Подскажите, где ошибка в теории.
Упрямая гадость, не видно сходу дырки в рассуждениях. Кстати, поиск по этому форуму я делал, ничего он не дал, так что может это здесь и не обсуждалось ещё, хотя хреновина старая, как говно мамонта.
В общем, суть в том, что гидролизированные ионы восстанавливают не внешним током, а путём инерционной сепарации (судя по схеме - энергия, затраченная на раскрутку возвращается при всплывании к центру ротора выделившихся газов) Таким образом, весь распад идёт за счёт эндотермической реакции гидролиза с подводом внешнего тепла. Фактически, описанная хрень забирает низкопотенциальное тепло, переводя его в употребимый вид без перепадов температур и прочего.
Перпетум мобиле второго рода. А ошибки с ходу не видать... :(
--------------------------------------------------------------------------------------------------
RU 2003104497 : Установка для разложения воды электролизом (Водородный генератор Студенникова.)
В результате продолжения дел в области водородной энергетики создана следующая работа с действующим макетным образцом 25 кВт тепловой мощности:
Российская заявка № 2003104497/12 от 17.02.2003 г.
Международная заявка РСТ/RU 03/00413 от 18.09.2003 г.
/54/Установка для разложения воды электролизом
/54/ Изобретение относится к области электрохимии, а именно к конструкциям электролизеров для получения кислородно-водородной смеси- гремучего газа, водорода и кислорода путем электролиза воды в поле центробежных сил.
Предлагаемая установка позволяет расходовать для развала ионов электролита минимально необходимое количество электроэнергии, а для компенсации затрат энергии в ходе эндотермической реакции разложения использовать подводимую извне низкопотенциальную тепловую энергию.
С этой целью электролит подают внутрь вращающегося с большой скоростью металлического ротора. В поле центробежных сил в электролите происходит разделение на легкие и тяжелые катионы и анионы, что приводит к появлению сначала разности потенциалов вдоль радиуса вращающейся массы, а затем к возникновению электрического тока, контур которого замыкается через вращающийся металлический ротор.
По мере увеличения числа оборотов растет разность потенциалов, которая, достигнув достаточной величины, приводит к началу электролиза и развалу ионов. При использовании кислотного электролита вблизи оси вращения образуются ионы положительно заряженного водорода, которые, получив из металлического корпуса электроны, превращаются в молекулы водорода.
Более тяжелые анионы собираются на периферии вращающегося объема и под действием разности потенциалов отдают электроны в корпус металлического ротора, что приводит к образованию молекул кислорода. Центробежными силами легкие молекулы кислорода выталкиваются более тяжелыми ионами к оси вращающегося объема электролита.
Через отверстия в валу образующиеся молекулы кислорода и водорода удаляются из вращающегося объема, сепарируются и подаются потребителю.
Как известно, электрохимическая реакция разложения воды является эндотермической, то есть может продолжаться только при подводе тепла извне. С этой целью в центральную область вращающегося объема подается подогретый во внешнем теплообменнике электролит. На вход теплообменника поступает остывший на периферии вращающегося объема осадок, смешанный с водой.
Для увеличения производительности и упрощения конструкции установка имеет вертикально расположенный вал, датчики наличия электролита, регулируемый клапан на линии отвода электролита и устройство регулирования расхода воды.
Водородный генератор Студенникова.
В последние десятилетие стала совершенно очевидной ситуация, при которой дальнейшее интенсивное развитие современной энергетики и транспорта ведет человечество к крупномасштабному экологическому кризису. Стремительное сокращение запасов ископаемого топлива будет принуждать индустриально развитые страны расширять сеть атомных энергоустановок, которые во все возрастающей степени станут повышать опасность их эксплуатации. Резко обострится проблема утилизации радиоактивных отходов.
