O modelo de utilidade refere-se à eletroquímica e, mais especificamente, à energia do hidrogênio e pode ser útil para a obtenção de uma mistura de combustível com alto teor de hidrogênio a partir de quaisquer soluções aquosas.
Dispositivos conhecidos para decomposição eletroquímica direta (dissociação) de água e soluções aquosas em hidrogênio e oxigênio, passando uma corrente elétrica pela água. Sua principal vantagem é a facilidade de implementação. As principais desvantagens do conhecido gerador-dispositivo-protótipo de hidrogênio são a baixa produtividade, o significativo consumo de energia e a baixa eficiência. O cálculo teórico da eletricidade necessária para a produção de 1 m3 de hidrogênio a partir da água é de 2,94 kWh, o que ainda dificulta a utilização desse método de produção de hidrogênio como combustível ecológico nos transportes.
O dispositivo mais próximo (protótipo) por design e a mesma finalidade do modelo de utilidade reivindicado em termos de um conjunto de recursos é um eletrolisador bem conhecido - o gerador de hidrogênio mais simples contendo uma câmara oca com uma solução aquosa (água), eletrodos colocados nela e uma fonte de energia conectada a eles (livro. "Enciclopédia Química", v.1, M., 1988, p. 401)
A essência do trabalho do protótipo - um conhecido gerador de hidrogênio - consiste na dissociação eletrolítica de água e soluções aquosas sob a ação de uma corrente elétrica sobre H2 e O2.
A desvantagem do protótipo é a baixa produtividade do hidrogênio e custos de energia significativos.
O objetivo desta invenção é modernizar o dispositivo para melhorar sua eficiência energética
O resultado técnico deste modelo de utilidade consiste no aprimoramento técnico e energético do dispositivo conhecido, necessário para atingir esse objetivo.
Resultado técnico especificado é conseguido pelo fato de que o dispositivo conhecido contendo uma câmara oca com uma solução aquosa, eletrodos colocados em água, uma fonte de eletricidade conectada a eles, é complementado por capilares colocados verticalmente na água, com extremidades superiores acima do nível da água, e os eletrodos são planos, um dos quais é colocado sob os capilares, e o segundo eletrodo é feito de malha e é colocado acima deles, e a fonte de energia é feita de alta tensão e ajustável em amplitude e frequência, e a lacuna entre as extremidades dos capilares e o segundo eletrodo e os parâmetros da eletricidade fornecida aos eletrodos são selecionados de acordo com a condição de garantir a produtividade máxima de hidrogênio, e os reguladores desempenho é o regulador de tensão da referida fonte e o regulador da lacuna entre os capilares e o segundo eletrodo,além disso, o dispositivo também é suplementado com dois geradores ultrassônicos, um dos quais está localizado sob a extremidade inferior desses capilares e o segundo - acima de sua extremidade superior, e o dispositivo também é suplementado com um dissociador eletrônico de moléculas de névoa de água ativada contendo um par de eletrodos localizados acima da superfície do líquido, com seus planos perpendiculares à superfície do líquido, e eletricamente conectado a um gerador eletrônico adicional de pulsos de alta frequência de alta tensão com uma frequência ajustável e ciclo de trabalho, na faixa de frequência que se sobrepõe às frequências de ressonância de excitação de moléculas de líquido evaporado e seus íons.além disso, o dispositivo também é suplementado com um dissociador eletrônico de moléculas de névoa de água ativadas contendo um par de eletrodos localizados acima da superfície do líquido, com seus planos perpendiculares à superfície do líquido, e eletricamente conectados a um gerador eletrônico adicional de pulsos de alta frequência de alta tensão com frequência ajustável e ciclo de trabalho, na faixa de frequência sobreposta às frequências de ressonância excitação de moléculas evaporadas de um líquido e seus íons.além disso, o dispositivo também é suplementado com um dissociador eletrônico de moléculas de névoa de água ativadas contendo um par de eletrodos localizados acima da superfície do líquido, com seus planos perpendiculares à superfície do líquido, e eletricamente conectados a um gerador eletrônico adicional de pulsos de alta frequência de alta tensão com frequência ajustável e ciclo de trabalho, na faixa de frequência sobreposta às frequências de ressonância excitação de moléculas evaporadas de um líquido e seus íons.sobrepondo as frequências de ressonância de excitação das moléculas evaporadas do líquido e seus íons.sobrepondo as frequências de ressonância de excitação das moléculas evaporadas do líquido e seus íons.
