Le modèle d'utilité concerne l'électrochimie et, plus spécifiquement, l'énergie hydrogène et peut être utile pour obtenir un mélange de carburant à haute teneur en hydrogène à partir de toute solution aqueuse.
Dispositifs connus pour la décomposition électrochimique directe (dissociation) de l'eau et des solutions aqueuses en hydrogène et oxygène par passage d'un courant électrique à travers l'eau. Leur principal avantage est la facilité de mise en œuvre. Les principaux inconvénients du prototype de dispositif générateur d'hydrogène connu sont une faible productivité, une consommation d'énergie importante et un faible rendement. Le calcul théorique de l'électricité nécessaire à la production de 1 m3 d'hydrogène à partir d'eau est de 2,94 kWh, ce qui rend encore difficile l'utilisation de cette méthode de production d'hydrogène comme carburant respectueux de l'environnement dans les transports.
Le dispositif (prototype) le plus proche de par sa conception et le même objectif du modèle d'utilité revendiqué en termes d'un ensemble de fonctionnalités est un électrolyseur bien connu - le générateur d'hydrogène le plus simple contenant une chambre creuse avec une solution aqueuse (eau), des électrodes placées à l'intérieur et une source d'alimentation connectée à eux (livre. "Encyclopédie chimique", v.1, M., 1988, p. 401)
L'essence du travail du prototype - un générateur d'hydrogène bien connu - consiste en la dissociation électrolytique de l'eau et des solutions aqueuses sous l'action d'un courant électrique sur H2 et O2.
L'inconvénient du prototype est la faible productivité de l'hydrogène et des coûts énergétiques importants.
Le but de cette invention est de moderniser le dispositif pour améliorer son efficacité énergétique
Le résultat technique de ce modèle d'utilité consiste en l'amélioration technique et énergétique du dispositif connu, nécessaire pour atteindre cet objectif.
Résultat technique spécifiéest obtenu par le fait que le dispositif connu contenant une chambre creuse avec une solution aqueuse, des électrodes placées dans l'eau, une source d'alimentation qui leur est connectée, est complété par des capillaires placés verticalement dans l'eau, avec des extrémités supérieures au-dessus du niveau de l'eau, et les électrodes sont plates, dont l'une est placée sous les capillaires, et la deuxième électrode est en maille et est placée au-dessus d'eux, et la source d'alimentation est en haute tension et réglable en amplitude et en fréquence, et l'écart entre les extrémités des capillaires et la deuxième électrode et les paramètres de l'électricité fournie aux électrodes sont choisis en fonction de la condition d'assurer une productivité maximale de l'hydrogène, et les régulateurs la performance est le régulateur de tension de ladite source et le régulateur de l'espace entre les capillaires et la deuxième électrode,de plus, le dispositif est également complété par deux générateurs d'ultrasons, dont l'un est situé sous l'extrémité inférieure de ces capillaires et le second - au-dessus de leur extrémité supérieure, et le dispositif est également complété par un dissociateur électronique de molécules de brouillard d'eau activées contenant une paire d'électrodes situées au-dessus de la surface du liquide, avec leurs plans perpendiculaires à la surface du liquide, et connecté électriquement à un générateur électronique supplémentaire d'impulsions haute fréquence haute tension avec une fréquence et un rapport cyclique réglables, dans la plage de fréquences chevauchant les fréquences de résonance d'excitation des molécules de liquide évaporées et de ses ions.de plus, le dispositif est également complété par un dissociateur électronique de molécules de brouillard d'eau activées contenant une paire d'électrodes situées au-dessus de la surface du liquide, avec leurs plans perpendiculaires à la surface du liquide, et électriquement connecté à un générateur électronique supplémentaire d'impulsions haute tension haute fréquence avec fréquence et rapport cyclique réglables, dans la gamme de fréquences chevauchant les fréquences de résonance excitation des molécules évaporées d'un liquide et de ses ions.de plus, le dispositif est également complété par un dissociateur électronique de molécules de brouillard d'eau activées contenant une paire d'électrodes situées au-dessus de la surface du liquide, avec leurs plans perpendiculaires à la surface du liquide, et électriquement connecté à un générateur électronique supplémentaire d'impulsions haute tension haute fréquence avec fréquence et rapport cyclique réglables, dans la gamme de fréquences chevauchant les fréquences de résonance excitation des molécules évaporées d'un liquide et de ses ions.chevauchement des fréquences de résonance d'excitation des molécules évaporées du liquide et de ses ions.chevauchement des fréquences de résonance d'excitation des molécules évaporées du liquide et de ses ions.
