Водородная энергетика

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Содержание

Введение

1. Получение водорода из воды

2. Преобразование тепловой энергии горения водорода в электрическую

3. Использование водорода в тепловой энергетике

4. Использование водорода в транспортных средствах

5. Использование водорода в строительстве

6. Использование водорода в быту

Литература

Введение

водород преобразование энергия

Целями исследований проекта являются:

1. Получение дешёвого водорода,

2. Повышение КПД при использовании водорода,

3. Получение и отработка эффективных устройств преобразующих энергию горения водорода, например в электрическую, механическую.

Существующие способы преобразования тепловой энергии горения углеводородного сырья, например, пропана загрязняют окружающую среду продуктами сгорания. Низкая теплотворная способность пропана позволяет при его сжигании, например 1 литра получать меньшую мощность, чем при сжигании 1 литра водорода. При сжигании водорода внутри водяного котла КПД процесса приближается к 100%, при этом отсутствует необходимость наличия топок и дымовых труб. При предлагаемых способах получения водорода его себестоимость снижается за счёт использования тепловой энергии окружающей среды (воды) при этом расходуемая электроэнергия используется для поддержания процесса разложения воды.

Водородная энергетика неизбежное будущее человечества. Для России лидирующее значение в области водородной энергетики является приоритетной задачей т. к. в случае отставания в этой области она останется наедине со своим углеводородным не востребованным сырьём. Что бы быть в авангарде необходимо сейчас заниматься этим направлением. В статье рассматриваются российские изобретения, с помощью которых создаётся возможность получения, например электроэнергии, за счёт тепловой энергии окружающей среды. Известно, что при разложении воды получаем водород, при этом значительная часть тепловой энергии (другая часть в виде потребляемой устройствами разложения воды электроэнергии служит для поддержания процесса разложения воды) за счёт понижения её температуры переходит во внутреннюю энергию водорода (аккумулируется). Вся внутренняя энергия водорода выделяется при его сгорании. Присутствие тепловой энергии в природе в виде океанов, морей, рек и т. д. не ограниченно. Присутствие воды в любой точке земного шара позволяет в этой точке производить необходимое количество энергии обеспечивающей цивилизованную жизнь людей, обеспечивая при этом идеальную экологию.

1. Получение водорода

В л.1, стр.165 описывается портативная электролизёрная установка, согласно которой делаем вывод, что делают её в любом гараже без больших затрат. При протекании тока через воду она нагревается. Тепловая энергия нагретой воды переходит во внутреннюю энергию водорода. Таким образом, вся электроэнергия при низком КПД преобразуется во внутреннюю энергию водорода. Поэтому получение водорода этим способом обходится дороже, например газа пропана.

Согласно патента№2456377 получение водорода из воды включает разложения воды под действием электрического поля с помощью водяного коаксиального конденсатора с изолированными обкладками, на которые подаётся высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, при этом разложение воды происходит под действием резонансного электромагнитного поля, частота n-ой гармоники которого приближается к собственной частоте воды, причём энергия разложения воды складывается из тепловой и минимально расходуемой электрической энергии разложения воды. С помощью этого способа себестоимость получаемого водорода значительно снижается.

Получение водорода согласно патентам №2496917, 2506349, 2521868, заявке№2013151106 публ. 27.04.2014 отличается от предыдущего тем, что увеличена площадь контактной поверхности между водой и электродами, уменьшено расстояние между электродами, вектора напряжённостей электрических и магнитных полей действуют под различными углами одновременно или поочерёдно, что убыстряет распад молекул воды. Все перечисленные признаки повышают эффективность, производительность, что в конечном итоге приводит к значительному снижению себестоимости единицы объёма получаемого водорода. Следует особенно отметить, что в целях безопасности выход газов (кислорода и водорода) происходит по отдельным герметично изолированным друг от друга каналам.

2. Преобразование тепловой энергии сгорания водорода в электрическую

Согласно патента№2509225 тепловая энергия сгорания водорода с помощью ДВС-генератора преобразуется в электрическую. Недостатком устройства является наличие ДВС с возвратно-поступательном движением поршней, что приводит к увеличению габаритов, высоким уровнем шума, уменьшенному ресурсу работы, высокой себестоимостью. Для устранения этих недостатков предлагается использовать ДВС с круговым движением поршней и цилиндров согласно заявкам№2012140935, 2012147555 с датой пуб. 10.03.2013. бюл№7.

При работе ДВС на водородном топливе существуют некоторые различия в сравнении работы на углеводородном топливе. Так с целью безопасной работы подача газов в камеру смешивания происходит с помощью фитильной горелки патент№2517721.

3.Использование водорода в тепловой энергетике

Преобразование энергии горения водорода в тепловую энергию воды водяного котла патент№2511795. Согласно патенту сгорание водорода происходит внутри водяного котла. Устройство позволяет исключить трубы и топочные устройства, например на тепловых электростанциях, обеспечивая при этом идеальную экологическую обстановку. При сгорании водорода вся его тепловая энергия переходит в тепловую энергию котла в сравнении с углеводородным топливом, где только не более 20% энергии от теплотворной способности, например, мазута попадает в котёл.