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DESCRIÇÃO DO DISPOSITIVO NA ESTÁTICA
Dispositivo para produzir hidrogênio a partir da água (Fig. 1)consiste em um recipiente dielétrico 1, com uma solução aquosa de líquido 2 nele vertida, de um material capilar finamente poroso 3, parcialmente imerso neste líquido e pré-umedecido nele. Este dispositivo também inclui eletrodos metálicos de alta tensão 4, 5, colocados nas extremidades dos capilares 3, e eletricamente conectado aos terminais de uma fonte regulada de alta tensão de um campo elétrico de sinal constante 10, e um dos eletrodos 5 é feito na forma de uma placa de agulha perfurada e está posicionado de forma móvel acima da extremidade dos capilares 3, por exemplo, paralelo a ele a uma distância suficiente para evitar a quebra elétrica do molhado pavio 3. Outro eletrodo de alta tensão 4 é colocado no líquido paralelo à extremidade inferior do capilar, por exemplo, material poroso 3 O dispositivo é complementado com dois geradores ultrassônicos 6,um dos quais está localizado no líquido 2, quase no fundo do recipiente 1, e o segundo está localizado acima do nível do líquido, por exemplo, no eletrodo de malha 5.
O dispositivo também contém um dissociador eletrônico de moléculas de névoa de água ativadas, consistindo de dois eletrodos 7.8, localizados acima da superfície do líquido, com seus planos perpendiculares à superfície do líquido e eletricamente conectados a um gerador eletrônico adicional 9 pulsos de alta frequência de alta tensão com frequência e ciclo de trabalho ajustáveis frequências que se sobrepõem às frequências ressonantes de excitação das moléculas evaporadas do líquido e seus íons. O dispositivo também é complementado com uma campainha 12 localizada acima do tanque 1 - um coletor de coleta de gás 12, no centro do qual há um tubo de saída para o gás combustível e H2 serem trazidos para os consumidores. Essencialmente, um conjunto de dispositivo contendo eletrodos 4,5 de unidades de alta tensão 10 e um conjunto capilar 3 4, 5, 6,é um dispositivo combinado de uma bomba eletroosmótica e um evaporador eletrostático do líquido 2 do tanque 1 … A unidade 10 permite ajustar o ciclo de trabalho dos pulsos e a intensidade do campo elétrico de sinal constante de 0 a 30 kV / cm. O eletrodo 5 é feito de um metal perfurado ou malha para fornecer a possibilidade de passagem desimpedida da névoa de água formada e gás combustível da extremidade dos capilares 3. O dispositivo tem reguladores e dispositivos para alterar a frequência dos pulsos e sua amplitude e ciclo de trabalho, bem como para alterar a distância e posição do eletrodo 5 em relação à superfície do evaporador capilar 3 (eles não são mostrados na Fig. 1).
