Получение водорода. Установки получения (производства) водорода. Получение водорода из воды

Способ получения водорода из воды и устройство для его осуществления

Изобретение относится к водородной энергетике. Способ получения водорода из воды включает обработку воды одновременно электрическим и магнитным полями для разложения молекул воды на кислород и водород посредством пары колебательных контуров, состоящих из водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подают высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, индуктивностей и размещенных между пластинами конденсаторов и индуктивностями полостей для обрабатываемой воды, при этом воздействие на воду полями осуществляют в резонансном режиме по отношению к гидродинамическим колебаниям воды при направлении вектора напряженности магнитного поля перпендикулярно вектору напряженности электрического поля. Устройство содержит пару колебательных контуров, каждый из которых состоит из водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подается высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, индуктивностей и размещенных между пластинами конденсаторов и индуктивностями полостей для обрабатываемой воды, при этом емкость конденсатора первого колебательного контура связана с индуктивностью второго колебательного контура, емкость второго колебательного контура связана с индуктивностью первого колебательного контура с возможностью одновременной их зарядки и разрядки, а входные напряжения сдвинуты по фазе на 90 градусов. Обеспечивается повышение производительности, уменьшение энергозатрат на единицу производимого продукта и удешевление производства водорода. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

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

Известен опытный эксперимент проведенный ученым-экспериментатором Валерием Дудышевым по электрополевой диссоциации воды на водород и кислород, в результате которого был установлен 1000% КПД по энергетическим затратам (см. ). Этот эксперимент якобы противоречит, если верить своим глазам, Закону Сохранения Энергии и может быть поэтому предается забвению, так же как открытие в 1974 г. Белорусским ученым Сергеем Ушеренко его «Эффекта Ушеренко», где выделяемая энергия в мишени превосходит в 102…104 раз кинетическую энергию внедряемой в мишень частицы (см. ). Общим свойством этих процессов является то, что в первом случае электрическое поле, во втором случае песок внедряются в инородные тела, где выделяется энергия, в сотни раз превосходящая энергию возбудителей.

Целью изобретения является расширение технических и технологических

возможностей применения вышеизложенных эффектов.

Указанная цель достигаются тем, что на воду одновременно и по всему объему воздействуем электрическим и магнитным полями. На фиг.2 показано строение молекулы воды. Угол 104 градуса и 27 минут между связями O-H. Молекула воды соорентирована электрическим полем с напряженностью Е вдоль электрического поля с некоторой силой, которая разлагает часть воды на ионы водорода и кислорода. Вода насыщается газами, емкостное сопротивление возрастает (емкость конденсатора падает) производительность разложения падает до тех пор, пока не наступит равновесие между процессами образования и удаления ионов. Из анализа видно, что протекание стороннего тока через воду непосредственно не влияет на процесс ее разложения. Для увеличения производительности разложения воды применяем магнитное поле с некоторой напряженностью H, вектор которого направлен перпендикулярно вектору напряженности электрического поля E, при этом вектора на молекулу воды действуют одновременно и в резонансном режиме по отношению к гидродинамическим колебаниям воды, которые благодаря силам Лоренца возникают при протекании через магнитное поле воды, содержащей ионы (см. БСЭ, 2-е издание, том 19, статья «Кавитация»; Онацкая А.А., Музалевская Н.И. «Активируемая вода», «Химия-традиционная и нетрадиционная», Ленинград, Изд. Ленинградского университета, 1985 г., гл. 8. магнитное поле). Одновременное действие полей да еще в резонансном режиме, значительно увеличивает импульс силы и импульсный момент действующих на молекулу воды, к тому же магнитное поле способствует быстрейшему выводу ионов с рабочей зоны разложения воды, чем стабилизирует емкостное сопротивление. На фиг.1 показана схема одновременного излучения электрического и магнитного полей на обрабатываемый объем воды. Излучение происходит за счет двух колебательных контуров Л1С1 и Л2С2, причем емкость первого (второго) и связанная с ней индуктивность второго (первого) контура одновременно заряжаются и разряжаются с заданной частотой. Для этого необходимо, чтобы питающие напряжения контуров было сдвинуто по фазе на угол 90 градусов. Эти же условия необходимы и при работе контуров в режиме резонанса напряжений.

На фиг.3 показано устройство разложения воды электромагнитным полем, которое содержит корпус 1, где расположены элементы С1-Л2, С2-Л1, С3-Л4 ИС4-Л3, контуров С1-Л1, С2-Л2, С3-Л3, С4-Л4, работающие в режиме резонанса напряжений или токов, причем контуры С1-Л1, С3-Л3 работают при напряжении по отношению к контурам С2-Л2, С4-Л4, сдвинутым по фазе на угол 90 градусов. Между пластинами конденсаторов и индуктивностями имеются полости 3 обработки воды, связанные каналами 4 с входным и выходным отверстиями 2. Верхние отверстия 5 и нижние отверстия 6 связаны с полостями 3 и служат для отвода газов через потенциальные сетки (условно не показаны).

Устройство работает следующим образом. При подаче выпрямленного импульсного высоковольтного напряжения и заполнения полостей 3 циркуляционной нагретой (например, солнечными коллекторами или выхлопной водой водородных двигателей) водой, в полостях 3 происходит ее разложение на ионы водорода и кислорода, которые под действием магнитного поля перемещаются по отверстиям 5, 6, нейтрализуются потенциальными сетками и транспортируются потребителю.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность, уменьшить энергозатраты на единицу производимого продукта и как следствие удешевить производство водорода.

1. Способ получения водорода из воды, включающий обработку воды одновременно электрическим и магнитным полями для разложения молекул воды на кислород и водород посредством пары колебательных контуров, состоящих из водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подают высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, индуктивностей и размещенных между пластинами конденсаторов и индуктивностями полостей для обрабатываемой воды, при этом воздействие на воду полями осуществляют в резонансном режиме по отношению к гидродинамическим колебаниям воды при направлении вектора напряженности магнитного поля перпендикулярно вектору напряженности электрического поля.

2. Устройство для получения водорода из воды, содержащее пару колебательных контуров, каждый из которых состоит из водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подается высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, индуктивностей и размещенных между пластинами конденсаторов и индуктивностями полостей для обрабатываемой воды, при этом емкость конденсатора первого колебательного контура связана с индуктивностью второго колебательного контура, а емкость второго колебательного контура связана с индуктивностью первого колебательного контура с возможностью одновременной их зарядки и разрядки, при этом входные напряжения сдвинуты по фазе на 90°.

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения диарилкарбоната в сочетании с электролизом образующихся содержащих хлорид щелочного металла отработанных водных растворов.

Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано, например, при разработке и производстве катализаторов для электролизеров или топливных элементов с твердополимерным электролитом.

Изобретение относится к способу разложения лигнина, в котором водный раствор или суспензию лигнина электролизуют на алмазном электроде в кислых условиях и получаемые в качестве продуктов разложения лигнина производные гидроксибензальдегида и/или производные фенола непрерывно удаляют из электрохимической ячейки.

Изобретение предназначено для электрохимической технологии получения разбавленных щелочных растворов перекиси водорода и может быть использовано в сорбционных технологиях водоочистки и водоподготовки.

Группа изобретений относится к синтетической диафрагме для хлор-щелочных электролизеров с улучшенными параметрами энергопотребления и характеристиками разделения газов.

Данное изобретение относится к устройству для электролиза пара и способу ведения электролиза пара, введенного под давлением в анодное пространство (32) электролизера (30), обеспеченного протон-проводящей мембраной (31), изготовленной из материала, позволяющего протонированным частицам внедряться в эту мембрану под паром, причем указанная протон-проводящая мембрана непроницаема для диффузии кислорода О2 и Н2, при котором происходит окисление воды, введенной в паровой форме, происходящее на аноде (32) так, чтобы генерировать протонированные частицы в мембране, которые мигрируют внутри этой самой мембраны и восстанавливаются на поверхности катода (33) в форме реакционно-способных водородных атомов, способных восстанавливать диоксид углерода СО2 и/или моноксид углерода СО.

Группа изобретений относится к энергетике, и может использоваться в автономных энергоустановках. Устройство для электролиза воды содержит электролизер с пневматически изолированными полостями для водорода и кислорода, подключенный к блоку питания, который электрически связан с системой контроля параметров процесса, а также систему водоснабжения с запасом реакционной воды, включающую газоотделители водорода и кислорода, и систему охлаждения газоотделителя водорода, входная гидромагистраль которого снабжена датчиком температуры.

Изобретение относится к конструкциям устройств электролиза и может быть использовано для обеззараживания природных и сточных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении; для дезинфекции оборудования, помещений и сооружений в отраслях пищевой промышленности, в медико-санитарных учреждениях, предприятиях общественного питания, санаториях и домах отдыха, детских учреждениях, плавательных бассейнах, для отбеливания; для предотвращения биообрастания в системах водяного обогрева и охлаждения.

Изобретение относится к цветной металлургии. .

