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PLAN DE TRAVAIL DU CERVEAU. SUR LES TRAVAUX DU CERVEAU EN TYPE GENERAL ...

GAZ DE CARBURANT ET HYDROGENE BASSES A PARTIR DE SOLUTIONS AQUEUSES FECALAIRES
PRODUCTION EFFICACE D'HYDROGENE A PARTIR D'EAU AVEC L'AIDE
LIQUIDES DE LA PAROLE ÉLECTRIQUE CAPILLAIRE

GAZ DE CARBURANT ET HYDROGENE BON MARCHÉ ISSUS DE SOLUTIONS FECALIALES AQUEUSES. OBTENTION EFFICACE D'HYDROGENE DANS L'EAU AVEC L'AIDE D'UN ESPACE ELECTRIQUE CAPILLAIRE DE LIQUIDES

Valery Dudyshev, Russie, Samara
Université technique de Samara

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L'article discute d'une nouvelle direction scientifique et technique prometteuse pour l' énergie de l' hydrogène - la dernière technologie électrocapillaire pour la production de n 2 et de gaz combustibles . Il repose sur des essais expérimentaux d'un nouvel effet électrophysique d'évaporation et de dissociation intenses «à froid» de solutions hydro-organiques en gaz combustibles dans un champ électrique intense. L'effet d'ouverture est la base physique de nombreuses nouvelles technologies «révolutionnaires» dans les énergies du carburant et de l'hydrogène. Cette technologie a été testée ...

La production efficace d’hydrogène à partir d’eau est un vieux rêve tentant de la civilisation. Le problème énergétique urgent concerne également la gazéification des combustibles hydrocarbonés solides et liquides, en particulier la création et la mise en œuvre de technologies permettant d'économiser de l'énergie pour la production de gaz combustibles à partir d'hydrocarbures, y compris le charbon. La perspective de transformer n'importe quel déchet organique liquide en gaz combustible bon marché est tentante.

Il existe différentes méthodes pour produire de l'hydrogène à partir de la décomposition de l'eau: thermique, électrolytique, catalytique, thermochimique, thermogravitationnelle, électropulse, etc. Les technologies connues consomment beaucoup d’énergie pour obtenir du gaz combustible à partir de l’eau, mais aussi pour surmonter les liaisons intermoléculaires de l’eau dans son état d’agrégation liquide. La biométrie pour la gazéification des matières organiques n’a pas un caractère universel, une productivité élevée et est cruciale pour de nombreux paramètres. Une nouvelle technologie éprouvée pour la production de gaz combustible à partir de solutions organiques utilisant un champ électrique est proposée. Le dispositif de fonctionnement le plus simple pour la réalisation expérimentale de l'effet de l' électroosmose capillaire à haute tension sur l'évaporation et la dissociation à froid des molécules d'eau est illustré à la Fig.1.

Le dispositif le plus simple pour l'électroosmose capillaire de liquides

Le dispositif le plus simple ( Fig. 1 ) pour la mise en oeuvre du procédé proposé pour la production de gaz combustibles à partir de solutions aqueuses consiste en une capacité diélectrique 1 , dans laquelle le liquide 2 est versé (émulsion eau-combustible ou eau ordinaire), en matériau capillaire finement poreux, par exemple une mèche fibreuse. 3 , immergé dans ce liquide et y étant pré-humidifié, depuis l'évaporateur supérieur 4 , sous la forme d'une surface d'évaporation capillaire à surface variable sous la forme d'un écran imperméable (non représenté sur la figure 1 ). La structure de ce dispositif comprend des électrodes à haute tension 5, 5-1 , connectées électriquement aux bornes opposées d'une source réglable à haute tension d'un champ électrique constant 6 , l'une des électrodes 5 réalisée sous la forme d'une plaque à aiguille trouée et placée de manière mobile au-dessus de l'évaporateur 4 , par exemple en parallèle. à une distance suffisante pour éviter toute panne électrique sur la mèche mouillée 3 , reliée mécaniquement à l'évaporateur 4 .