4. Использование водорода в транспортных средствах

Из вышеизложенного следует, что применение водорода в транспортных средствах особенно в надводном и подводном транспортах очень экономически целесообразно в связи с неограниченным присутствием тепловой энергии окружающей среды. При использовании патента№2516511 создаётся возможность при получении водорода полностью использовать энергию окружающей среды для функционирования надводного и железнодорожного транспорта. При использовании заявки№2014106640 дата публ. 27.06.2014, бюл.№18 создаётся возможность создания автомобильных транспортных средств, где вместо бензина используется вода.

5. Использование водорода в строительстве

Согласно заявки №2014107799, дата публ. 20.06.2014 бюл.№17 создаётся возможность строительства, например тоннелей метро способом взрывных технологий, где в качестве взрывчатого вещества используется водород. Способ проходки тоннелей, при строительстве метро включающий бурение забоя закладывание взрывчатки с последующим взрыванием отличающийся тем, что вместо взрывчатки используется газовая смесь, состоящая из водорода и кислорода при этом, газовая смесь закачивается между корпусом устройства вставленного в забой и стенкой пробуренного канала. При первичном сгорания газовой смеси происходит образование каверны, после чего процесс повторяется до образования каверны большего требуемого объёма с одновременным образованием упрочнённой внутренней поверхности. Как видно из описания способа прокладка тоннелей происходит с наивысшей производительностью и минимальными затратами обеспечивая при этом идеальную экологию. Способ может быть рекомендован для тоннельного сообщения материка с полуостровом Крым вместо проектируемого Крымского моста.

6. Использование водорода в быту

В соответствии с заявкой №2012156096 публ. 10.09.2013, бюл. №25 предлагается способ изменения градиентной концентрации тепловой энергии в замкнутом пространстве. Работа способа заключается в том, что тепловая энергия преобразуется водяной плитой для разложения воды на кислород и водород после чего тепловая энергия при сгорании водорода используется для приготовления пищи, хозяйственно бытовых или производственных целей, а другая часть отдаётся замкнутому пространству замыкая его круговой энергетический цикл. .Устройство содержит стандартную газовую плиту, состоящую из корпуса, духового шкафа, горелок, устройств воспламенения, варочной поверхности, при этом дополнительно содержит согласно патента России №2456377 водородную ячейку, вход которой связан с водяным баком, а разрозненно выходящие с выхода ячейки газы кислород и поступающий через клапана водород поступают в горелки плиты, где в камерах смешивания имеющих инжекционную форму смешиваются, в камерах сгорания водород воспламеняясь, сгорает, отдавая тепловую энергию варочной поверхности и герметичному духовому шкафу, причём варочные поверхности состоят из труб имеющих форму архимедовой спирали и пластин, соединённых с трубами так, что их плоскости расположены перпендикулярно оси трубы, при этом полость труб, водяного бака, камер сгорания связаны с входным объёмом водородной ячейки, при этом духовой шкаф содержит предохранительный клапан, отрегулированный на заданное давление, причём горелка духовного шкафа, за счёт большего количества отверстий выполнена с возможностью избыточного поступления кислорода. Из описания видно что устройство обеспечивает приготовление пищи и отопление дома. Для северных районов с отрицательной уличной температурой воду можно получать с помощью скважин и для поддержания её в жидком состоянии подсаливать.

Из изложенного, видно, что водородной энергетикой необходимо заниматься, сейчас сделав её приоритетным направлением и чем быстрее, тем лучше.

Литература

1. В. Г. Бастанов, 300 практических советов. Московский рабочий, 1989

2. http://www1.fips.ru/wps/portal/Registers/

Аннотация

В статье используется интеллектуальная собственность автора в области водородной энергетики, созданная в последние 2-3 года, согласованная и рецензированная федеральным институтом промышленной собственности (ФИПС), а потому имеет мировую новизну и промышленную применимость. Указываются основные направления использования водорода. Так, например использование водорода при производстве электроэнергии позволяет исключить высоковольтные линии электропередач. Или в сравнении с ядерной энергетикой, например в водном транспорте, водородная энергетика имеет громадные преимущества, которые выражаются в идеальной экологии, низкой себестоимостью т/км перемещаемых грузов, при этом энергия движения, электроснабжение, тепловая энергия корабля обеспечиваются за счёт тепловой энергии окружающей среды (воды, воздуха). Хочется верить, публикация данного материала приведёт к ускоренному развитию водородной энергетики что, безусловно, скажется на улучшении жизненного уровня людей.

Ключевые слова: энергетика, водород, энергия, двигатель внутреннего сгорания (ДВС), преобразователь, углеводороды, транспортные средства, тоннель, каверна, водяной котёл, экология.

Авторская карточка

Фамилия, Имя, Отчество Багич Геннадий Леонидович

Место работы Не работающий пенсионер

Адрес 141981, г.Дубна, Моск. Обл., ул. Энтузиастов, д.3, кВ.114

Контактный телефон 89629524803

E-mail gen.bag40@mail.ru

Размещено на Allbest.ru