Изобретение относится к электролизеру (100), включающему корпус (115) высокого давления, имеющий обечайку и противоположные закрытые концы; пакет (101) электролизных ячеек внутри корпуса высокого давления, содержащий группу биполярных электролизных ячеек, собранных в пакет между первой концевой контактной пластиной (107a) и второй концевой контактной пластиной (108a), и приспособленный для работы под внутренним давлением; соединения для текучих сред для подвода электролита к пакету ячеек и для отвода продукта(ов) электролиза от пакета ячеек, и электрические соединения, включающие по меньшей мере анодное и катодное соединения. Электролизер характеризуется тем, что первая концевая контактная пластина (107a) пакета ячеек составляет единое целое с одним из закрытых концов корпуса высокого давления, формируя стационарную головку (107) пакета ячеек, снабженную соединениями (122) для текучих сред и электрическими соединениями (120, 121) анода и катода с пакетом ячеек, а вторая концевая контактная пластина (108a) пакета ячеек находится внутри корпуса (115) высокого давления и имеет возможность свободного перемещения в продольном направлении относительно первой концевой контактной пластины и корпуса, при термическом расширении или сжатии, формируя тем самым плавающую головку (108) пакета ячеек. Также изобретение относится к способу проведения электролиза, оборудованию для электролиза и к получению водорода высокого давления, использующим указанный электролизер. Настоящее изобретение предоставляет электролизер, позволяющий получать водород при давлении, необходимом для его хранения в резервуарах, при этом не содержит соединителей для текущих сред, критичных для герметичности системы, и исключает риск паразитных токов и опасных замыканий, возникающих в случае утечки электролита. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано в качестве подготовительного этапа производства электрокатализаторов. Описан способ предварительной обработки углеродного носителя электрохимического катализатора, заключающийся в том, что обработку углеродного носителя электрохимического катализатора производят в вакуумной камере, снабженной источником потока атомных частиц и держателем углеродного порошка, выполненным с возможностью перемешивания порошка, порошок углеродного носителя перемешивают, а поверхность носителя бомбардируют пучком атомных частиц, при этом для размещения порошка углеродного носителя используют установленную в держателе пористую подложку с открытой пористостью, выполненную из инертного материала, пневматически связанную с устройством автономной подачи газа, помещают на подложку слои частиц углеродного носителя, через пористую подложку продувают инертный газ с образованием над подложкой псевдокипящего слоя частиц углеродного носителя, а бомбардировку поверхности частиц углеродного носителя производят с энергией ионов не менее 7,41 эВ/атом. Технический эффект - повышение эффективности активации поверхности мелкодисперсных и наноразмерных носителей электрохимических катализаторов.

Изобретение относится к области химии. Для получения водорода проводят реакцию паровой каталитической конверсии углеродсодержащей жидкости с получением продуктов реакции, содержащих водород. Продукты реакции направляют на вход катодного пространства для электролиза в высокотемпературном электролизере, на выходе из катодного пространства выделяют реакционный поток, содержащий синтез-газ, который направляют на каталитический синтез углеродсодержащей жидкости. В анодном пространстве, отделенном от катодного пространства электролитическим слоем, выделяют кислород. Углеродсодержащую жидкость возвращают в начало процесса на конверсию, а полученный в процессе синтеза углеродсодержащей жидкости водород очищают от оксидов углерода. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

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 указанного раствора противовирусной композиции заключается в электролизе раствора, содержащего соединения на основе глицина и глицинат натрия, обеспечивающий электропроводность раствора, при этом электролиз раствора ведут до достижения концентрации серебра 0,1-0,45 мас.%. После электролиза проводят химическое окисление полученного раствора для увеличения его стабильности и осуществляют фильтрацию осадка. Изобретение обеспечивает получение стабильного раствора противовирусной композиции, который устойчив к свету и к длительному хранению. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 ил., 7 пр.

Изобретение относится к способу электрохимической обработки воды дезинфектантами, который может быть использован для обработки питьевой воды, бытовых и промышленных сточных вод, воды плавательных бассейнов. Способ включает введение в обрабатываемую воду дезинфектантов, получаемых путем прямого электролиза в проточном режиме обрабатываемой воды, содержащей хлорид натрия, при этом используют воду, содержащую 0,1÷20 мг/л хлорида натрия. Также изобретение относится к устройству для электрохимической обработки воды дезинфектантами, которое содержит корпус с входными и выходными патрубками, изменяющие полярность титановые электроды, средство подвода тока к электродам, при этом изменение полярности происходит с паузой от нескольких секунд до нескольких часов, причем межэлектродное расстояние составляет менее 1 мм. Техническим результатом изобретения является возможность безреагентного управления свойствами воды с низким содержанием хлоридов, приводя к непосредственной дезинфекции. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

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. Изобретение относится к многоэлементному матричному фильтр-прессному электролизеру воды, состоящему из электролизных ячеек, содержащих пористые катод, анод и электролитсодержащую матрицу, а также из увлажняющих элементов, содержащих электролитную полость и пористую мембрану, проницаемую для паров воды и непроницаемую для жидкости, с подачей воды на катоды в виде водяного пара в смеси с водородом, при этом увлажняющие элементы и электролизные ячейки, друг от друга пространственно отделены и изолированы по металлу и электролиту и объединены в две отдельные секции, в которых паро-водородная смесь циркулирует по общему замкнутому контуру, поддерживая тем самым одинаковую температуру в секциях, причем в увлажняющем элементе жидкий электролит от газа или паро-водородной смеси отделен гидрофильной мембраной с газозапорными свойствами, а давление газа больше давления электролита. Заявляемая конструкция обеспечивает надежную эксплуатацию в течение длительного времени и с высокой эффективностью. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

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. Способ заключается в том, что между моментом отключения электропитания и моментом включения с противоположной полярностью присутствует пауза от нескольких секунд до нескольких часов. Техническим результатом является устранение зарастания межэлектродного пространства осадком отложений солей жесткости на электродах электролизных устройств и увеличение ресурса работы этих устройств. 1 ил.

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности, к конструкциям электролизеров колонного типа для синтеза органических дисульфидов путем окисления меркаптанов. Электролизер содержит корпус, теплообменник, устойчивые в условиях синтеза металлические электроды, между которыми установлены изоляторы, расположенный в нижней части корпуса входной штуцер для ввода реакционного раствора, тангенциально расположенный в верхней части корпуса патрубок для вывода суспензии, содержащей целевой продукт, двухъярусную мешалку и отсек для подпитки реакционного раствора израсходованным реагентом и устойчивой в рабочих условиях мембраной для отделения упомянутого отсека от основного объема электролизера. Обеспечивается повышение чистоты целевого продукта, упрощение стадии отмывки целевого продукта от 2-меркаптобензтиазола. 1 ил.

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. Анод каждой из ячеек выполнен в виде трубы из сетчатого материала, а катод - в виде полого цилиндра из пористого гидрофобизированного материала. Причем анод и катод каждой из ячеек размещены вплотную к газозапорной мембране с образованием катодной газовой полости между внешней стороной катодов и корпусом, соединенной с емкостью гидрозатвора, емкостью щелочного электролита и устройством для отделения водорода от паров воды и щелочи. Ячейки соединены анодными полостями с теплообменником и с емкостью щелочного электролита, которая, в свою очередь, соединена с устройством для отделения кислорода от паров воды и щелочи и системой подачи воды. Изобретение обеспечивает снижение потребляемой мощности, повышение производительности, надежности и безопасности эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

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. При этом процесс электролиза проводят при температуре 20-30°C и напряжении на электродах 4 В. Техническим результатом данного изобретения является разработка способа получения ультрамикродисперсного порошка оксида никеля, пригодного для использования в процессе каталитического получения наноуглеродных материалов пиролизом углеводородного сырья при уменьшении затрат на обогрев ячейки и упрощении ее конструкции. 3 пр.

www.findpatent.ru

Найдена новая технология получения водорода из воды

Самая крутая фишка для фантастики и в принципе ожидаемая нами всеми в будущем - это заливаешь в бак автомобиля воду и поехал. Сейчас водород уже достаточно давно рассматривается и кое-где используется в качестве экологически чистого вида топлива. Но более широкому использованию водородного топлива мешает целый ряд неразрешенных на сегодняшний день проблем, главными из которых являются хранение и транспортировка.

И вот тут его непосредственное вырабатывание в автомобиле прямо из воды было бы крутейшим вариантом.

Похоже мы все ближе и ближе к этому ...

Группа исследователей из американской Армейской научно-исследовательской лаборатории, проводя эксперименты на Абердинском испытательном полигоне близ Мериленда, сделала случайное открытие. Пролив воду на брусок особого алюминиевого сплава, состав которого держится пока в секрете, исследователи заметили мгновенно начавшийся процесс бурного выделения водорода.

Из школьного курса химии, если кто его еще помнит, водород является побочным продуктом реакции между водой и алюминием. Однако, данная реакция обычно протекает лишь при достаточно высокой температуре или в присутствии специальных катализаторов. Да и тогда она идет достаточно "неторопливо", на заполнение бака водородного автомобиля потребуется около 50 часов, а энергетическая эффективность такого метода получения водорода не превышает 50 процентов.

Все вышесказанное не имеет отношения к реакции, в которой принимает участие новый сплав алюминия. "Эффективность этой реакции вплотную приближается к 100 процентам, а сама реакция "разгоняется" до максимальной производительности менее, чем за три минуты" - рассказывает Скотт Грендаль (Scott Grendahl), руководитель научной группы.

Использование системы, вырабатывающей водород по мере необходимости, решает массу имеющихся проблем. Воду и алюминиевый сплав легко транспортировать из одного места в другое, оба этих вещества сами по себе инертны и стабильны. Во-вторых, для начала реакции не требуется никакого катализатора, ни первоначального толчка, реакция начинает идти сразу же, как вода входит в контакт со сплавом.

Все вышесказанное еще не означает, что исследователи обнаружили панацею в области водородного топлива. В этом деле существует еще целый ряд вопросов, подлежащих выяснению или уточнению. Первым вопросом является то, будет ли работать такая схема получения водорода вне лаборатории, ведь существует множество примеров, когда экспериментальные технологии отлично работают в лабораторных условиях, но терпят полную неудачу при полевых испытаниях. Вторым вопросом является вопрос сложности и стоимости производства алюминиевого сплава, стоимость утилизации продуктов реакции, которые станут факторами, определяющим экономическую целесообразность нового способа получения водорода.