Une autre électrode à haute tension ( 5-1 ), connectée électriquement à l'entrée, par exemple à la sortie «+» de la source de champ 6 , est connectée mécaniquement et électriquement à l'extrémité inférieure du matériau poreux, la mèche 3 , presque au bas de la capacité 1 . Pour assurer une isolation électrique fiable, l'électrode est protégée du corps du récipient par un isolant électrique 1- à travers 5-2 , complété par un collecteur de gaz modulaire 7 . Essentiellement, un dispositif contenant les blocs 3, 4, 5, 6 est un dispositif combiné d'une pompe électroosmotique et d'un évaporateur de liquide électrostatique 2 provenant du réservoir 1 .

Le bloc 6 permet d’ajuster l’intensité du champ électrique constant ( «+», «-» ) de 0 à 20 kV / cm . L'électrode 5 est perforée ou poreuse pour permettre la formation d'une paire à travers elle-même. Le dispositif (Fig. 1) offre également la possibilité technique de modifier la distance et la position de l'électrode 5 par rapport à la surface de l'évaporateur 4. En principe, des monoélectrets en céramique peuvent être utilisés à la place de l'unité électrique 6 et de l'électrode 5 pour créer le champ électrique requis. Pour la première fois, "évaporation à froid" et la dissociation électrocapillaire de liquides a été réalisée en utilisant des émulsions eau-carburant et des solutions fécales de concentrations diverses sous forme de liquides. Les gaz combustibles étaient très différents. Composition Nye et la capacité calorifique. Sous l'action des forces électrostatiques du champ électrique longitudinal, les molécules dipolaires polarisées du liquide se déplacent dans les capillaires du réservoir vers le potentiel électrique opposé de l'électrode 5 ( électroosmose ), sont interrompues par ces forces de champ électrique provenant de la surface de l'évaporateur 4 et se transforment d'abord en brouillard visible, puis se dissocient dans un champ électrique. à la consommation d'énergie minimale de la source du champ électrique ( 6 ). Une électroradiolyse partielle, une thermocinétique et une dissociation électrothermique des molécules liquides évaporées par un champ se produisent par collision les unes avec les autres et avec des molécules d'air et d'ozone, des électrons dans la zone d'ionisation entre l'évaporateur 4 et l'électrode supérieure 5 . Comme le montrent les expériences, cela se produit lors de la formation de gaz combustible. En outre, ce gaz combustible entre par le collecteur de gaz 7 , dans l'accumulateur, par exemple, dans les chambres de combustion d'un véhicule automobile.

La composition de ce gaz combustible comprend les molécules d'hydrogène ( H2 ), le % d' oxygène, les molécules d'eau, le méthane et d'autres molécules de combustibles organiques complexes, etc. Il a été démontré expérimentalement que l'intensité du processus d'évaporation et de dissociation de ses molécules de vapeur et de la composition des gaz combustibles dépend de manière significative du changement. paramètres des solutions d'eau, installation et champ électrique. La valeur calorifique du gaz combustible a été estimée en le brûlant pour chauffer le volume d'eau de contrôle.