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DESCRIPTION DE L'APPAREIL DANS LE STATIQUE
Dispositif de production d'hydrogène à partir d'eau (Fig.1)se compose d'un récipient diélectrique 1, dans lequel est versée une solution aqueuse de liquide 2, d'un matériau capillaire 3 finement poreux, partiellement immergé dans ce liquide et pré-humidifié dans celui-ci. Ce dispositif comprend également des électrodes métalliques haute tension 4, 5, placées aux extrémités des capillaires 3, et connectée électriquement aux bornes d'une source régulée haute tension d'un champ électrique de signe constant 10, et l'une des électrodes 5 est réalisée sous la forme d'une plaque à aiguille perforée, et est positionnée de manière mobile au-dessus de l'extrémité des capillaires 3, par exemple, parallèlement à celle-ci à une distance suffisante pour éviter un claquage électrique au mouillé mèche 3. Une autre électrode haute tension 4 est placée dans le liquide parallèlement à l'extrémité inférieure du capillaire, par exemple en matériau poreux 3 Le dispositif est complété par deux générateurs d'ultrasons 6,dont l'un est situé dans le liquide 2, presque au fond du récipient 1, et le second est situé au-dessus du niveau du liquide, par exemple, sur l'électrode à mailles 5.
Le dispositif contient également un dissociateur électronique de molécules de brouillard d'eau activé, composé de deux électrodes 7,8, situées au-dessus de la surface du liquide, avec leurs plans perpendiculaires à la surface du liquide, et électriquement connecté à un générateur électronique supplémentaire 9 impulsions haute fréquence haute tension avec fréquence et rapport cyclique réglables, dans la gamme fréquences qui chevauchent les fréquences de résonance d'excitation des molécules évaporées du liquide et de ses ions. Le dispositif est également complété par une cloche 12 située au-dessus du réservoir 1 - un collecteur de gaz de collecte 12, au centre duquel se trouve un tuyau de sortie pour le gaz combustible et H2 à amener vers les consommateurs. Essentiellement, un ensemble de dispositif contenant des électrodes 4,5 provenant d'unités haute tension 10 et un ensemble capillaire 3 4, 5, 6,est un dispositif combiné d'une pompe électroosmotique et d'un évaporateur électrostatique de liquide 2 du réservoir 1 … L'unité 10 vous permet d'ajuster le cycle de service des impulsions et l'intensité du champ électrique à signe constant de 0 à 30 kV / cm. L'électrode 5 est constituée d'un métal perforé ou d'une maille pour offrir la possibilité de passage sans entrave du brouillard d'eau formé et du gaz combustible à partir de l'extrémité des capillaires 3. Le dispositif comporte des régulateurs et des dispositifs pour changer la fréquence des impulsions et leur amplitude et rapport cyclique, ainsi que pour changer la distance et la position de l'électrode 5 par rapport à la surface de l'évaporateur capillaire 3 (ils ne sont pas représentés sur la figure 1).