И в заключение следует отметить, что на выяснение упомянутых выше вопросов, скорее всего, уйдет не так уж и много времени. И только после этого можно будет сделать выводы о дальнейшей жизнеспособности нового метода получения водородного топлива.

П.С. Делориан на первой картинке для привлечения внимания :-)

[источники]источникиhttps://www.engadget.com/2017/08/04/water-aluminum-create-hydrogen/

masterok.livejournal.com

Способ и устройство для получения водорода из воды

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. Внутри реактора 1 расположен контейнер 6 с металлом 9, который установлен на изоляторах 8. Электрический ввод 5 соединен с высоковольтным выводом 13 трансформатора Тесла 14. Низковольтная обмотка 15 трансформатора Тесла 14 вместе с емкостью 16 образует последовательный резонансный контур, который присоединен к высокочастотному источнику питания 17. При подаче потенциала от высоковольтного вывода 13 трансформатора Тесла 14 на металл 9 на поверхности металла возникают плазменные высокочастотные разряды, которые разрушают пленку окислов на поверхности металла, и происходит реакция водного окисления металлосодержащего вещества с водой с выделением водорода. Изобретение позволяет снизить энергозатраты. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области химической технологии, а более конкретно к способам и устройствам для получения водорода путем экзотермической реакции водяного пара с металлами.

Известен способ и устройство получения водорода электролизом воды, где электролитом служит водный раствор KOH (350-400 г/л), давление в элекролизерах от атмосферного до 4 МПа (Химическая энциклопедия в 5 томах под редакцией Н.П. Кнунянца. - М.: Сов. энциклопедия, 1988 г., т.1, с.401).

Производительность электролизеров в известном способе составляет 4-500 м3/ч, а расход электроэнергии для получения 1 м3 водорода равен 4,0-5,6 кВт/ч.

Недостатком известного способа является большой расход электроэнергии.

Известен способ получения водорода методом конверсии, которым в настоящее время получают более половины промышленного водорода (Путилова И.Н. Курс общей химии. Высшая школа, 1964, с.208). Этот способ включает получение водяного газа (смеси СО и h3) из кокса и водяного пара при температуре 1000°C (C+h3O=CO-h3).

Чистый водород получают, используя реакцию СО и h3O в присутствии катализатора Fe2O3 (CO+h3O=CO2+h3). Образующуюся смесь h3, CO2 и СО растворяют в воде под давлением.

Данный способ, несмотря на относительную дешевизну, многостадиен, экологически ущербен и сложен в управлении.

Известен способ и устройство получения водорода при химической реакции воды (h3O) и алюминия (Al), в результате которой получается водород (h3) как топливо и гидроокись алюминия (AlOH) как сырье, пригодное для дальнейшей переработки и использования в промышленных целях:

Al+3h3O=Al(ОН)3+1,5h3.

В обычных условиях эта реакция не протекает из-за наличия на поверхности алюминия очень тонкой, но большой плотности оксидной пленки, образующейся почти мгновенно по реакции:

2Al+1,5O2=Al2O3.

В известном способе и устройстве используют сплав алюминия и едкого натра, благодаря которому оксидная пленка вокруг алюминия растворяется, и к поверхности алюминия открыт доступ для воды (патенты РФ МПК С01В 3/08, №2407701, опубл. 27.12.2010, №2410325, опубл. 27.01.2011). В качестве растворителя в данном сплаве используется щелочь, а именно едкий натр (NaOH):

2Al+2NaOH+10h3O=2Na[Al(OH)4(h3O)2]+3Н2.

Недостатком известного способа и устройства является использование химически вредного вещества - щелочи для получения водорода.

Известен способ получения водорода, заключающийся в подаче в реактор металлосодержащих веществ и водной среды и последующем осуществлении взаимодействия металлосодержащих веществ с водной средой, в котором перед подачей в реактор металлосодержащих веществ осуществляют покрытие последних водорастворимой полимерной пленкой, а при осуществлении взаимодействия с водной средой в качестве последней используют водную среду, параметры которой соответствуют параметрам ее сверхкритического состояния для обеспечения возможности создания процесса послойного горения металлосодержащих веществ с выделением водорода. В качестве металлосодержащих веществ используют порошкообразный алюминий, а в качестве водорастворимой полимерной пленки - раствор полиэтиленоксида в диоксане или метиловом спирте, а давление сверхкритического состояния водной среды составляет более 22,12 МПа, температура - более 647,3K (Мазалов Ю.А. Способ получения водорода. Патент РФ №2165888, опубл. 20.04.2001).

Недостатком известного способа является необходимость использования ультрадисперсного порошка алюминия с размером частиц 0,2 мкм, а также высокое давление и большая температура в реакторе, что увеличивает затраты энергии и создает проблемы безопасности при осуществлении процесса.

Задачей, на решение которой направлен предлагаемый способ и устройство, является безопасное экологически чистое получение водорода путем одностадийной реакции с возможностью регенерации исходного сырья.

Технический результат от использования заключается в реализации прямого окисления металла без предварительного его нагревания, требующего энергозатрат и использования растворов щелочи в воде.

Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения водорода путем подачи в реактор металла с водяной средой согласно изобретению металл изолируют от стенок реактора и подают на него высоковольтный потенциал напряжением 1-100 кВ и частотой 1-100 кГц от трансформатора Тесла и с помощью микроплазменных разрядов в воде удаляют с поверхности металла окисную пленку и активизируют реакцию водного окисления металлов.

В варианте способа получения водорода в качестве металла используют алюминий.

В другом варианте способа получения водорода в качестве металла используют магний.

Еще в одном варианте способа получения водорода в качестве металла используют сплав алюминия с магнием.

В устройстве для получения водорода из воды, содержащем реактор с металлом с водяной средой с патрубками для подвода воды, отвода водорода и продуктов реакции окисления металла, металл помещен в контейнер, электроизолированный от стенок реактора, и соединен через проходной изолятор с высоковольтным резонансным высокочастотным трансформатором Тесла и источником электрической энергии с напряжением на высоковольтном выводе трансформатора 1-100 кВ и частотой 1-100 кГц.

В варианте устройства для получения водорода из воды в качестве образцов металла используют пластины, обрезки, стружку и опилки из алюминия, магния и сплавов алюминия с магнием.

Способ и устройство для получения водорода из воды иллюстрируется фиг.1, на которой представлена блок-схема для получения водорода.

Реактор 1 для получения водорода содержит корпус 2 с устройством заземления 3, проходным изолятором 4 с электрическим выводом 5, который внутри реактора 1 соединен с контейнером 6 и со стенками 7 из металлической сетки. Контейнер 6 установлен на изоляторах 8 внутри реактора 1 и содержит металл 9 из алюминия. Реактор 1 содержит патрубок 10 для подачи воды, патрубок 11 для выхода водорода и патрубок 12 для удаления продуктов реакции водного окисления, содержащих окислы алюминия. Электрический ввод 5 соединен с высоковольтным выводом 13 трансформатора Тесла 14. Низковольтная обмотка 15 трансформатора Тесла 14 вместе с емкостью 16 образует последовательный резонансный контур, который присоединен к высокочастотному источнику питания 17.

Способ и устройство для получения водорода из воды реализуется следующим образом. При подаче потенциала от высоковольтного вывода 13 трансформатора Тесла 14 на металл 9 на поверхности металла 9 возникают плазменные высокочастотные разряды, которые разрушают пленку окислов на поверхности металла, и происходит реакция водного окисления металла с водой с выделением водорода. Согласно реакции водного окисления алюминия:

2Al+3h3O=Al2(ОН)3+3h3+921,8 кДж.

При окислении 1 кг алюминия получают 17,1 МДж тепла и 1,4 м3 водорода, а также 2 кг оксидов и гидрооксидов алюминия. При сжигании полученного водорода тепловая энергия увеличивается до 30,57 МДж/кг и превышает энергозатраты на регенерацию алюминия из оксида алюминия, которые составляют 26,3 МДж/кг. Скорость реакции окисления алюминия в воде и выделения водорода регулируется изменением потенциала от трансформатора Тесла 14.

Кроме реакции водного окисления металла происходит электролиз воды, что увеличивает выход водорода из реактора 1.

Пример осуществления способа и устройства получения водорода из воды.

Реактор 1 представляет цилиндрическую емкость из нержавеющей стали диаметром 200 мм и высотой 400 мм с толщиной стенок 0,6 мм. Внутри корпуса реактора 1 на изоляторах 8 установлен контейнер 6 со стенками из сетки из алюминия. В качестве образцов металла 9 использую пластины, обрезки, стружку и опилки из алюминия. Напряжение на высоковольтном электроде трансформатора Тесла составляет 10 кВ, частота 25 кГц, выход водорода 1 м3/ч.

Использование предложенного способа позволит снизить энергозатраты при производстве водорода, повысить управляемость и безопасность процесса, а также осуществлять регенерацию исходного сырья. Изобретение может быть использовано в промышленности для получения водорода и на транспорте. При добавке водорода в количестве 5% к топливу количество вредных примесей в выхлопе двигателя внутреннего сгорания снижается в 10 раз, повышается кпд двигателя и снижается расход топлива на 8-10%. Использование водорода как 100% топлива в двигателе Стирлинга, газотурбинном двигателе или в топливных элементах позволяет исключить вредные выбросы и обеспечить движение электромобиля без подзарядки аккумуляторов на расстояние до 500 км.