Des expériences ont montré les performances élevées de cette technologie capillaire d’évaporation à froid de solutions aqueuses et de formation de gaz. Donc, en 10 minutes avec un diamètre d'un câble capillaire et un cylindre de travail de 10 cm . L'électro-vapeur capillaire évapore un volume suffisamment important d'émulsion eau-carburant ( 1 litre) sans pratiquement aucun coût énergétique. À une concentration de gaz combustible comprise entre 10 et 30% du volume de la solution évaporée. Des expériences ont montré que dans chacun des capillaires à liquide électrifié, l'électrostatique sans courant fonctionnait simultanément pompe à ions, qui élèvent la colonne par un champ polarisé et partiellement ionisé dans un capillaire de micron par rapport au diamètre d'une colonne de liquide (eau) à partir d'un potentiel la un champ électrique fournie au liquide lui-même et l'extrémité inférieure du capillaire au potentiel électrique opposé, placé avec un intervalle par rapport à l'extrémité opposée du tube capillaire. En conséquence, une telle pompe électrostatique ionique rompt de manière intensive les liaisons intermoléculaires de l'eau, déplace activement les molécules d'eau polarisées et leurs radicaux dans le capillaire, puis injecte ces molécules avec les radicaux chargés électriquement chargés de molécules d'eau situées à l'extérieur du capillaire jusqu'au potentiel opposé du champ électrique. Les expériences montrent que plus le champ électrique est élevé, plus la dissociation partielle (rupture) des molécules solvatées des solutions hydro-organiques est élevée. C'est précisément l'énergie potentielle du champ électrique qui est utilisée dans tous ces processus difficiles et simultanés de l' électroosmose capillaire d'un liquide. En même temps, à la sortie des capillaires, les molécules gazeuses d’eau et de solvates sont perturbées par les forces électrostatiques du champ électrique en méthane, H 2 et O 2 . Étant donné que ce processus de transition de phase de l'eau liquide en brouillard d'eau (gaz) et de dissociation des molécules d'eau se déroule dans l'expérience sans aucune dépense d'énergie apparente (chaleur et électricité triviale), il est probable que l'énergie potentielle du champ électrique soit dépensée d'une certaine manière. Ainsi, l’ électroosmose capillaire à haute tension d’un liquide aqueux assure, par l’utilisation de l’énergie potentielle du champ électrique, une évaporation véritablement intensive et peu coûteuse sur le plan énergétique et le fractionnement des molécules d’eau en gaz combustible ( H 2 , O 2 , H 2 O ). Malgré la relative simplicité de la mise en œuvre technique de la technologie elle-même, la physique et l'énergie réelles des processus dans la mise en œuvre de cet effet sont très complexes et parfaitement comprises.

Depuis l’évaporation et la dissociation «froides» capillaires électroosmotiques de liquides, de nombreux processus électrochimiques, électrophysiques, électromécaniques et autres se déroulent simultanément et alternativement, en particulier lorsque la solution aqueuse se déplace à travers les molécules injectant des molécules capillaires du bord capillaire en direction du champ électrique.

En termes simples, l’essence physique du nouvel effet et de la nouvelle technologie est la conversion de l’énergie potentielle du champ électrique en énergie cinétique du mouvement des molécules et structures de fluide à travers le capillaire et à l’extérieur. En même temps, lors du processus d'évaporation et de dissociation d'un liquide, presque aucun courant électrique n'est consommé, car c'est l'énergie potentielle du champ électrique qui est consommée. C’est le champ électrique dans l’ électroosmose capillaire qui déclenche et maintient l’apparition simultanée dans le liquide lors de la conversion de ses fractions et son état d’agrégation en un dispositif, ainsi que de nombreux effets utiles de la conversion de structures moléculaires et de molécules liquides en un gaz combustible. À savoir: l' électroosmose capillaire à haute tension fournit simultanément une puissante polarisation des molécules d'eau et de ses structures avec rupture partielle des liaisons intermoléculaires de l'eau dans un capillaire électrifié, écrasant des molécules d'eau et des amas polarisés en radicaux chargés dans le capillaire lui-même au moyen de l'énergie potentielle d'un champ électrique.

Le réglage de l'intensité de la formation de brouillard d'eau (intensité d'évaporation à froid) est obtenu en modifiant les paramètres du champ électrique dirigé le long de l'évaporateur capillaire et (ou) en modifiant la distance entre la surface externe du matériau capillaire et l'électrode d'accélération, ce qui crée le champ électrique dans les capillaires.

