Способ получения и хранения атомарного водорода


 

C25B1/04 - 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 2570436:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к области химии и водородной энергетики и может быть использовано в энергетике и транспортном машиностроении. Способ получения и хранения атомарного водорода включает электролиз воды с использованием в электролизной ячейке медного анода и катода из сплава дюральалюминия, периодически активируемого электрическим током, воздействие на полученный водород магнитным полем с амплитудой магнитной индукции в диапазоне от 100 до 120 гаусс и пропускание атомарного водорода через нанодисперсный углерод, содержащий углеродные нанотрубки. Изобретение позволяет увеличить срок хранения атомарного водорода, а также повысить топливную эффективность и экологичность получения и хранения водорода. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам получения водорода и может быть использовано в водородной энергетике для получения, хранения и транспортировки водорода.

В настоящее время для промышленного получения водорода успешно используются такие технологические процессы, как конверсия метана, электролиз воды, паровая газификация угля, термохимическое разложение воды и др. Масштабное внедрение известных технологий в водородную энергетику требует комплексного решения проблем энергоэффективности, экологичности и безопасности получения, хранения и транспортировки водорода.

Теплотворная способность топлив, в частности водорода, хорошо известна и определяется запасенной в них химической энергией. Повысить теплотворную способность топлива возможно, если удается применять в качестве горючих и окислителей обычные химические элементы, но находящиеся не в молекулярной, а атомарной форме. В этом случае, например, для водорода тепловой эффект топлива возрастает с 3210 ккал/кг до 8960 ккал/кг. Если же сжечь атомарный водород с атомарным кислородом, то тепловой эффект составит уже 12200 ккал/кг. Эффект экзотермической реакции рекомбинации атомарного водорода в молекулярный также может быть использован при организации технологических процессов, однако это не может быть осуществлено до тех пор, пока не будет найден эффективный способ консервации водорода в атомарном состоянии.

Известен способ сорбции и хранения гелия или водорода (патент RU 2377176, МПК С01В 3/00 F17C 11/00, 22.08.2008), включающий получение водорода, использование микроконтейнеров для хранения водорода и введение в них водорода под давлением.

Недостатком известного способа является незначительная сорбционная способность алюмосиликатных микросфер и непригодность их для использования в качестве топлива.

Известен способ получения водорода (патент RU 2418738, МПК С01В 3/08, 17.09.2009), основанный на получении водорода при электровзрыве металлического проводника и взаимодействии продуктов испарения металлического проводника с молекулами воды при высоком давлении в магнитном поле.

Недостатком известного способа является низкая энергоэффективность получения водорода.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому способу получения и хранения атомарного водорода является принятый за прототип способ получения водорода (патент RU 2438966, МПК С01В 3/00, С25В 1/04, 06.04.2009), включающий электролиз воды с использованием в качестве анода медной пластины, а в качестве катода - сплава дюральалюминия, периодически активируемого электрическим током.

Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности консервации атомарного водорода для длительного хранения.

Задачей заявленного изобретения является получение и консервация атомарного водорода.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении продолжительности хранения атомарного водорода для его последующего использования.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в способе получения и хранения атомарного водорода, включающем электролиз воды с использованием в электролизной ячейке медного анода и катода из сплава дюральалюминия, периодически активируемого электрическим током, воздействуют на полученный водород магнитным полем с амплитудой магнитной индукции В в диапазоне от 100 до 120 гаусс и пропускают атомарный водород через нанодисперсный углерод, содержащий углеродные нанотрубки.

Схема устройства для реализации предлагаемого способа получения и хранения атомарного водорода показана на чертеже.

Устройство содержит корпус 1 электролизера 2 с электролитом 3, медным анодом 4 и катодом 5 из дюральалюминия (сплава Д16). Источник 6 тока в электролизере 2 снабжен блоком 7 активации процесса выделения водорода. Электролизер 2 имеет оборудование 8 подачи дюральалюминия, приемник 9 водорода и сборник 10 оксида алюминия (Al2O3). Устройство содержит также трубопровод 11, электромагнит 12, блок управления 13 магнитной индукцией, аккумулятор атомарного водорода 14 с углеродными нанотрубками и регулятор давления 15.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Водород получают при разложении воды в электролизере 2 с использованием в качестве анода 4 медной и катода 5 дюральалюминиевой пластин, периодически активируемого электрическим током источника 6 с блоком активации 7. Далее воздействуют на полученный водород магнитным полем с амплитудой магнитной индукции В в диапазоне от 100 до 120 гаусс, создаваемым электромагнитом 12 и блоком управления магнитной индукцией 13 и пропускают его через нанодисперсный углерод с углеродными нанотрубками аккумулятора атомарного водорода 14 и аккумулируют внутри углеродных нанотрубок.