1. Способ получения водорода путем подачи в реактор металла с водяной средой, отличающийся тем, что металл изолируют от стенок реактора и подают на него высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла с напряжением 1-100 кВ при частоте 1-100 кГц и с помощью микроплазменных разрядов в воде удаляют с поверхности металла окисную пленку и активизируют реакцию водного окисления металлов.

2. Способ получения водорода по п.1, отличающийся тем, что в качестве металла используют алюминий.

3. Способ получения водорода по п.1, отличающийся тем, что в качестве металла используют магний.

4. Способ получения водорода по п.1, отличающийся тем, что в качестве металла используют сплав алюминия с магнием.

5. Устройство для получения водорода из воды, содержащее реактор с металлом с водяной средой с патрубками для подвода воды, отвода водорода и продуктов реакции окисления металла, отличающееся тем, что металл помещен в контейнер, электроизолированный от стенок реактора, и соединен через проходной изолятор с высоковольтным резонансным высокочастотным трансформатором Тесла, с источником электрической энергии с напряжением на высоковольтном выводе трансформатора 1-100 кВ и частотой 1-100 кГц.

6. Устройство для получения водорода из воды по п.5, отличающееся тем, что в качестве образцов металла используют пластины, обрезки, стружку и опилки из алюминия, магния и сплавов алюминия с магнием.

www.findpatent.ru

Получение водорода. Установки получения (производства) водорода.

Общее описание

Генератор водорода
- Установка оборудована 2 пакетами элементов для производства водорода 30 нм³/ч
- Контейнер модернизирован и подготовлен для увеличения производительности в будущем до 45 нм³/ч. Так же если в будущем потребуется дополнительно увеличить мощность, то контейнер рассчитан на увеличение до 60 нм³/ч.

Модуль хранения объемом 50 м³ по воде для хранения 450 нм³ водорода при 10 бар.

Предложенная нами система включает стандартные встроенные системы безопасности, стандартное заводское приемочное испытание и комплект технической документации.

Услуги на месте включают: пуск системы, ввод в эксплуатацию и обучение на месте. Строительные работы и подготовка площадки, выполняемые на месте, осуществляются заказчиком в соответствии с требованиями.

Энергоисточники (вода, электричество, азот, воздух КИП,…) должны быть доступны на месте.

Характеристики электролизера:

Полностью автоматическая работа
Полный контроль получения водорода
Производство под давлением (10 бар изб.) без установки компрессора
Высокая эффективность и надежность
Очень низкие затраты на техническое обслуживание (ограниченное число подвижных деталей, без насоса для электролита)
Водород не содержит углерода – без вредных выбросов
Производственный процесс сертифицирован по ISO 9001, 14001
Услуги по пуску и пост-продажному обслуживанию

Введение

Установка производства водорода в контейнерном исполнении для установки снаружи представляет собой комплексную установку производства водорода с производительностью по водороду 60 нм³/ч при чистоте 99,998% и давлении 10 бар (изб.)

Разработан модифицированный ISO контейнер повышенной вместимости для размещения генератора водорода и всего его питающего оборудования.

Ввод оборудования для наружного размещения в эксплуатацию на площадке заказчика тем самым значительно облегчен по сравнению с установкой в существующее помещение генератора на базе скида.

Надежность

Используя принцип внедрения технологического уровня эксплуатационной безопасности оборудования каждая установка помимо прочего обладает следующими характеристиками:

минимальное присутствие газа в системе
определение минимального давления для предотвращения попадания воздуха
система непрерывного мониторинга/обнаружения водорода в атмосфере
система защитной вентиляции зона II (только с кожухом или корпусом (каркасом) для наружного размещения)
надежная логическая схема для всех параметров
Система бесперебойного питания, обеспечивающая безопасное отключение в случае аварийного отключения питания
Система постоянного мониторинга, чистота производства О2 газа
Системы множественного / параллельного управления
Многократное резервирование параметров, которые являются критичными в рамках безопасности системы

Автоматизация

Надежность – это одно из наиболее значимых требований для наших заказчиков. Установка разработана для полностью непрерывной эксплуатации с минимальной потребностью в присутствии оператора, обеспечивая константный поток водорода.

Система контроля давления: Человеко-машинный интерфейс на панели управления позволяет операторы выбрать требуемое давление газа (между 8 и 10 бар изб.). Установка автоматически регулирует свою производительность с тем, чтобы обеспечить установленное давление.
Автоматизация охлаждения: охлаждающая вода поступает в теплообменники через клапан, регулируемый ПЛК. При повышении температуры клапан открывается, тем самым подавая большее количество охлаждающей воды в контур. В результате этого – стабильная производственная температура.
Автоматическая продувка азотом: следуя принципам системы, продувка азотом требуется перед запуском установки при внутреннем давлении ниже 15 кПа. Процесс продувки регулируется ПЛК системы путем активации клапана в последовательном процессе.
Удаленный I/O: используя современное соединение PROFIBUS, мы значительно уменьшили количество соединительных кабелей и соответственно время, необходимое на установку. Внедрение прокола в комбинации с безопасным ПЛК и безопасным I/O позволяет системе полностью соответствовать самым строгим актуальным нормам и стандартам безопасности. ПЛК автоматически диагностирует любые ошибки передачи данных, не только делая систему безопаснее, но также сокращая время и силы на устранения неполадок.

Объем поставки

Сенсорный экран с человеко-машинным интерфейсом (HMI)

Экран HMI расположен на панели управления и позволяет оператору контролировать и эксплуатировать электролизер либо с экрана, либо с удаленного соединения, через защищенное соединение VPN. Система мониторинга включает в себя запись данных на компактную флэш карту. Она также позволяет нашим техническим специалистам подключаться к электролизеру, для диагностики и исправления случаев неисправностей и тревожной сигнализации при необходимости.

Исполнение контейнера

ISO 40’ футовый контейнер спроектирован и модифицирован для размещения водородной установки 60 нм³/ч и включает:

изолированные стенки и перекрытия
пол из металлических листов
запираемые двери во внешних стенках
Освещение во всех отсеках
Все устройства полностью оснащены и установлены на место вкл. трубную обвязку и кабели, что значительно сокращает время и затраты на установку / межсоединения на месте.
Два вытяжных вентилятора, которые вытягивают воздух через технологическое помещение из помещения общего назначения. Первый обеспечивает минимальный поток и работает постоянно. Поток проверяется между помещением общего назначения и технологическим помещением и подается аварийный сигнал, если минимум не достигнут.

Второй вентилятор активируется, когда температура окружающего воздуха в технологическом помещении находится вне пределов спецификации или когда обнаружен водород.

Технологический скид

Ключевым компонентов электролизного скида является пакет биполярных ячеек для электролиза воды под давлением. Пакет ячеек состоит из кольцевых электролизных ячеек, в каждой из которых содержатся два электрода и одна щелочная неорганическая ионообменная мембрана.

Генерация h3 и O2 происходит при подаче тока на пакет ячеек. Газы затем направляются на газовый сепаратор, который представляет собой двойной сосуд под давление из нержавеющей стали, после которого они промываются в специально спроектированном напорном сосуде, расположенном над газосепаратором.

Технологическая часть поставляется как полностью собранный скид, в который включено оборудование, например:

Пакеты ячеек
Газосепарторы, установка промывки газообразного водорода и коалесцирующие фильтры
Теплообменники для электролита и системы газового охлаждения
Лоток детектора утечек с реле уровня
Детектор водорода , панель анализатора для водорода в кислороде
Приборы кип и распределительные коробки: датчики, трансмиттеры, реле и т.д.
Клапаны и вентиляционные коллекторы (h3 и O2)

Блок управления

Шкаф панели управления включает в себя ПЛК и все соответствующее оборудования для обеспечения автоматической и надежной эксплуатации установки. Панель управления с помощью кабелей будет подсоединена как к технологической части, так и к силовой стойке. Характеристики:

Утвержденный электрический кожух с 2 запираемыми дверцами
Вентиляторы охлаждения + система фильтрации воздуха
ПЛК (Siemens S-7 программное обеспечение)
Снаружи: терминал с дисплеем для визуализации и HMI
Аварийный останов на дверце кожуха
Блок бесперебойного питания для безопасного отключения
Источник питания 24 В пост. тока
Автоматические выключатели и трансформаторы
Печатные платы и звуковая сигнализация

Блок питания

Блок питания конвертирует входящей 3х фазный переменный ток в стабилизированный постоянный ток, требуемый для процесса электролиза.

Каждый блок питания может питать до 2 пакетов элементов и состоит из:

Кожух с запираемой дверцей
Охлаждающие вентиляторы + система фильтрации воздуха
Защитная блокировка дверного переключателя
ПЛК контролируется тиристорами
Трансформатор
Выпрямительный диод
Автоматические выключатели, контакторы
Измерительный пакет элементов на дверце амперметр и вольтметр
Устройство проверки фазы

Система очистки водорода

Система очистки водорода спроектирована для дальнейшей очистки водорода до минимального уровня в размере 99.998%. Данная чистота достигается в 2 этапа:

Этап 1. Деоксидизация: для уменьшения содержания O2 в потоке газообразного h3 с помощью каталитической реакции. Выход O2 в h3 составляет менее 10 ppm или опционально менее 2 ppm.

Этап 2. Осушка: для удаления влажности в 2 колоннах осушки. Одна колонна находится в работе, в то время как вторая находится в режиме резерва / регенерации. Водород на выходе будет иметь атмосферную точку росы менее -60 °C или опционально менее -75 °C.