DESCRIÇÃO DO DISPOSITIVO DE OPERAÇÃO DO DISPOSITIVO (FIG. 1)
Primeiro, uma solução aquosa é vertida no recipiente 1, por exemplo, água ativada ou uma mistura de água-combustível (emulsão) 2, o evaporador capilar de 3 poros é pré-umedecido com ela. Em seguida, uma fonte de alta voltagem 10 é ligada e uma diferença de potencial de alta voltagem é fornecida ao evaporador capilar 3 através dos eletrodos 4,5, e o eletrodo perfurado 5 é colocado acima da superfície da face de extremidade dos capilares 3 a uma distância suficiente para evitar ruptura elétrica entre os eletrodos 4,5. Como resultado, ao longo das fibras dos capilares 3, sob a ação de forças eletroosmóticas e, de fato, eletrostáticas de um campo elétrico longitudinal, os aglomerados de água são parcialmente rompidos e classificados em tamanho, e são absorvidos pelos capilares 3. Além disso, as moléculas de líquido polarizadas dipolo giram ao longo do vetor de campo elétrico e se movem do recipiente em direção à extremidade superior dos capilares 3 para o potencial elétrico oposto do eletrodo 5 (eletroosmose). Então, eles, sob a ação de forças eletrostáticas, são arrancados por essas forças de campo elétrico da superfície da extremidade do capilar 3 - essencialmente um evaporador eletroosmótico e se transformam em uma névoa de água eletrificada polarizada parcialmente dissociada. Esta névoa de água acima do eletrodo 5 é então intensamente tratada com um campo elétrico transversal pulsado de alta frequência criado entre os eletrodos transversais 7,8 por um gerador eletrônico de alta frequência 9. No processo de intensa colisão de moléculas dipolo evaporadas e aglomerados de água acima do líquido com moléculas de ar e ozônio,elétrons na zona de ionização entre os eletrodos 7, 8. dissociação intensiva adicional (radiólise) da névoa de água ativada ocorre com a formação de um gás combustível combustível. Além disso, este gás combustível obtido flui independentemente para cima no sino de coleta de gás 12 e, em seguida, através da saída 13 é fornecido aos consumidores para preparar uma mistura de combustível sintético, por exemplo, para o trato de entrada de motores de combustão interna e fornecê-lo para as câmaras de combustão de um veículo motorizado. A composição desse gás combustível inclui moléculas de hidrogênio (H2), oxigênio (O2), vapor d'água, névoa (H2O), bem como moléculas orgânicas ativadas evaporadas como parte de outros aditivos de hidrocarbonetos. Anteriormente, a funcionalidade deste dispositivo foi demonstrada experimentalmente e foi encontradoque a intensidade do processo de evaporação e dissociação de moléculas de soluções aquosas depende significativamente e muda dependendo dos parâmetros do campo elétrico das fontes9,10. (intensidade, potência), na distância entre os eletrodos 4, 5, na área do evaporador capilar 3, no tipo de líquido, no tamanho dos capilares e a qualidade do material capilar 3. Os reguladores disponíveis no dispositivo permitem otimizar o desempenho do gás combustível dependendo do tipo e dos parâmetros da solução aquosa e do design específico deste eletrolisador. Uma vez que neste dispositivo uma solução aquosa de um líquido evapora intensamente e parcialmente se dissocia em H2 e O2, sob a ação da eletroosmose capilar e ultra-som,e, em seguida, adicionalmente se dissocia ativamente devido a colisões intensas de moléculas da solução aquosa evaporada por meio de um campo elétrico ressonante transversal adicional, então, tal dispositivo para produzir hidrogênio e gás combustível consome pouca eletricidade e, portanto, é muito mais econômico dezenas de centenas de vezes do que os geradores de hidrogênio de eletrólise conhecidos.
AFIRMAÇÃO
Dispositivo ultrassônico para a produção de hidrogênio a partir de qualquer solução aquosa, contendo um recipiente com uma solução aquosa, eletrodos de metal colocados nele e uma fonte de eletricidade conectada a eles, caracterizado por é suplementado por capilares colocados verticalmente nesta câmara, com suas extremidades superiores acima do nível da solução aquosa, e um dos dois eletrodos é colocado no líquido sob os capilares, e o segundo eletrodo é movido e gradeado e colocado acima deles, e a fonte de energia é feita de alta voltagem e ajustável em amplitude e frequência, e o dispositivo também é suplementado com dois geradores ultrassônicos, um dos quais está localizado sob a extremidade inferior desses capilares e o segundo está localizado acima de sua extremidade superior, e o dispositivo também é suplementado com um dissociador eletrônico ressonante de moléculas de névoa de água ativada contendo um par de eletrodos localizado acima da superfície do líquido, com seus planos, perpendiculares à superfície do líquido,e eletricamente conectado a um gerador eletrônico adicional de pulsos de alta frequência de alta tensão com frequência e ciclo de trabalho ajustáveis, na faixa de frequência que contém as frequências ressonantes de excitação de moléculas de líquido evaporado e seus íons.