Учитывая эту тревожную тенденцию, многие ученые и практики определенно высказываются в пользу ускоренного поиска альтернативных нетрадиционных источников энергии. В частности, их взоры обращаются к водороду, запасы которого в водах Мирового океана неисчерпаемы. К тому же неоспоримым достоинством этого топлива являются относительная экологическая безопасность его использования, приемлемость для тепловых двигателей без существенного изменения их конструкции, высокая калорийность, возможность долговременного хранения, транспортировки по существующей транспортной сети, нетоксичность и т.д.. Однако существенной непреодоленной проблемой до сегодняшнего дня остается неэкономичность его массового промышленного производства. Более 600 фирм, компаний, концернов, университетских лабораторий и общественных научно-технических объединений Западной Европы, США, Австралии, Канады и Японии усиленно работают над удешевлением водорода (см. журнал "Автомобильный транспорт", №4, 1992, с.38). Практически во всех странах коме СНГ созданы национальные Водородные Ассоциации. Успешное решение этой важнейшей задачи революционным образом изменит всю мировую экономику и оздоровит окружающую среду.
Есть целый ряд известных способов разложения воды: химический, термохимический, электролиз и др., но все они обладают одним и тем же крупным недостатком - в технологическом процессе получения водорода используется дорогостоящая высокопотенциальная энергия, на получение которой в свою очередь затрачивается дефицитное ископаемое топливо (уголь, природный газ, нефтепродукты) или электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях. Такое производство водорода, естественно, всегда будет оставаться неэкономичным и экологически опасным, а, следовательно, бесперспективным.
Вместе с тем наша планета в буквальном смысле слова купается в потоке тепловой энергии, поступающей от Солнца, из земных недр и от хозяйственной деятельности человека. Вся проблема сводится лишь к тому как "вписать" этот неиссякаемый источник дарового низкопотенциального тепла в промышленную технологию получения водорода из воды. Поэтому встает вопрос о концентрации низкопотенциальной энергии до необходимых термодинамических параметров.
Традиционно он решается применением оптических концентраторов инфракрасного излучения Солнца (собирающие линзы, зеркала и т.п.) или использованием тепловых насосов, обычно когда термический потенциал весьма незначителен, например, в случае отбора тепла из окружающей воздушной или водной среды. Первое из названных технических решений очень сильно зависит от климатических и масштабных факторов, нестабильно во времени, а поэтому не нашло широкого применения. Второе решение в меньшей степени подвержено влиянию этих факторов, но не обеспечивает достаточно высокой степени концентрации (обычно не более 7-10 раз), что на практике не позволяет сконцентрированное таким способом рассеянное тепло непосредственно с успехом использовать в процессе разложения воды.
Казалось бы, перспективное на первый взгляд направление развития энергетики просто неосуществимо. Однако это не так. Такая возможность существует. Решение проблемы становится очевидным, если процесс электролиза водного раствора электролита и последующее сжигание полученных водорода и кислорода рассматривать как единый замкнутый термодинамический цикл теплового насоса.
Как известно причина расточительной затраты электроэнергии при классическом электролизе кроется в том, что она используется на преодоление сил гидратных связей ионов с молекулами воды и компенсацию эндотермического эффекта реакции ее разложения. Поэтому для обеспечения восстановления ионов на соответствующих электродах необходимо приложить большее напряжение, чем в случае, когда не проявлялась бы это физическое явление. По этой и другим причинам затраты электроэнергии на выработку одного кубометра водорода с учетом перенапряжения при традиционном электролизе в промышленных условиях составляют 18-21,6 МДж, а общий расход энергии (с учетом производства самой электроэнергии) превышает 50 МДж, что делает водород недопустимо дорогим (в США оптовая цена 1,17-3 $/м³).