Следует отметить, что побочным продуктом получения водорода по данной технологии является востребованный экономикой мелкодисперсный порошок оксида алюминия Al2O3, цена на который даже выше, чем на дюральалюминий (сплав Д16), и оценки показывают, что заявленный способ получения и хранения атомарного водорода имеет высокую топливную эффективность и экологичность

Способ получения атомарного водорода, включающий электролиз воды с использованием в электролизной ячейке медного анода и катода из дюральалюминия (сплава Д16), периодически активируемого электрическим током, отличающийся тем, что воздействуют на полученный водород магнитным полем с амплитудой магнитной индукции B в диапазоне от 100 до 120 гаусс и пропускают атомарный водород через нанодисперсный углерод, содержащий углеродные нанотрубки.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения оксида меди (I) включает электрохимическое окисление и диспергирование электродов в электролизере в растворе хлорида натрия.

Изобретение может быть использовано в электрохимической области. Способ получения композиционного электродного материала на основе кобальт ванадиевого оксида и оксидных соединений молибдена включает осаждение электрокаталитического оксидного покрытия на модифицированной поверхности стеклоуглерода, при этом электрокаталитическое оксидное покрытие формируют на основе смешанных оксидов ванадия, кобальта и молибдена путем их осаждения из водного раствора электролита температурой 60÷65°C, при pH 4÷4,5, содержащего соли кобальта, молибдена, никеля, железа, лимонную и борную кислоты, под действием переменного асимметричного тока, в котором соотношение средних токов за период катодного и анодного составляет 1,5:1 при напряжении 40÷50 B и следующем соотношении компонентов, г·л-1: сульфат кобальта (CoSO4·7H2O) - 100,0÷110,0, гептамолибдат аммония ((NH4)6Mo7O24·4H2O) - 40,0÷56,0, сульфат железа (FeSO4·7H2O) - 6,0÷14,0, сульфат никеля (NiSO4·7H2O) - 18,0÷20,0, лимонная кислота (HOC(СН2СООН)2СООН) - 2,5÷3,0, борная кислота (H3BO3) - 13,0÷15,0.

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано в водородной энергетике для получения, хранения и транспортировки водорода. Устройство для получения атомарного водорода содержит реактор 1, работающий на разложении воды твердым реагентом, анод 3, катод 4 и магистрали 8 с арматурой для ввода исходного сырья в реактор 1 и вывода из него водорода и продуктов реакции.
Изобретение относится к способу электролиза воды под давлением в электролизной системе, входящей в состав накопителей электроэнергии, работающих с замкнутым по воде рабочим циклом.

Изобретение относится к карбонизатору напитка и к способу получения газированного напитка. Карбонизатор напитка содержит блок для генерации CO2, включающий в себя фотоэлектрохимический элемент, предназначенный для превращения сахарида в первой жидкости, содержащей сахарид, под влиянием света в CO2 и воздух, обогащенный CO2; регулятор давления, предназначенный для поддерживания повышенного давления воздуха, обогащенного CO2; и смесительную камеру для смешивания воздуха, обогащенного CO2, под давлением со второй жидкостью для получения газированного напитка.

Изобретение относится к способу получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра. Способ получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра включает преобразование посредством парусного движителя кинетической энергии ветра в кинетическую энергию движения судна, движущегося в районах открытого океана с мощными воздушными потоками, и затем посредством гидравлической турбины и электрогенератора в электрическую энергию, которую используют для разложения воды на водород и кислород с ожижением и накоплением водорода в криогенных резервуарах.

Изобретение относится к способу получения дезинфицирующего средства из водного раствора NaCl с использованием диафрагменного электролизера. Способ характеризуется тем, что поток пресной воды в количестве 0,4%-0,8% от количества получаемого дезинфицирующего средства в пересчете на концентрацию 500 мг в литре соединений активного хлора направляют в катодную камеру, поток пресной воды в количестве 16%-20% от количества получаемого дезинфицирующего средства в пересчете на концентрацию 500 мг в литре соединений активного хлора направляют на смешение с NaCl и затем в анодную камеру, оставшийся поток пресной воды направляют внутрь трубчатого катода, поток пресной воды из внутренней полости катода направляют в продолжение анодной камеры в крышке-смесителе электролизера, поток из катодной камеры направляют на утилизацию, поток из анодной камеры в виде анолита направляют в продолжение анодной камеры этого же электролизера, концентрацию активного хлора в анолите понижают поступившей пресной водой до норм дезинфицирующего средства, и дезинфицирующее средство выводят из электролизера, водород из катодной камеры направляют на вытяжку.
Изобретение относится к технологии изготовления нетканых диафрагменных материалов на основе волокон полимера с внедренными по поверхности частицами гидрофильного наполнителя для электролизеров воды с щелочным электролитом.