Система очистка водорода сконструирована на скиде и располагается в технологическом помещении. Система очистки водорода управляется с помощью центрального ПЛК в панели управления и имеет следующие особенности:

Сосуд деокисидзации с катализатором для удаления О2 в h3 (с обогревом и изоляцией)
Теплообменник
Коалесцирующий фильтр
Система дренажного сосуда для удаления воды
Оборудование КИП
Две колонны осушки с молекулярным ситом (с обогревом и изоляцией) (с временной регенерацией)
Соединения до контура охлаждения газа
Соединение до вентиляционных коллекторов технологической части (h3 и O2)

Холодильник (охлаждение газа)

Холодильник подает охлаждающую воду низкой температуры в замкнутый контур газообразного водорода и кислорода в сторону теплообменников при температуре 15 °C, вне зависимости от температуры окружающей среды. Охлажденная вода охлаждает газообразный водород и кислород, превращая водяной пар, появляющийся в процессе электролиза, в конденсат. Затем он фильтруется и удаляется из потока газа. Холодильник устанавливается внутри кожуха для применения внутри помещения и включает насос и расширительный бак.

Спецификация на чиллер

Система охлаждения электролита

Данная система охлаждения, включающая в себя насосный скид и сухой охладитель, выводит тепло в окружающий воздух.

Охлаждающая вода, как правило, водный раствор этиленгликоль, циркулирует в закрытом контуре, через высокопроизводительный теплообменник по типу «электролит-вода», установленный в технологической части установки производства водорода.

Благодаря системе охлаждения закрытого цикла гарантируется полная выходная способность установки по водороду в диапазоне температуры окружающей среды от -40 до +40°C. Сухой охладитель и насосный скид регулируются с помощью центрального ПЛК в панели управления.

Спецификация на сухой охладитель

Система подготовки питательной воды

Система подготовки питательной воды превращает водопроводную воду в чистую деминерализованную воду, необходимую для процесса электролиза. Осуществляется постоянный мониторинг за качеством воды, прежде чем она сможет поступить в процесс. Размеры ВхШхГ – 1,5х1,0х0,5 м

Система включает в себя такие фильтрационные очистные этапы как:

Мембрана обратного осмоса
Ионообменная система смешанного типа со смолой (2 резервуара, наполненные смолой)
Система смягчения воды с цифровым дозирующим насосом (анти-накипь)
Измеритель электропроводности
Активированный уголь и предварительные фильтры для улавливания частиц
Указатели давления и реле

Спецификация на питательную воду

Техническая спецификация

Вышеуказанные данные представлены только для информации и не могут быть использованы для гарантийных целей.

Общий вид

Дополнительные опции (по запросу)

Улучшение чистоты -75 °C 2ppm O2

Данная опция снижает атмосферную точку росы произведенного h3 с -60 °C до -75 °C, а содержание О2 в произведенном h3 с 10ppm до 2 ppm.

Уменьшенное содержание N2 – распылительный разбрызгиватель

Распылительный разбрызгиватель – это устройство, устанавливаемое на входе деминерализованной воды установки производства водорода для уменьшения содержания N2 менее 2 ppm произведенного h3.

Замер чистоты в режиме реального времени

Производится непрерывный мониторинг произведенного h3 в реальном времени как по содержанию воды («точка росы»), так и по содержанию кислорода. Данная опция может быть выбрана только в сочетании с системой очистки водорода.

Спускной клапан (только в комбинации с системой замера чистоты в режиме реального времени)

Данное устройство автоматически выпускает h3 в атмосферу, в случае если его качество не соответствует спецификации. Данная опция может быть выбрана только в комбинации с системой замера чистоты h3 в режиме реального времени.

Использование кислорода

Стандартно О2 сбрасывается в атмосферу. Производитель может обеспечить опциональную систему для очистки О2 и его подготовки для дальнейшего использования / очистки со стороны заказчика.

Система кондиционирования воздуха на панели управления

Это модульная установка кондиционирования воздуха, устанавливаемая на электропанелях. Данное устройство рекомендовано для систем, часто эксплуатируемых в температурах окруж. среды более +40 °C

Массовый расходомер

Массовый расходомер – это непосредственный замер объема h3, идущего в линию заказчика.

Содержание кислорода в детекторе атмосферы

Трансмиттер кислорода в атмосфере может быть реализован в технологическом помещении для непрерывного мониторинга уровня O2 в атмосфере технологического помещения. Система сигнализации срабатывает, если уровень кислорода падает ниже или поднимается выше безопасных предельных значений.

Автоматический перезапуск

Данная функция позволяет установке непрерывно определять актуальное давление в линии заказчика. Если установка находится в резервном режиме, то с помощью данной функции установка может быть автоматически повторно запущена, как только давление линии заказчика окажется ниже заданного порогового значения.

Опции по каркасу для наружной установки

Низкотемпературная опция:

Будут предприняты специальные действия, чтобы допустить работу при температуре окружающей среды до -40 °C. Например, адоптированная система охлаждения с закрытым контуром и усиленная система обогрева.

Аварийные огни:

В случае отключения сетевого питания аварийные огни в помещении с приборами управления будут светить до 30 минут.

Внешние огни:

Огни снаружи контейнера при входе в помещение с приборами управления / для инженерного оборудования и технологического помещения.

Вентиляционные трубы:

Две трубы из высококачественной нержавеющей стали с колпачками от дождя для безопасной вентиляции h3 и О2. Длина данных вентиляционных труб соответствует спецификации, для каркаса для наружного размещения, который установлен в зоне без прилегающих конструкций. Вентиляционные трубы должны быть вертикально соединены на месте к специально определенным фланцам на боковой стороне контейнера. Кабели обогрева для защиты труб от нулевых температур (точка замерзания) включены в данный объем.

Границы объема поставки

Границей установка электролиза является каркас для наружного размещения. На внешних стенках каркаса для наружного размещения имеются металлические пластины, которые включают следующие соединения:

Пользователь водородного газа
Вход питательной воды
Вход воздуха КИП
Вентиляционное отверстие кислорода (вентиляционная линия не включена)
Вентиляционное отверстие водорода (вентиляционная линия не включена)
Соединение дренажа конденсата
Вход инертного газа (азот)
Электрические межсоединения: включены внутри контейнера
Механические межсоединения: включены внутри контейнера
Энергопитание: автоматический прерыватель на стороне электролиза.
Охлаждающая вода (2 контура):

Сухой охладитель (охлаждение электролита)

Сухой охладитель поставляется в отдельной коробке. Он спроектирован для установки на крыше каркаса для наружного размещения, а объем поставки включает технические условия на крыше контейнера для их установки.
Трубка обвязки и кабели для соединения контейнера к внутренней части контейнера включены, но монтаж сухого охладителя на крыше и осуществление соединений на месте осуществляются заказчиком.

Холодильник (охлаждение газа):

Холодильник поставляется с полностью выполненными соединениями в каркасе для наружного размещения

Установка водоподготовки:

Установка водоподготовки поставляется с полностью выполненными соединениями в каркасе для наружного размещения.

intech-gmbh.ru

Способ получения водорода из воды

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и при изготовлении стационарных и транспортных источников топлива. Восстанавливают оксид железа путем его термолиза при нагреве инертным газом с получением кислорода при температуре выше 1200°C и давлении выше 0.1 МПа. Затем железо окисляют потоком водяного пара, нагреваемым инертным газом, в емкости, попеременно заполняемой нагретыми инертным газом и водяным паром. Адсорбцией, или мембранным, или электрохимическим разделением выделяют водород как конечный продукт из потока водяного пара, а также кислород из потока инертного газа. Цикл окисления и восстановления оксида железа ведут в параллельных переключаемых секциях, соединенных по инертному газу и водяному пару. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу получения водорода из воды и может быть использовано в химической промышленности, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии и как источник топлива в транспортных и стационарных энергоустановках.

С начала 20-го века основная технология производства водорода из воды была основана на т.н. железо-паровом методе, по которому пар при 500-1000°С пропускают над железом: 3Fe+4Н2О→Fe3O4+4Н2+160,67 кДж. Получаемый этим методом водород обычно используют для гидрогенизации жиров и масел. Состав оксида железа зависит от температуры процесса; при <560°С преобладает Fe3O4, выше 560°С возрастает доля FeO. Поскольку восстановление исходного железа из образовавшихся оксидов железа обычно проводили коксом, углем или водяным газом (смесь СО и h3), то небольшую примесь СО в производимом водороде удаляли, пропуская нагретую смесь Н2+СО над катализатором. При этом СО превращается в метан СН4.

Известен способ получения водорода, включающий взаимодействие водяного пара с элементарным железом и/или с его низшим окислом в кипящем слое при 500-650°С, давлении 0.1-0.4МПа, регенерацию образующихся окислов железа контактированием их с твердым углеродосодержащим материалом при 800-1100°С с получением газов регенерации и восстановленных окислов железа и возврат последних на стадию взаимодействия, газы регенерации возвращают на стадию регенерации [патент РФ №1125186, МПК С01В 3/10, опубл. 23.11.1984 г., БИ №43, «Способ получения водорода», авторы Лебедев В.В. и др.]. Недостатками способа являются сложность процесса, низкая производительность, большие энергозатраты, а также расход твердого углеродосодержащего материала.

Известен также способ получения водорода, заключающийся в конверсии перегретого насыщенного водяного пара в реакторе с электродами, отличающийся тем, что в реактор периодически вводят железную проволоку, которую пропускают между электродами в среде перегретого насыщенного водяного пара, на электроды периодически подают электрический разряд напряжением 45 кВ и периодически производят взрыв проволоки на мельчайшие жидкие частицы металла, которые вступают в реакцию с парами воды, образуя окислы железа и газообразный водород [патент РФ №2424973, МПК С01В 3/10, опубл. 27.07.2011, Бюл. №21, «Способ получения водорода», авторы Носырев Д.Я., Плетнев А.И. - прототип]. Недостатками способа также являются сложность процесса, низкая производительность, большие энергозатраты, а также необходимость производства железной проволоки и электроэнергии высокого напряжения.