La régulation des performances d’obtention d’hydrogène à partir d’eau se fait en modifiant (ajustant) la taille et la forme du champ électrique, la surface et le diamètre des capillaires, en modifiant la composition et les propriétés de l’eau. Ces conditions pour la dissociation optimale d'un liquide varient en fonction du type de liquide, des propriétés des capillaires, des paramètres du champ. et dicté par la performance requise du processus de dissociation d'un liquide particulier. Les expériences montrent que la production la plus efficace de H2 à partir de l'eau est obtenue en scindant les molécules du brouillard d'eau obtenu par électroosmose avec un second champ électrique, dont les paramètres rationnels ont été choisis principalement de manière expérimentale ( Fig . 2 ). En particulier, il est apparu clairement que la séparation finale des molécules de brouillard d’eau devait être effectuée précisément par un champ électrique à signe constant avec un vecteur de champ perpendiculaire au vecteur du premier champ utilisé dans l’eau d’ électroosmose . L'effet du champ électrique sur le liquide dans le processus de conversion en brouillard et ensuite dans le processus de division des molécules du liquide peut être effectué simultanément ou en alternance.

Grâce à ces mécanismes décrits, l’ électroosmose combinée et l’influence de deux champs électriques sur le liquide (eau) dans le capillaire permettent d’obtenir une productivité maximale du processus de production d’un gaz combustible et d’éliminer pratiquement les coûts d’énergie électrique et thermique lors de la réception de ce gaz à partir d’eau provenant de liquides hydro-combustibles.

Cette technologie est en principe applicable à la production de gaz combustible à partir de tout combustible liquide ou de ses émulsions aqueuses.

Le gaz combustible résultant, dépendant de la concentration de brouillard de mazout et de H2 , avait une capacité calorifique différente. On l'a estimé en le brûlant et en chauffant le volume d'eau de contrôle. Le plus efficacement possible, ce gaz a brûlé dans un champ électrique / 4 / .

Autres aspects généraux de la mise en œuvre pratique de la nouvelle technologie

Examinons quelques aspects plus pratiques de la mise en œuvre de la nouvelle technologie électrotechnique révolutionnaire proposée pour la décomposition des solutions d’hydrocarbures, ses autres options efficaces pour le développement du schéma de base de la nouvelle technologie et quelques explications supplémentaires, recommandations technologiques et astuces technologiques utiles pour sa mise en œuvre.

Certaines autres variantes éprouvées de générateurs de carburant électroosmotiques sont présentées sous une forme simplifiée à la figure 2-3 . L'une des variantes simples du procédé combiné de production de gaz combustible à partir d'un mélange eau-carburant ou d'eau peut être mise en œuvre dans le dispositif ( Fig. 2 ).

Il consiste essentiellement en une combinaison du dispositif ( figure 1 ) avec un dispositif supplémentaire contenant des électrodes transversales plates 8, 8-1 , connectée à une seconde source de champ électrique intense 9 .

Le gazéificateur de carburant est équipé d'un dispositif de chauffage thermique 10 , placé par exemple sous le fond du réservoir 1 . Sur les véhicules à moteur, il peut s’agir du collecteur d’échappement de gaz d’échappement chauds, des parois latérales du boîtier du moteur lui-même. Les blocs 3, 4, 5, 6 forment ensemble un dispositif composé d'une pompe électroosmotique et d'un évaporateur de liquide électrostatique. L'unité 6 vous permet d'ajuster l'intensité du champ électrique de 1 kV / cm à 30 kV / cm . Le dispositif ( figure 2 ) offre la possibilité technique de modifier la distance et la position de la plaque à mailles ou de l'électrode poreuse 5 par rapport à l'évaporateur 4 , ainsi que la distance entre les électrodes plates 8 et 8-1 .

Pour augmenter l'intensité de la production de gaz combustible, il est conseillé d'activer d'abord le liquide (eau) (préchauffage, séparation préalable en fractions acides et alcalines, électrification et polarisation, etc.). La pré-électroactivation de l'eau (et de toute émulsion aqueuse) avec sa séparation en fractions acides et alcalines est réalisée par électrolyse partielle au moyen d'électrodes supplémentaires placées dans des diaphragmes spéciaux semi-perméables en vue de leur évaporation séparée ultérieure ( Fig . 3 ).