Изобретение относится к технологии получения йодата калия и найдет применение в химической, фармацевтической и пищевой промышленности при изготовлении йодсодержащих соединений. Способ получения йодата калия включает непрерывное электрохимическое окисление йодида калия до йодата калия с массовой концентрацией йодида калия 55-85 кг/м3 и йодата калия 70-170 кг/м3 в присутствии бихромата калия с массовой концентрацией до 2 кг/м3 на окислительном рутениево-титановом аноде при анодной плотности тока не более 2000 А/м2 в растворе при температуре 60-80°C, кристаллизацию йодата калия путем непрерывного отбора части электролита, его охлаждение до температуры окружающей среды и отделение кристаллов йодата калия от маточного раствора, отделенный от кристаллов маточный раствор укрепляется по йодиду калия и возвращается в электролизер. .
Изобретение относится к способу изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды, включающему приготовление формующего раствора диафрагмы, нанесение формующего раствора на подложку, изготовление диафрагмы методом фазовой инверсии и формирование электродно-диафрагменного блока прижатием электродов с двух сторон диафрагмы.

Изобретение относится к способу организации производства метанола, содержащему две стадии, которые проводят при одинаковом уровне давления в проточном режиме. Первая стадия относится к стадии получения синтез-газа, включающей использование первой смеси, которая содержит кислород, второй смеси, которая содержит углеводородное газовое сырье и водяной пар, риформера, который предназначен для конверсии углеводородного газового сырья в синтез-газ, хотя бы одного теплообменного устройства, нагрев второй смеси, подачу первой смеси и второй смеси в риформер, проведение в риформере с использованием катализатора реакции конверсии углеводородного газового сырья, вывод из риформера третьей смеси, которая содержит конвертированный газ.

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода. Предложена композитная мембрана для выделения водорода из газовых смесей на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом с защитно-каталитическим покрытием на поверхности мембраны из палладия или сплавов палладия, при этом в качестве материала мембраны выбран материал с растворимостью водорода такой же, как у материала покрытия, либо отличающейся не более чем на 15%.

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано в водородной энергетике для получения, хранения и транспортировки водорода. Устройство для получения атомарного водорода содержит реактор 1, работающий на разложении воды твердым реагентом, анод 3, катод 4 и магистрали 8 с арматурой для ввода исходного сырья в реактор 1 и вывода из него водорода и продуктов реакции.

Изобретение относится к катализатору получения синтез-газа каталитической паро-углекислотной конверсией углеводородов, содержащему оксид никеля и оксид магния, нанесенные на пористый никель при следующем содержании компонентов, мас.%: оксид никеля - 3,5-5,1, оксид магния - 8,6-10,4, металлический пористый никель - остальное.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Установка синтеза химического продукта, в частности аммиака, включает секцию (10) синтеза высокого давления для проведения реакции и секцию (50) рекуперации энергии, содержащую теплообменник (17), выполненный с возможностью теплообмена между частью (16) жидкого продукта, полученного в секции (10) синтеза, и потоком (18) источника сбросного тепла с получением расширяемого потока (20) в паровом или сверхкритическом состоянии, детандер (13) для выработки механической энергии за счёт расширения этого потока, конденсатор (22) для конденсации потока из детандера (13).

Изобретение относится к способу конверсии углеводородов для получения синтез-газа для производства аммиака. Способ получения сингаза из углеводородсодержащего исходного сырья включает стадии первичной конверсии, вторичной конверсии с окислительным потоком и дополнительной обработки сингаза, включающей шифт-конверсию (УТШ) при умеренной температуре от 200 до 350°C, причем установка первичной конверсии работает при соотношении пар/углерод меньше 2.

Изобретение относится к химии и водородной энергетике и может быть использовано в транспортном машиностроении. Водород получают в генераторе 1, направляют в приёмник 2, разделяют на два потока 3 и воздействуют на них импульсным магнитным полем с амплитудой магнитной индукции В более 100 гаусс.

Изобретение относится к способу переработки углеводородсодержащего сырья, включающему стадию плазменной конверсии сырья в плазмохимическом модуле с дуговым плазмотроном, снабженным полым катодом, основанному на взаимодействии потока сырья с пароводяной плазмой с получением синтез-газа, с осуществлением вспомогательных стадий - рекуперации тепла, производства электроэнергии, очистки и компрессии синтез-газа.

Изобретение относится к каталитической системе, подходящей для проведения частичного каталитического окисления при малой продолжительности контакта, для получения синтез-газа и, возможно, водорода.

Изобретение относится к области переработки и утилизации углеводородного сырья на основе метана в синтез-газ (смесь H2 и CO). В способе исходную смесь топлива и воздуха поочередно подают в два синхронизированных конверсионных блока, заполненных инертной пористой средой, где формируется и распространяется волна горения.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул лозартана калия в ксантановой камеди. Указанный способ заключается в том, что лозартан калия растворяют в хлороформе и диспергируют полученную смесь в суспензию ксантановой камеди в бензоле в присутствии препарата Е472с при перемешивании, далее приливают ацетон и воду, полученную суспензию отфильтровывают и сушат, при этом соотношение оболочка/ядро в нанокапсулах составляет 3:1 или 1:5.
Наверх