В патенте RU 2415072, опубл. 27.11.2010, изложен способ получения газообразного водорода из состава, предназначенного для получения газообразного водорода, включает в себя по весу 40-70% окиси кальция (СаО) в виде порошка, 2-20% хлорида кальция (CaCl2), хлорида магния (MgCl2) или бикарбоната натрия (NaHCO3) в виде порошка, 6.7-30% алюминия или окиси алюминия (Al2O3) в виде порошка и 0.001-10% железа или магния в виде порошка, при котором 56 граммов окиси кальция (СаО) и 2 моля, то есть 36 граммов, воды (Н2О) вступают в реакцию для получения 2 граммов газообразного водорода (Н2). Объем 2 граммов газообразного водорода составляет 22,4 литра при температуре 0°С и 1 атмосфере (нормальное состояние), и, следовательно, 35,7 грамма (примерно 400 литров) газообразного водорода будет выработано из 1 кг окиси кальция. Недостатками способа также являются сложность процесса, низкая производительность, большие энергозатраты, а также расход твердого материала - окиси кальция (СаО). Для разложения (восстановления) оксидов металлов (кальций, цинк, марганец, железо, церий) предлагались различные солнечные печи, см., например, Thermodynamic Analysis of Cerium-based Oxides for Solar Thermochemical Fuel Production, Scheffe J., Steinfeld A. Energy & Fuels, Vol.26, pp.1928-1936, 2012, однако недостатком таких печей является крайне низкая объемная производительность, связанная с прохождением реакции разложения, в основном, на освещаемой солнцем поверхности, что ограничивает сферу применения такой технологии. Недостатком также является и необходимость поддержания крайне низкого давления в печи в связи с необходимостью применения кварцевого стекла для пропускания солнечной энергии внутрь печи.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать новый способ, позволяющий снизить тепловые затраты на процесс разложения воды, а также повысить производительность и экономичность технологии получения водорода.

Поставленная задача решается тем, что:

предложен способ получения водорода из воды, в котором проводят цикл окисления и восстановления оксида железа с получением водорода при окислении железа водяным паром, водород выделяют как конечный продукт из потока водяного пара, при этом восстановление оксида железа ведут путем его термолиза при нагреве инертным газом с получением кислорода, после чего железо окисляют потоком водяного пара, нагреваемым инертным газом, и его окисление водяным паром ведут в емкости, попеременно заполняемой нагретыми инертным газом и водяным паром.

Кроме того:

- нагрев инертного газа ведут в плазменной струе, или электронагревателями, или методом индукционного нагрева, или нагревом солнечной или ядерной энергией, или продуктами сгорания органического топлива,

- восстановление оксида железа ведут при температуре выше 1200°C и давлении выше 0.1 МПа, после чего выделение кислорода из потока инертного газа ведут адсорбцией, или мембранным или электрохимическим разделением,

- давление водяного пара выбирают в диапазоне от 0.1 до 1.0 МПа,

- часть тепла, необходимого для нагрева инертного газа, отводят от восстановленного оксида железа,

- отделение водорода от водяного пара после окисления железа ведут за счет адсорбции, или конденсации водяного пара, или мембранного разделения или электрохимическим процессом,

- путем регенеративного теплообмена изменяют температуры потоков инертного газа и водяного пара на входе и выходе из цикла окисления и восстановления оксида железа,

- цикл окисления и восстановления оксида железа ведут в параллельных переключаемых однородных по конструкции секциях, соединенных по инертному газу и водяному пару,

- в качестве инертного газа выбирают гелий, или аргон, или азот, или криптон или их смеси.

На чертеже дана одна из возможных схем реализации указанного способа, где 1 - нагретый гелий, 2 - термолизер, 3 - гелий-кислородная смесь, 4 - отделитель кислорода, 5 - кислород, 6 - охлажденный гелий, 7 - водяной пар, 8 - смесь водяного пара и водорода, 9 - регенеративный теплообменник нагрева водяного пара, 10 - отделитель водорода, 11 - водород, 12 - регенеративный теплообменник нагрева гелия, 13 - отбор тепла от оксида металла.

Примером реализации изобретения служит способ получения водорода из воды, описанный ниже.

В излагаемом примере осуществления изобретения предлагается, в качестве примера, использовать гелий 1 в качестве инертного газа и процесс термолиза оксидов железа: Fe2O3⇒2FeO+1/2O2 (термолиз свыше 1300-1400°C) для получения кислорода 5.

Как известно, для реакций типа FeOx+h3O⇒Fe2O4 (или Fe2O3)+h3 (технология типа HyGas) окисление Fe (или FeOx) идет по зависимости:

w2t-1=2.4·1014 exp(-84300/RT), где

w - приращение веса металла вследствие его окисления (г/м2).

Такой параболический характер имеют гетерогенные реакции, лимитируемые диффузией в конденсированной фазе. Аналогичный характер имеет и зависимость разложения гематита, что позволяет охарактеризовать особенности реализации изобретения применительно к процессам окисления вюстита до гематита в термолизере 2 с получением смеси водяного пара и водорода 8 из водяного пара 7, подаваемого в термолизер 2.

На первой стадии процесса гелий 1, нагретый до температуры 1500°C, поступает в термолизер 2, заполненный оксидом железа в основном в форме гематита, и, нагревая гематит до температуры 1300-1400°C, разлагает его до вюстита и кислорода, который смешивается с гелием и выводится из термолизера 2 в виде охлажденной до 1000-1100°C гелий-кислородной смеси 3, поступающей, например, в высокотемпературный электрохимический отделитель кислорода 4, в котором за счет кислородной диффузии через керамический электролит производят отделение кислорода 5 от потока гелия 6, поступающего на повторный нагрев (на чертеже не показано). В высокотемпературном электрохимическом отделителе кислорода 4 при подводе электрической энергии осуществляют подачу гелий-кислородной смеси 3 на вход катодного пространства высокотемпературного электрохимического процесса, в то время как кислород выделяют в анодном пространстве, отделенном от катодного электролитическим слоем, выполненном из кислородпроводящей керамики, например, SrFeCo0.5O3.25-δ, как она описана в Department of Chemistry, University of Houston, Houston, TX 77204-5641, USA, Solid State lonics DOI: 10.1016/S0167-2738(98)00106-4, т.е. такой материал, который имеет высокий уровень ионной проводимости и сравнимый (или больший) уровень электронной проводимости. Акцепторное допирование катионной подрешетки обеспечивает появление вакансий кислорода и, следовательно, обеспечивает высокие значения кислородно-ионной проводимости, а наличие в структуре элемента, способного к легкой смене степени окисления - высокую электронную проводимость. Можно предложить в качестве перспективных материалов также некоторые составы твердых растворов, например CaTi0.8Fe0.2O3-δ. Выделение кислорода 5 из потока гелий-кислородной смеси 3 целесообразно также проводить адсорбцией, мембранным разделением, однако в этих вариантах исполнения температура гелий-кислородной смеси 3 должна быть понижена до 200-300°С, что может достигаться либо регенеративным нагревом гелия 1, поступающего в термолизер 2, либо нагревом водяного пара 7. Регенеративные теплообменники 12 и 9 нагрева входящих потоков гелия 1 и водяного пара 7 соответственно, ведут нагрев за счет выходящих потоков гелий-кислородной смеси 3 и смеси водорода и водяного пара 8 соответственно. Кроме того, частично поток входящего гелия 1 может нагреваться за счет отбора тепла 13 от секции термолизера 2, в которой проведено восстановление оксида металла.

На второй стадии прекращают подачу гелия 1 в термолизер 2, внутрь которого подают поток водяного пара 7, нагретый до температуры 400-800°С. Водяной пар 7 при взаимодействии с оксидом железа в основном в форме вюстита окисляет последний до гематита с образованием водорода, смешивающегося с потоком водяного пара, выводимого из термолизера 2 в виде смеси водорода с потоком водяного пара 8, поступающей на отделение водорода 11, например, в высокотемпературный электрохимический отделитель водорода 10, в котором при подводе электрической энергии осуществляют подачу смеси водорода с потоком водяного пара 8 на вход анодного пространства высокотемпературного электрохимического процесса, в то время как смеси водорода выделяют в катодном пространстве, отделенном от анодного электролитическим слоем, выполненном из протонпроводящей керамики, например, SrCeO3, обладающей высокотемпературной протонной проводимостью, как доминирующей характеристикой электролита. Для SrCeO3, допированного Y, Sc, In, РЗЭ получены высокие величины протонной проводимости при 600-1000°С [Uchida H., Maeda N., Iwahara H. Relation between proton and hole conduction in SrCeO3 - based solid electrolytes under watercontaining atmospheres at hift temperatures // Solid State lonics. 1983. V.11. N2. P.117-124]. Электролиты были испытаны в ячейках, составляющих основу ряда высокотемпературных электрохимических устройств, и показали хорошие характеристики. Отделение водорода от водяного пара 7 возможно проводить также за счет адсорбции, конденсации водяного пара или мембранного разделения смеси водорода с потоком водяного пара 8 в аппарате выделения водорода 10 с получением продукционного водорода 11.