DESCRIPTION DU DISPOSITIF DE FONCTIONNEMENT DE L'APPAREIL (FIG.1)
Tout d'abord, une solution aqueuse est versée dans le récipient 1, par exemple de l'eau activée ou un mélange eau-carburant (émulsion) 2, l'évaporateur capillaire 3 poreux en est pré-humidifié. Ensuite, une source de tension haute tension 10 est allumée et une différence de potentiel haute tension est fournie à l'évaporateur capillaire 3 par des électrodes 4,5, et l'électrode perforée 5 est placée au-dessus de la surface de la face d'extrémité des capillaires 3 à une distance suffisante pour empêcher la panne électrique entre les électrodes 4,5. Il en résulte que le long des fibres des capillaires 3, sous l'action des forces électroosmotiques et, en fait, électrostatiques d'un champ électrique longitudinal, les amas d'eau sont partiellement rompus et triés en taille, absorbés dans les capillaires 3. De plus, les molécules liquides polarisées dipolaires tournent le long du vecteur de champ électrique et se déplacent du récipient vers l'extrémité supérieure des capillaires 3 vers le potentiel électrique opposé de l'électrode 5 (électroosmose). Ensuite, sous l'action des forces électrostatiques, ils sont arrachés par ces forces de champ électrique de la surface de la face d'extrémité capillaire 3 - essentiellement un évaporateur électroosmotique et se transforment en un brouillard d'eau électrifiée polarisée partiellement dissociée. Ce brouillard d'eau au-dessus de l'électrode 5 est ensuite également traité de manière intensive avec un champ électrique pulsé transversal haute fréquence créé entre les électrodes transversales 7,8 par un générateur électronique haute fréquence 9. Dans le processus de collision intense de molécules dipolaires évaporées et d'amas d'eau au-dessus du liquide avec des molécules d'air et d'ozone,des électrons dans la zone d'ionisation entre les électrodes 7, 8. Une dissociation intensive supplémentaire (radiolyse) du brouillard d'eau activé se produit avec la formation d'un gaz combustible combustible. En outre, ce gaz combustible obtenu s'écoule indépendamment vers le haut dans la cloche de collecte de gaz 12 puis à travers la sortie 13 est fourni aux consommateurs pour préparer un mélange de carburant synthétique, par exemple, dans le conduit d'admission de moteurs à combustion interne et le fournir aux chambres de combustion d'un véhicule automobile. La composition de ce gaz combustible comprend des molécules d'hydrogène (H2), d'oxygène (O2), de vapeur d'eau, de brouillard (H2O), ainsi que des molécules organiques activées évaporées dans le cadre d'autres additifs hydrocarbonés. Auparavant, la faisabilité de cet appareil a été montrée expérimentalement et il a été trouvéque l'intensité du processus d'évaporation et de dissociation des molécules de solutions aqueuses dépend et change de manière significative en fonction des paramètres du champ électrique des sources9,10. (intensité, puissance), de la distance entre les électrodes 4, 5, de la surface de l'évaporateur capillaire 3, du type de liquide, de la taille des capillaires et la qualité du matériau capillaire 3. Les régulateurs disponibles dans l'appareil vous permettent d'optimiser les performances du gaz combustible en fonction du type et des paramètres de la solution aqueuse et de la conception spécifique de cet électrolyseur. Puisque dans ce dispositif une solution aqueuse d'un liquide s'évapore intensément et se dissocie partiellement en H2 et O2, sous l'action de l'électroosmose capillaire et des ultrasons,puis se dissocie en outre activement en raison de collisions intenses de molécules de la solution aqueuse évaporée au moyen d'un champ électrique résonnant transversal supplémentaire, alors un tel dispositif de production d'hydrogène et de gaz combustible consomme peu d'électricité et est donc beaucoup plus économique par dizaines de centaines de fois que les générateurs d'hydrogène à électrolyse connus.
PRÉTENDRE
Dispositif à ultrasons pour produire de l'hydrogène à partir de toute solution aqueuse, contenant un récipient contenant une solution aqueuse, des électrodes métalliques placées à l'intérieur et une source d'électricité connectée à celles-ci, caractérisé en ce queil est complété par des capillaires placés verticalement dans cette chambre, avec leurs extrémités supérieures au-dessus du niveau de la solution aqueuse, et l'une des deux électrodes est placée dans le liquide sous les capillaires, et la deuxième électrode est rendue mobile et quadrillée et placée au-dessus d'eux, et la source d'alimentation est en haute tension et réglable en amplitude et la fréquence, et le dispositif est également complété par deux générateurs d'ultrasons, dont l'un est situé sous l'extrémité inférieure de ces capillaires et le second est situé au-dessus de leur extrémité supérieure, et le dispositif est également complété par un dissociateur électronique résonnant de molécules de brouillard d'eau activées contenant une paire d'électrodes situées au-dessus de la surface du liquide, avec leurs plans, perpendiculaires à la surface du liquide,et connecté électriquement à un générateur électronique supplémentaire d'impulsions haute fréquence à haute tension avec une fréquence et un rapport cyclique réglables, dans la gamme de fréquences contenant les fréquences de résonance d'excitation des molécules de liquide évaporées et de ses ions.
