Изобретение относится к области химии. Водород получают путем подачи в реактор между железными электродами периодически воды и алюминиевого порошка. Полученная алюмоводная суспензия контактирует с электродами, на которые периодически подают электрический импульс с плотностью введенной в алюмоводную суспензию энергиии 5-15 кДж/г. Диспергируют порошок, образуя жидкие наночастицы алюминия, которые, взаимодействуя с водой, образуют окислы алюминия и газообразный водород. Изобретение позволяет...
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Изобретение относится к технологии получения высокочистого водорода, и может использоваться в топливных элементах для выработки электрической энергии. Применение способа позволяет продлить срок службы катализатора окисления водорода в топливном элементе путем снижения содержания таких примесей как H2O, CO2 и других.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известен способ получения водорода с одновременным получением Al(OH)3 и Al 2O3 («Способ получения водорода» 2356830 С01В 3/08, приор. 26.06.2007), в котором водород получают взаимодействием H2O и Al, легированного в расплавленном состоянии Bi или Pb, а затем диспергированного, что позволяет повысить эффективность способа без внешнего воздействия.
Недостатком способа является получение водорода, насыщенного парами воды (1,2 кг/м3 при t=25°C), с примесью газообразного CO2 и других, которые отравляют платино-палладиевый катализатор, снижают характеристики топливного элемента, сокращают срок его эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности и заявляемому способу является способ получения водорода путем использования гидрореагирующей смеси (патент на изобретение 2338684 C01B 3/00, B22F 9/20, В82В 1/00, опубл. 20.11.2008). Сущность изобретения заключается в смешении нанопорошка алюминия с водой и последующем добавлении гранулированного гидроксида натрия в суспензию.
Недостатком способа является неравномерность выделения водорода, связанная с протеканием гетерогенной реакции на поверхности гранул гидроксида натрия, что затрудняет управление процессом. Кроме того, недостатком способа является получение водорода также насыщенного парами воды (1,2 кг/м 3 при t=25°C) с примесью CO2 и других газов, которые отравляют платино-палладиевый катализатор, снижают характеристики топливного элемента, сокращают срок его эксплуатации.
Основной технической задачей изобретения является получение высокочистого водорода за счет повышенной диффузионной способности водорода при нагревании. Решение основной технической задачи достигается тем, что проводят термохимическое окисление алюминия водой, полученный горячий водород пропускают через слой пленки сверхвысокомолекулярного полиэтилена при давлении 1 атм. В результате односторонней диффузии только молекул водорода получают высокочистый водород.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Пример.
Согласно термохимическому уравнению реакции окисления алюминия водой, при взаимодействии алюминия с водой выделяются тепло и молекулярный водород, то есть температура воды будет расти по мере выделения водорода. Следовательно, скорость роста температуры воды пропорциональна величине скорости выделения водорода. В тоже время, скорость тепловыделения на границе раздела оксид-металл, согласно химической реакции будет равна:
Анализ полученного выражения показывает, что с повышением скорости и теплового эффекта реакции, а также с увеличением реакционного объема величина Tmax растет, тогда как увеличение коэффициента теплоотдачи и поверхности теплоотвода снижают Tmax. Температура окружающей среды Т0 входит как аддитивная составляющая в значение Tmax. Оценить максимально достигаемую температуру Tmax можно по фазовому и химическому составу образующихся в объеме реагирующего слоя продуктов реакции.
Экспериментально показано, что с ростом температуры воды температура водорода, образующегося в зоне реакции повышается от 90 до 400°C. Образуется «горячий водород», имеющий высокую проникающую способность.
лабораторная установка для получения высокочистого водорода
Для проведения экспериментов была собрана лабораторная установка. На фиг.1 представлена схема установки: 1 - V-образная трубка-манометр; 2 - соединительные шланги; 3 - колбы Вюрца; 4 - термометр; 5 - трубка с пленкой сверхвысокомолекулярного полиэтилена; 6 - делительная воронка.
Был взят нанопорошок алюминия, полученный при помощи электрического взрыва проводника в среде газообразного аргона. Среднеповерхностный диаметр частиц - 120 нм, распределение частиц по диаметру - нормально-логарифмическое в интервале 80-500 нм, насыпная плотность - 0,22 г/см3 , содержание адсорбированных газов и воды - до 6% (мас.)