Нагрев гелия 1 ведут в плазменной струе, либо электронагревателями, либо методом индукционного нагрева, либо нагревом солнечной или ядерной энергией, либо продуктами сгорания органического топлива, на чертеже не показано. Помимо оксидов железа в термолизере 2 в качестве металла можно применять также сплавы на основе металлов, выбранных из группы олово, индий, галлий, марганец, хром, титан, медь, церий, цинк, алюминий, цирконий, свинец, ванадий, рутений, их смеси или соединения. Оксиды железа, гематит (FeO1.5), магнетит (FeO1.33) и вюстит (FeO1.1) имеют особенности плотноупакованной структуры ионов кислорода, могут образовывать шпинели, в частности для вюстита различные Fe/O отношения могут дифференцироваться что, как правило, обозначается Fe1-δO (с 0.05<δ<0.17). Вюстит может содержать 23.1-25.6% масс. кислорода. Гидролиз вюстита (FeO) ограничен из-за образования магнетита Fe3O4, играющего роль диффузионного барьера Такие компоненты, как Mn, Cr, Ti, Cu, Pb, V и Al, могут быть добавлены для повышения производительности, а добавки Al, Cr, Zr, Ga и V оказывают положительное влияние на окислительно-восстановительное поведение оксидов железа, вероятно, потому что водород активируется добавками или повышает диффузию кислорода в железе (оксидах).

Нагрев водяного пара 7 с давлением в диапазоне от 0.1 до 1.0 МПа перед подачей на окисление металла в термолизер 2 ведут помимо регенеративного нагрева в теплообменнике 9 также и с помощью, например, нагретого инертного газа 6, выходящего из отделителя 4, до температур 400-800°С с помощью отдельного теплообменника (на чертеже не показан) через герметичные теплообменные поверхности.

Цикл окисления и восстановления оксида металла ведут в параллельных переключаемых однородных по конструкции секциях термолизера 2, соединенных по гелию 1 и водяному пару 7 таким образом, чтобы поток гелия 1 поочередно переключался на подачу в соседние секции термолизера 2, в которых уже завершилось окисление оксида металла, а именно в излагаемом примере исполнения - окисление вюстита до гематита. Помимо гелия 1 в качестве инертного газа выбирают также аргон, азот, криптон или их смеси.

Ниже представлен расчет теплового баланса реализации способа:

1. Q термолиза гематита (до вюстита: Fe2O3⇒2FeO+1/2О2): 342.8 кДж/моль Fe2O3

2. Q нагрева/охлаждения гематита/вюстита (900→1500°С): Ср.гем средн×ΔТ=1 кДж/кг·К×600 К=0.6 МДж/кг Fe2O3/

Ср.вюст средн×ΔТ=0.73 кДж/кг·К×600 К=0.44 МДж/кг FeO

3. Q на испарение и нагрев водяного пара (1 МПа) до 1100°С: 2.26+2.17×(1100-180)=4.26 МДж/кг h3O

4. Принимая расходную массу гематита и водяного пара на 1 кг производимого водорода, равными:

mFe2O3=100 кг, что, соответственно, в 1.25 раза больше стехиометрического расхода (степень конверсии при термолизе-80%), масса вюстита: mFeO=72 кг и смеси вюстит/гематит (после термолиза): mFexOy=92 кг, mh3O=13.5 кг, что, в свою очередь, в 1.5 раза больше стехиометрического расхода, в соответствии с ожидаемой степенью конверсии пара (60-70% по данным Production of Synthesis Gas and hydrogen by the Steam-Iron Process: Pilot Plant Study of Fluidized and Free-Falling Beds, Gasior, S.J., Fomey, A.J., Field, J.H., Bienstock, Daniel, Benson, H.E.,U.S. DoI, Bureau of Mines, R.I. 5911,1961), получим общие затраты тепла (в приведении к 1 кг водорода):

- на проведение реакции термолиза: 171.2 МДж,

- на нагрев гематита: 0.6×100=60 МДж,

- на получение и нагрев водяного пара: 4.26×13.5=57.5 МДж.

Из них затраты на производство и нагрев водяного пара покрываются за счет охлаждения вюстита от температуры термолиза гематита (1500°С) до рабочей температуры генерации водорода (1100°С), что дает 0.76×600×92=41.7 МДж, а также за счет охлаждения потока водяного пара (4.5 кг) и водорода (1 кг) от 1100°С до 180°С, что дает 2×4.5+14.55×0.92=21.88 МДж и охлаждения потока кислорода (8 кг) от температуры термолиза (1500°С) до 180°С (в варианте термолизера с передачей тепла через стенку), что дает 1520×1×8=12.16 МДж, из которых 4.8 МДж может быть использовано для нагрева гематита перед термолизом, с соответствующим уменьшением затрат тепла, покрываемых нагретым гелием.

Таким образом, от энергоисточника с помощью гелиевого теплоносителя расход тепла составит 171.2+(60-4.8)=226.4 МДж.

Соответствующая общая эффективность процесса получения водорода из воды составит: 143/226.4=63%.

Такой показатель эффективности получения водорода из воды превышает все известные термохимические технологии.

При достигнутой объемной скорости водяного пара в реакционном объеме 300 1/ч и в расчете на мощность 1 МВт объем реактора-термолизера займет при плотности водяного пара 0.5 кг/м3:

1 МВт/226.4 МДж×3600×9/0.5/300=0.95 м3.

Суммарный процесс разложения воды в предложенном изобретении описывается реакцией (h3O→1/2O2+Н2), в которой удается получить из воды водород и кислород высокой чистоты с необходимым для дальнейшего использования давлением. Таким образом, в предложенном изобретении удалось снизить тепловые затраты на процесс разложения воды, а также повысить производительность и экономичность технологии получения водорода, эффективно использовать энергетический потенциал высокотемпературных энергоисточников, в том числе ядерных, что позволяет рассчитывать на высокую экономическую эффективность. Полученные продукты разложения воды - газообразные водород и кислород могут затем использовать в химической промышленности и металлургии для переработки углеводородов, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии и как топливо в транспортных и стационарных энергоустановках.

1. Способ получения водорода из воды, в котором проводят цикл окисления и восстановления оксида железа с получением водорода при окислении железа водяным паром, водород выделяют как конечный продукт из потока водяного пара, отличающийся тем, что восстановление оксида железа ведут путем его термолиза при нагреве инертным газом с получением кислорода, после чего железо окисляют потоком водяного пара, нагреваемым инертным газом, и его окисление водяным паром ведут в емкости, попеременно заполняемой нагретыми инертным газом и водяным паром.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев инертного газа ведут в плазменной струе, или электронагревателями, или методом индукционного нагрева, или нагревом солнечной или ядерной энергией, или продуктами сгорания органического топлива.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановление оксида железа ведут при температуре выше 1200°C и давлении выше 0.1 МПа, после чего выделение кислорода из потока инертного газа ведут адсорбцией, или мембранным или электрохимическим разделением.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление водяного пара выбирают в диапазоне от 0.1 до 1.0 МПа.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть тепла, необходимого для нагрева инертного газа, отводят от восстановленного оксида железа.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение водорода от водяного пара после окисления железа ведут за счет адсорбции, или конденсации водяного пара, или мембранного разделения или электрохимическим процессом.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что путем регенеративного теплообмена изменяют температуры потоков инертного газа и водяного пара на входе и выходе из цикла окисления и восстановления оксида железа.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что цикл окисления и восстановления оксида железа ведут в параллельных переключаемых однородных по конструкции секциях, соединенных по инертному газу и водяному пару.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа выбирают гелий, или аргон, или азот, или криптон или их смеси.

www.findpatent.ru

Устройство получения водорода из воды

Предложен новый оригинальный электроосмотический водородный генератор, содержащий полую камеру с водой, электроды, размещенные в воде, присоединенный к ним источник электроэнергии, дополненный капиллярами, размещенными вертикально в воде, с их верхними торцами выше уровня воды ,причем электроды выполнены плоскими, один из которых размещен под капиллярами, а второй электрод выполнен сетчатым и размещен над ними , причем источник электроэнергии выполнен высоковольтным и регулируемым по амплитуде и частоте, причем зазор между торцами капилляров и вторым электродом и параметры электроэнергии, подаваемой на электроды выбирают по условию обеспечения максимальной производительности по водороду, причем регуляторами производительности является регулятор напряжения упомянутого источника и регулятор зазора между капиллярами и вторым электродом.

ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

относится к теплоэнергетике, и к электрохимии а конкретнее, к водородной энергетике и может быть полезно использована для получения водорода, при сжигании которого можно получить много тепловой энергии из внутренней химической энергии воды посредством малозатратной диссоциации ее на Н2 и О2

Известны способ и устройства прямого электрохимического разложения (диссоциации) воды и водных растворов на водород и кислоро

eco21x.wordpress.com

Получение водорода - это... Что такое Получение водорода?

Электролизёр — оборудование для производства водорода из воды

Промышленное производство водорода — неотъемлемая часть водородной энергетики, первое звено в жизненном цикле употребления водорода. Водород практически не встречается в природе в чистой форме и должен извлекаться из других соединений с помощью различных химических методов.

Методы производства водорода

Разнообразие способов получения водорода является одним из главных преимуществ водородной энергетики, так как повышает энергетическую безопасность и снижает зависимость от отдельных видов сырья.

К ним относятся:

В данный момент наиболее доступным и дешёвым процессом является паровая конверсия. Согласно прогнозам, она будет использоваться в начальной стадии перехода к водородной экономике для упрощения преодоления проблемы «курицы и яйца», когда из-за отсутствия инфраструктуры нет спроса на водородные автомобили, а из-за отсутствия водородных автомобилей не строится инфраструктура. В долгосрочной перспективе, однако, необходим переход на возобновляемые источники энергии, так как одной из главных целей внедрения водородной энергетики является снижения выброса парниковых газов. Такими источниками может быть энергия ветра или солнечная энергия, позволяющая проводить электролиз воды.

Производство водорода может быть сосредоточено на централизованных крупных предприятиях, что понижает себестоимость производства, но требует дополнительных расходов на доставку водорода к водородным автозаправочным станциям. Другим вариантом является маломасштабное производство непосредственно на специально оборудованных водородных автозаправочных станциях.