В результате проведенных работ изобретено и патентуется по системе РСТ (международная заявка RU98/00190 от 07.10.97 г., российский патент №2174162 от 27.09.2001 г.) простое высокопроизводительное устройство для разложения воды и производства из нее беспрецедентно дешевого водорода методом гравитационного (инерционного) электролиза раствора электролита, получившее название "электроводородный генератор (ЭВГ)". Он приводится в действие механическим приводом и работает при обычной температуре в режиме теплового насоса, поглощая через свой теплообменник необходимое при этом тепло из окружающей среды или утилизируя теплопотери промышленных или транспортных энергоустановок. В процессе разложения воды подведенная к приводу ЭВГ избыточная механическая энергия может быть на 80 % преобразована в электроэнергию, которая затем используется любым потребителем на нужды внешней полезной нагрузки. При этом на каждую единицу затраченный мощности привода генератором в зависимости от заданного режима работы поглощается от 20 до 88 энергетических единиц низкопотенциального тепла, что собственно и компенсирует отрицательный термический эффект химической реакции разложения воды. Один кубический метр условного рабочего объема генератора, работающего в оптимальном режиме с КПД 86-98 %, способен за секунду произвести 3,5 м³ водорода и одновременно около 2,2 МДж постоянного электрического тока. Единичная тепловая мощность ЭВГ в зависимости от решаемой технической задачи может варьироваться от нескольких десятков ватт до 1000 МВт. Расчетный удельный расход энергии на производство газообразного водорода составляет 14,42 МДж×м³. Поскольку в процессе в основном используется даровая теплота и дешевая вода, то стоимость производства кубометра водорода снижается до 0,0038 $ и становится в 1,5-2 раза ниже суммарной стоимости добычи и транспортировки природного газа. Широкий диапазон регулирования и неординарные удельные показатели процесса позволяют с гарантированным успехом применить изобретение в большой и малой энергетике, на всех видах транспорта, в сельском и коммунальном хозяйствах, в химической, цементной, целюлозно-бумажной, холодильной, атомной и космической промышленности, цветной и черной металлургии, при опреснении морской воды, проведении сварочных работ и т. д..
Физическая сущность рабочего процесса ЭВГ весьма проста, полностью экспериментально доказана и является логическим развитием известных физических опытов Толмена и Стюарта, осуществленных ими в 1916 году. Известно, что электролит при растворении диссоциирует на ионы, которые гидратируются молекулами воды. В результате вокруг них образуются гидратные оболочки различной прочности. Энергия взаимодействия гидратированных разноименных ионов друг с другом резко уменьшается и становится близкой энергии броуновского движения молекул воды. Если концентрированный раствор диссоциированного электролита, имеющего значительную разницу масс аниона и катиона, поместить в сильное искусственное гравитационное (инерционное) поле, например, вращать его в емкости ЭВГ (расчетная частота вращения для различных электролитов и параметров устройства 1500-40000 об/мин), то ионы будут отчасти сепарироваться.
Тяжелые ионы, воздействуя друг на друга своим электрическим полем, смещаются к периферии емкости. Крайние прижмутся к ее внутренней поверхности и создадут пространственный концентрационный электрический потенциал. При этом результирующая центробежная сила, действующая на прижатые к аноду ионы (анионы) разрушит их гидратные оболочки, как наиболее слабые. Легкие ионы менее отзывчивы к гравитации и окружены более прочными оболочками, поэтому не могут полностью отдать тяжелым ионам свои молекулы гидратной воды. В силу этих обстоятельств они сосредоточатся над тяжелыми ионами и в области оси вращения (у катода), образуя электрический потенциал противоположного знака. Напряженность электрического поля достигнет нескольких десятков тысяч вольтметр. Свободные электроны в аноде под действием пространственного (объемного) заряда анионов переместятся на катод (свойство цилиндра Фарадея).
При достижении необходимой минимальной (пороговой) частоты вращения емкости с данным электролитом и принятыми конструктивными параметрами устройства, т.е. критической величины электрических потенциалов на электродах, равновесие зарядов нарушится. Электроны выйдут из катода и ионизируют молекулы гидратных оболочек, а те передадут заряды катионам. Иначе говоря, как бы произойдет пробой своеобразного электролитического конденсатора и начнется разряд ионов с образованием на катоде свободного водорода, а на аноде кислорода и анодных газов (осадка). Напряжение (разность потенциалов) электрического тока будет зависеть от скоростей химических реакций на катоде и аноде
Таким образом, вследствие действия физического принципа обратимости энергии гравитационное поле породит энергетически адекватное ему электрическое поле, которое преодолеет энергию гидратации и осуществит электролиз. Этот процесс протекает с поглощением раствором через теплообменник теплоты и требует постоянного разбавления его водой до начальной концентрации. Его принципиальная энергетическая схема во многом схожа со схемой традиционного электролиза, но в ней не применяется внешний дорогостоящий электрический ток, а используется более дешевая теплота окружающей среды или иных источников.
В растворе
или, например,
На катоде
На аноде
или
В прианодном пространстве реакция осадка с гидратной водой
или