Générateur de carburant électroosmotique

Fig. 2

Générateur de carburant électroosmotique

Fig. 3

Dans le cas d’une séparation préliminaire d’eau initialement chimiquement neutre en fractions chimiques actives (acides et alcalines), la technologie de production de gaz combustible à partir de l’eau devient possible à des températures inférieures à zéro (jusqu’à –30 ° C ), ce qui est très important et utile en hiver pour les véhicules automobiles. Parce qu'une telle eau «fractionnée» électro-activée ne gèle pas du tout par temps froid. Cela signifie qu'une telle installation de production de gaz combustible et d' H2 à partir de cette eau activée peut également fonctionner à basse température ambiante et par temps froid. Ce dispositif, contrairement à ceux expliqués ci-dessus, est complété par un activateur liquide électrochimique, deux paires d'électrodes 5, 5-1 . Le dispositif ( figure 3 ) contient un récipient 1 avec un liquide 2 , par exemple de l'eau, deux mèches capillaires poreuses 3 avec des évaporateurs 4 , deux paires d'électrodes 5, 5-1 . La source du champ électrique 6 , dont les potentiels électriques sont connectés aux électrodes 5, 5-1 . Le dispositif contient également une canalisation de collecte de gaz7, un filtre séparateur barrière diaphragme 19 , qui divise le conteneur 1 en deux. Un bloc supplémentaire de tension constante d'amplitude réglable 17 , dont les sorties, par l'intermédiaire des électrodes 18, est introduit dans le liquide 2 à l'intérieur du réservoir 1 des deux côtés du diaphragme semi-perméable 19 .

Il est tout à fait possible d’utiliser cette méthode pour la dissociation et la production de gaz combustibles à partir de pratiquement toute émulsion eau-organique. Nos expériences montrent que cette technologie permet d'utiliser efficacement toute solution organique liquide (par exemple, les déchets liquides fécaux humains et animaux) comme matière première pour la production de gaz combustible. Ce gaz combustible hybride dérivé de déchets organiques est moins explosif que l’ H2 . Ainsi, la technologie actuelle des combustibles est effectivement applicable à la fois pour la gazéification d'émulsions eau-carburant et pour la gazéification utile de déchets organiques liquides. Les graphiques de la dépendance de la performance du gaz combustible sur les paramètres du processus sont illustrés à la Fig. 4

Graphes de la dépendance de la performance du gaz combustible aux paramètres du processus d'électroosmose

CONCLUSIONS

Un nouvel effet électrophysique de l’évaporation et de la dissociation capillaires «froides» intenses à haute tension de molécules de tous liquides dans des champs électriques puissants de certains paramètres a été découvert et expérimenté.

La nouvelle méthode permettant d’obtenir des gaz combustibles en dissociant pratiquement tout liquide consiste essentiellement à casser ses liaisons intermoléculaires et moléculaires par électroosmose capillaire à haute tension.

La technologie d'économie d'énergie proposée pour la production de gaz combustibles à partir de solutions aqueuses faiblement conductrices s'applique à la production efficace de gaz combustible à partir de combustibles liquides et d'émulsions eau-carburant, y compris les déchets organiques liquides.

Littérature

  1. V.Dudyshev “Nouvel effet de l'évaporation à froid et de la dissociation de liquides sur la base de l'effet électroosmotique capillaire“ dans le puits ”Nouvelle énergie” “№1/2003
  2. Evaporation - Nouvelles technologies énergétiques - Janvier 2003
  3. DUDYSHEV VALERY DMITRIEVICH (RU) ZAVYALOV STANISLAV YURIEVICH (RU); PROCEDE DE DISSOCIATION DE LIQUIDE - Brevet demandé WO0207874 - Numéro de demande WO2001EN00308 20010725
  4. V.Dudyshev “La technologie de l'électro-incendie est un moyen efficace de résoudre les problèmes énergétiques et environnementaux -“ Ecologie et industrie de la Russie ”, n ° 3/97
  5. Stanley Meier brevet américain 4.936.961 Méthode de production de gaz combustible

Version imprimée
Auteurs: Dr. tech. Sciences, Professeur N.Dudyshev
Date de publication 12.10.2006