Компоненты гидрореагирующей смеси - порошок «АСД-1» крупностью 80 мкм, нанопорошок алюминия крупностью частиц 70÷120 нм, а также гранулированный гидроксид натрия крупностью 1,0÷2,5 мм в массовых соотношениях 70:26:4, при постоянном перемешивании одновременно добавляют в воду комнатной температуры (21÷23°C).
Молекулы воды и газообразна примесь CO2 и другие примеси имеют гораздо больший диаметр и более низкую температуру, чем молекулярный водород, и поэтому не проникают через мембрану из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Попытки использования полиэтилена высокого давления (ПЭВД) не дали положительных результатов, так как обычный полиэтилен имеет низкую прочность при небольшом нагревании.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
В результате реакции алюминия с водой происходит выделение водорода и рост температуры жидкости. На пороге температурного показателя 40°C и давления 1,3 атм. происходит плавное снижение давление, что свидетельствует о прохождении водорода через слой пленки. На фиг.2 представлена зависимость давления от температуры воды во время реакции нанопорошка алюминия с водой. Собранный в колбе водород отбирали в специальную емкость для проведения анализа. Результаты хроматографического анализа полученного исходного водорода и прошедшего водорода через мембрану из сверхвысокомолекулярного полиэтилена показали, что если исходный водород содержал 2,1 г/л (6,3%) H2 O, <1×10-5% CO2, то после прохождения через мембрану содержание примесей суммарно составило <1×10 -6%. Измерения содержания газов проводилось в научно-аналитическом центре национального исследовательского Томского политехнического университета на масс-спектрометре TRACE DSQ.
зависимость давления от температуры воды во время реакции нанопорошка алюминия с водой.
Формула изобретения
Способ получения высокочистого водорода, включающий термохимическое окисление алюминия водой, отличающийся тем, что горячий водород, образующийся в результате реакции, пропускают через слой пленки сверхвысокомолекулярного полиэтилена при давлении 1 атм.
Имя изобретателя: Катушонок Сергей Геннадьевич (RU), Ильин Александр Петрович (RU) Имя патентообладателя: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Почтовый адрес для переписки: 634050, г.Томск, пр-кт Ленина, 30, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, отдел правовой охраны результатов интеллектуальной деятельности Дата начала отсчета действия патента: 23.04.2012
Разместил статью: admin
Дата публикации: 27-03-2014, 16:06
Изобретение относится к области химии. Согласно первому варианту для получения водорода железные стержни изолируют от стенок реактора 1 и подают на них высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор 1 заземляют и заполняют водой до образования разряда между железными электродами и поверхностью воды. Согласно второму варианту плоский горизонтальный охлаждаемый электрод 18 изолируют от стенок реактора 1 и подают на него высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор...
Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен фотобиокатализатор, включающий гидрогеназу, иммобилизованную в количестве не менее 0,1 нмоль на 1 см2 на наноструктурированной мезопористой пленке TiO2. Мезопористая плёнка приготовлена из нанокристаллов TiO2 размером от 15 до 25 нм с удельной поверхностью 50-100 м2/г. Совместно с ферментом гидрогеназой на пленке диоксида титана иммобилизован фотосенсибилизатор ФС 1 - пигмент-белковый комплекс фотосистемы 1 - в количестве...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Изобретение относится к области химии. Водород получают путем подачи в реактор между железными электродами периодически воды и алюминиевого порошка. Полученная алюмоводная суспензия контактирует с электродами, на которые периодически подают электрический импульс с плотностью введенной в алюмоводную суспензию энергиии 5-15 кДж/г. Диспергируют порошок, образуя жидкие наночастицы алюминия, которые, взаимодействуя с водой, образуют окислы алюминия и газообразный водород. Изобретение позволяет...
Изобретение относится к области химии. Согласно первому варианту для получения водорода железные стержни изолируют от стенок реактора 1 и подают на них высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор 1 заземляют и заполняют водой до образования разряда между железными электродами и поверхностью воды. Согласно второму варианту плоский горизонтальный охлаждаемый электрод 18 изолируют от стенок реактора 1 и подают на него высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор...
Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен фотобиокатализатор, включающий гидрогеназу, иммобилизованную в количестве не менее 0,1 нмоль на 1 см2 на наноструктурированной мезопористой пленке TiO2. Мезопористая плёнка приготовлена из нанокристаллов TiO2 размером от 15 до 25 нм с удельной поверхностью 50-100 м2/г. Совместно с ферментом гидрогеназой на пленке диоксида титана иммобилизован фотосенсибилизатор ФС 1 - пигмент-белковый комплекс фотосистемы 1 - в количестве...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
