлении графитированных изделий, в частности касается процесса пропитки различными веществами для устранения пористости. В способе изготовления графитированных изделий, преимущественно электродов, вакуумирование осуществляют поэтапно. Предварительно вакуумируют вспомогательную емкость разрежения. После этого емкость соединяют с автоклавом до уравновешения давления в емкости разрежения и автоклаве. Затем отсоединяют емкость от автоклава и доводят вакуумирование автоклава в автономном режиме до требуемого значения. Далее импрегнат подают в автоклав до полного его заполнения. После этого начинают процесс пропитки заготовок, создавая давление импрегната в автоклаве подачей сжатого газа в подпиточную емкость, заполненную импрегнатом до объема его расхода в автоклаве на пропитку пор в заготовках. Устройство для изготовления графитированных изделий, преимущественно электродов, снабжено вспомогательной емкостью разрежения, связанной с автоклавом и вакуум-насосом. Кроме того, устройство снабжено подпиточной емкостью с импрегнатом, связанной с автоклавом и нагнетательным насосом. Техническим результатом изобретения является сокращение производственного цикла, увеличение надежности, упрощение конструкции устройства и экологичности за счет утилизации вредных веществ производства. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ изготовления анодов // 2522061

Изобретение относится к области технологии изготовления металлооксидных анодов на основе титана с электрокаталитическим покрытием и может быть использовано в различных областях прикладной электрохимии при электролизе растворов широкого диапазона минерализации. Способ изготовления металлооксидного анода включает травление титановой основы в растворе кислоты с одновременной модификацией ее поверхности, формирование защитного подслоя титановой основы и нанесение электрокаталитического покрытия, при этом травление и модификацию поверхности титана проводят при введении в травильный раствор гидразинхлорида, а защитный подслой формируют из благородных металлов - иридия, платины. Гидразинхлорид вводят в травильный раствор в количестве 0,1-0,3 г/л. Изобретение позволяет повысить каталитическую активности анодов и их коррозионную стойкость благодаря обеспечению постоянства химического и фазового состава слоя на границе титановой основы и электрокаталитического покрытия. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ получения магнетита // 2524609

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения магнетита включает окисление железа при проведении электролиза. Процесс проводят в трехэлектродном двуханодном элетролизере, в который заливают 1M раствор гидроксида натрия и подключают ток. Напряжение составляет 10 B, катодная плотность тока на катоде из титана 0,2 A/см2, анодная плотность тока на аноде из Ст3 0,3 A/см2, а на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе - 0,1 А/см2. При этом происходит одновременное растворение анода из Ст3 и выделение кислорода на диоксидсвинцовом аноде на титановой основе. Изобретение позволяет получить магнетит без подачи воздуха для окисления железа, повысить чистоту продукта. 1 пр.

Бортовая электролизная установка космического аппарата // 2525350

Изобретение относится к оборудованию космических аппаратов (КА) и, в частности, к их энергодвигательным системам. Электролизная установка КА включает в себя твердополимерный электролизер, подключенный к системе электропитания КА, и систему водоснабжения. Последняя содержит циркуляционный насос, кислородный и водородный контуры циркуляции воды. Каждый из контуров включает в себя соответствующую полость электролизера и газоотделитель в виде центробежного сепаратора. Сепараторы соединены с общим электроприводом постоянного тока циркуляционного насоса. Этот электропривод подключен к системе электропитания КА последовательно с электролизером. Кислородный контур снабжен входной водяной магистралью с клапаном и в нем установлен теплообменник, подключенный к системе терморегулирования КА. Техническим результатом изобретения является стабилизация режима работы электролизера и повышение надежности бортовой электролизной установки. 1 ил.

Способ получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале // 2525543

Изобретение относится к способу получения нановискерных структур оксидных вольфрамовых бронз на угольном материале, в котором электролиз ведут в импульсном потенциостатическом режиме при перенапряжении 300 мВ в расплаве, содержащем 30 мол. % K2WO4, 25 мол. % Li2WO4 и 45 мол. % WO3, с использованием платинового анода, при этом электроосаждение ведут на катоде из угольного материала с высокой удельной поверхностью, перед подачей на электрод импульса перенапряжения катод пропитывают расплавом в течение времени, достаточного для пропитки, но недостаточного для активного выгорания углерода из угольного катода. Использование настоящего способа позволяет получить нановискерные структуры вольфрамовых бронз на угольном материале, которые могут использоваться как катализаторы с высокой активностью, обладающие технологическими свойствами для процессов органического и нефтехимического синтеза. 3 пр., 1 табл., 6 ил.

Способ получения жидкого средства для очистки воды // 2528381

Изобретение относится к способу получения жидкого средства для очистки воды. Способ включает электролиз водного раствора хлорида натрия в электролизере с неразделенными катодным и анодным пространствами и характеризуется тем, что электролиз осуществляют с использованием анода, изготовленного из алюминия или из сплавов алюминия. Использование предлагаемого способа позволяет расширить функциональные возможности получаемого средства. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ получения йодирующего агента // 2528402

Изобретение относится к способу, включающему в себя следующие стадии: a) электрохимическое окисление 1 моля исходного ICl в кислотном водном растворе с образованием промежуточного производного со степенью окисления йода, равной (III); b) реагирование упомянутого промежуточного производного с йодом и c) получение 3 молей ICl. Использование настоящего способа позволяет избежать отрицательных факторов, связанных с применением больших объемов хлора. 19 з.п. ф-лы, 7 пр., 3 ил.

Электродная масса для самообжигающихся электродов ферросплавных печей // 2529235

Изобретение относится к электродной промышленности и ферросплавного производства и может быть использовано при изготовлении самообжигающихся электродов ферросплавных рудовосстановительных печей. Электродная масса для самообжигающихся электродов включает антрацит, литейный кокс, каменноугольный пек и отходы кремнистых и хромистых ферросплавов. Изобретение позволяет повысить электропроводность и увеличить механическую прочность электродов, а также снизить расход применяемого кокса и каменноугольного пека и полезно использовать мелкие отходы ферросплавов. 2 табл.

Электролизер // 2530892

Изобретение относится к технике для электролиза воды, а именно к электролизеру, включающему корпус с электродами: анодом и катодом из электродных элементов в виде пластин, диэлектрическую прокладку между электродами, элементы для ввода рабочего раствора и вывода газов. Электролизер имеет несколько секций с электродами, при этом катод 1-й секции является общим для 2-й секции, а анод 2-й секции является общим для 3-й секции и т.д., при этом электродные элементы выполнены из нержавеющей стали и между ними расположена диэлектрическая прокладка толщиной 1-3 мм с зазорами для прохождения жидкости. 4 ил.