Производство водорода из различных источников сырья

Из углеводородов

Паровая конверсия природного газа / метана

В настоящее время данным способом производится примерно половина всего водорода. Водяной пар при температуре 700° − 1000° Цельсия смешивается с метаном под давлением в присутствии катализатора. Себестоимость процесса $2-5 за килограмм водорода. В будущем возможно снижение цены до $2-$2,50, включая доставку и хранение.

Газификация угля.

Старейший способ получения водорода. Уголь нагревают при температуре 800°-1300° Цельсия без доступа воздуха. Первый газогенератор был построен в Великобритании в 40-х годах XIX века. США предполагают построить электростанцию по проекту угля. Электричество будут вырабатывать топливные элементы, используя в качестве горючего водород, получающийся в процессе газификации угля.

В декабре 2007 г. была определена площадка для строительства первой пилотной электростанции проекта FutureGen. В Иллинойсе будет построена электростанция мощностью 275 МВт. Общая стоимость проекта $1,2 млрд. На электростанции будет улавливаться и храниться до 90% СО2.

Себестоимость процесса $2-$2,5 за килограмм водорода. В будущем возможно снижение цены до $1,50, включая доставку и хранение.

Из биомассы

Водород из биомассы получается термохимическим, или биохимическим способом. При термохимическом методе биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500°-800° (для отходов древесины), что намного ниже температуры процесса газификации угля. В результате процесса выделяется h3, CO и Ch5.

Себестоимость процесса $5-$7 за килограмм водорода. В будущем возможно снижение до $1,0-$3,0.

В биохимическом процессе водород вырабатывают различные бактерии, например, Rodobacter speriodes.

Возможно применение различных энзимов для ускорения производства водорода из полисахаридов (крахмал, целлюлоза), содержащихся в биомассе. Процесс проходит при температуре 30° Цельсия при нормальном давлении. Себестоимость водорода около $2 за кг.

Из цепочки сахар-водород-водородный топливный элемент можно получить [1] в три раза больше энергии, чем из цепочки сахар-этанол-двигатель внутреннего сгорания.

См. полную статью Биоводород.

Из мусора

Разрабатываются различные новые технологии производства водорода. Например, в октябре 2006 году Лондонское Водородное Партнёрство опубликовало исследование о возможности производства водорода из муниципального и коммерческого мусора. Согласно исследованию, в Лондоне можно ежедневно производить 141 тонну водорода как пиролизом, так и анаэробным сбраживанием мусора. Из муниципального мусора можно производить 68 тонн водорода.

141 тонны водорода достаточно для работы 13750 автобусов с двигателями внутреннего сгорания, работающими на водороде. В Лондоне в настоящее время эксплуатируется более 8000 автобусов.

Химическая реакция воды с металлами

В 2007 году Университет Purdue (США) разработал метод производства водорода из воды при помощи алюминиевого сплава.

Сплав алюминия с галлием формируется в пеллеты. Пеллеты помещают в бак с водой. В результате химической реакции производится водород. Галлий создаёт вокруг алюминия плёнку, предотвращающую окисление алюминия. В результате реакции создаётся водород и оксид алюминия.

Из одного фунта алюминия можно получать более 2 кВт·ч энергии от сжигания водорода и более 2 кВт·ч тепловой энергии во время реакции алюминия с водой. В будущем, при использовании электроэнергии атомных реакторов 4-го поколения, себестоимость водорода, получаемого в ходе реакции, станет эквивалента цене бензина $3 за галлон.

Автомобиль среднего размера с двигателем внутреннего сгорания с 350 фунтами (158 кг.) алюминия на борту может проехать 350 миль (560 км.). В будущем стоимость поездки составит $63, включая стоимость восстановления оксида алюминия на атомной электростанции 4-го поколения.

Подробнее см. pdf файл

Производство водорода из различных источников энергии

Из энергии ветра

Департамент Энергетики США (DOE) и Национальная Исследовательская Энергетическая Лаборатория (NREL) с 2006 г. проводит исследовательские работы «Водород из ветра». Построена водородная заправочная станция с ветрогенератором мощностью 100 кВт. Исследования должны сравнить методы производства водорода гидролизом из энергии ветра и энергии из промышленной электрической сети. Ветро-гидролизная система установлена в Национальном Ветряном Технологическом Центре, принадлежащем NREL. Будут сравниваться различные технологии гидролиза воды, хранения, их стоимости.

Согласно расчетам NREL, произведённым в 2006 году, в ближайшем будущем себестоимость производства водорода из энергии ветра составит $4,03 за кг. водорода. В долгосрочной перспективе себестоимость водорода снизится до $2,33 за кг. водорода.

США смогут ежегодно производить из энергии ветра 4 класса и выше 154 млрд. кг. водорода.

Из энергии солнца

Швейцарская компания Clean Hydrogen Producers (CHP) разработала технологию производства водорода из воды при помощи параболических солнечных концентраторов. Площадь зеркал установки составляет 93 м2. В фокусе концентратора температура достигает 2200°С. Вода начинает разделяться на водород и кислород при температуре более 1700° С.

За световой день 6,5 часов (6,5 кВт·ч/кв.м.) установка CHP может разделять на водород и кислород 94,9 литров воды. Производство водорода составит 3800 кг. в год (около 10,4 кг. в день).

Израильский Weizmann Institute of Science в 2005 году испытал технологию получения не окисленного цинка в солнечной башне. Оксид цинка в присутствии древесного угля нагревался зеркалами до температуры 1200 °С на вершине солнечной башни. В результате процесса получался чистый цинк. Далее цинк можно герметично упаковать и транспортировать к местам производства электроэнергии. На месте цинк помещается в воду, в результате химической реакции получается водород и оксид цинка. Оксид цинка можно ещё раз поместить в солнечную башню и получить чистый цинк.

Технология прошла испытания в солнечной башне канадского Institute for the Energies and Applied Research.

См. также Солнечный коллектор.

Из атомной энергии

Правительством США принята Атомная водородная инициатива. Ведутся работы (совместно с Южной Кореей) по созданию атомных реакторов нового поколения, способных производить в больших количествах водород. INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) прогнозирует, что один энергоблок атомной электростанции 4-го поколения будет производить ежедневно водород, эквивалентный 750000 литров бензина.

Финансируются исследования возможностей производства водорода на существующих атомных электростанциях.

С использованием водорослей

Учёные калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) 1999 году обнаружили, что если водорослям не хватает кислорода и серы, то процессы фотосинтеза у них резко ослабевают, и начинается бурная выработка водорода.

Водород может производить группа зелёных водорослей, например, Chlamydomonas reinhardtii. Водоросли могут производить водород из морской воды, или канализационных стоков.

См. также Фотоводород.

Домашние системы производства водорода

Вместо строительства водородных заправочных станций водород можно производить в бытовых установках из природного газа, или электролизом воды. Honda испытывает свою бытовую установку под названием Домашняя энергетическая станция Honda. Установка в бытовых условиях производит водород из природного газа. Часть водорода используется в топливных элементах для производства тепловой и электрической энергии для дома. Оставшая часть водорода используется для заправки автомобиля.

Британская компания ITM Power Plc разработала и испытала в 2007 г. бытовой электролизёр для производства водорода. Водород производится ночью, что позволит сгладить пики потребления электроэнергии. Электролизер мощностью 10 кВт производит из воды водород, и хранит его под давлением 75 бар. Произведённого водорода досточно для 40 км. пробега битопливного (водород/бензин) Ford Focus. Компания планирует начать производство бытовых электролизеров в начале 2008 года. ITM Power уже достигла уровня себестоимости электролизеров $164 за 1 кВт.

Получение водорода. Установки получения (производства) водорода. Получение водорода из воды

Способ получения водорода из воды и устройство для его осуществления

Найдена новая технология получения водорода из воды

Способ и устройство для получения водорода из воды

Получение водорода. Установки получения (производства) водорода.

Введение

Надежность

Автоматизация

Объем поставки

Техническая спецификация

Дополнительные опции (по запросу)

Границы объема поставки

Способ получения водорода из воды

Устройство получения водорода из воды

Устройство получения водорода из воды

Получение водорода - это... Что такое Получение водорода?

Методы производства водорода

Производство водорода из различных источников сырья

Из углеводородов

Из биомассы

Из мусора

Химическая реакция воды с металлами

Производство водорода из различных источников энергии

Из энергии ветра

Из энергии солнца

Из атомной энергии

С использованием водорослей

Домашние системы производства водорода

Крупнейшие производители водорода

Смотри также

Ссылки

Получение водорода. Установки получения (производства) водорода. Получение водорода из воды

Способ получения водорода из воды и устройство для его осуществления

Найдена новая технология получения водорода из воды

Способ и устройство для получения водорода из воды

Получение водорода. Установки получения (производства) водорода.

Введение

Надежность

Автоматизация

Объем поставки

Техническая спецификация

Дополнительные опции (по запросу)

Границы объема поставки

Способ получения водорода из воды

Устройство получения водорода из воды

Устройство получения водорода из воды

Получение водорода - это... Что такое Получение водорода?

Методы производства водорода

Производство водорода из различных источников сырья

Из углеводородов

Из биомассы

Из мусора

Химическая реакция воды с металлами

Производство водорода из различных источников энергии

Из энергии ветра

Из энергии солнца

Из атомной энергии

С использованием водорослей

Домашние системы производства водорода

Крупнейшие производители водорода

Смотри также

Ссылки

Товар добавлен к сравнению

Товар добавлен в корзину

Вы заказали товар.

Наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время.