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L’eau comme carburant : Électrolyseurs à sur-unité — Brevets depuis 100 ans et explications scientifiques — David Giquello.
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Plus de systèmes d’ELECTROLYSE PULSED : (page créée à novembre 2007 Mise à jour)
2005, Une nouvelle méthode de production d’hydrogène par électrolyse dans l’eau à l’aide d’une alimentation en énergie ultra-courte, Naohiro Shimizu et al., d’une nouvelle méthode de production d’hydrogène par électrolyse dans l’eau à l’aide de.pdf à (départ) http://my.opera.com/h2earth/blog/cybrarium
Journal of Applied Electrochemistry (2006) 36:419-423, Copyright Springer 2005 ; Reçu 21 Juin 2005; accepté sous forme révisée 24 Octobre 2005.
par NAOHIRO SHIMIZU, SOUZABURO HOTTA, TAKAYUKI SEKIYA et OSAMU ODA ; NGK Isolators, Ltd., 2-56 Suda-cho, Mizuho-ku, Nagoya, 467-8530, Japon.
Mots clés : génération d’hydrogène, circuit de stockage d’énergie inductif, thyristor à induction statique, impulsion ultra-courte, électrolyse de l’eau.
Résumé : Une nouvelle méthode de production d’hydrogène par électrolyse par l’eau à l’aide d’une alimentation à impulsions ultra courtes est démontrée.
L’alimentation en énergie à impulsions ultra-courtes est constituée d’un thyristor à induction statique (SIThy) et d’un circuit spécifique appelé circuit de stockage d’énergie inductif (IES). Il a été constaté qu’en utilisant une impulsion ultra-courte de la largeur de 300ns, l’électrolyse a lieu avec un mécanisme dominé par le transfert d’électrons, qui est différent du processus de limitation de diffusion classique en électrolyse DC.
# Introduction: Il est possible de produire de l’hydrogène par électrolyse conventionnelle à courant continu, mais cela n’est pas souhaitable pour des raisons environnementales si l’énergie électrique pour l’électrolyse est produite dans des centrales thermiques à partir de combustibles fossiles à cause de la production de dioxyde de carbone.Les piles à combustible sont prometteuses et divers systèmes sont à l’étude dans le monde entier.La production de dioxyde de carbone pendant la production d’hydrogène par le gaz naturel pour les piles à combustible peut être réduite par rapport aux centrales thermiques, mais le dioxyde de carbone est encore généré.
Récemment, l’électrolyse de l’eau a été reconsidérée comme une méthode prometteuse pour la production d’hydrogène puisque le coût de l’électricité diminue, principalement en raison de l’énergie éolienne. L’hydroélectricité et l’énergie nucléaire peuvent également être utilisées pour l’électrolyse de l’eau sans produire de dioxyde de carbone. Même si le coût de l’électricité est en baisse, on sait que le coût de l’électrolyse de l’eau par l’électricité à courant continu domine encore une grande partie du coût de production de l’hydrogène.
# Principe : Dans l’électrolyse conventionnelle en courant continu de l’eau, l’hydrogène est généré par le transfert d’électrons de l’électrode de cathode vers les ions d’hydrogène adsorbés à la surface de l’électrode. Cette électrolyse se produit lorsque la tension appliquée entre l’anode et la cathode dépasse la tension de décomposition de l’eau d’environ 1.6V, la somme de la tension de décomposition théorique de 1.23V à température ambiante et la surtension d’environ 0.4V selon les matériaux de l’électrode et d’autres facteurs[1]. L’électrolyse en courant continu est un processus de diffusion limité et le débit de courant dans l’eau est déterminé par le coefficient de diffusion des ions. Il est donc difficile d’augmenter la puissance d’entrée d’une cellule électrochimique à volume constant sans réduire l’efficacité de l’électrolyse.
Nous avons appliqué une alimentation à impulsions ultra-courte basée sur un thyristor à induction statique (SIThy), inventé par Nishizawa et al. [2,3] et développé par Shimizu et al. [4,5], et un circuit de stockage d’énergie inductif (IES) inventé et développé par Iida et al. [6,7] et appliqué de plusieurs façons par Jiang et al. [8]. SIThys sont des dispositifs Si avec des structures spéciales pour la production d’impulsions à haute puissance et les circuits IES sont des circuits à petite échelle basés sur le stockage d’induction plutôt que sur le stockage de condensateurs conventionnels afin d’utiliser des SIThys. Nous avons appliqué des thyristors SI développés dans notre laboratoire pour l’électrolyse de l’eau et avons constaté que l’électrolyse de l’eau se fait par un mécanisme différent de celui de DC classique.
Lorsque la tension d’impulsion ultra-courte de moins de microsecondes sécales est appliquée à un bain d’électrolyse de l’eau, l’application de la tension n’est si rapide ni la double couche électrique ni la couche de diffusion ne peuvent se former de manière stable à proximité des électrodes.
La largeur de l’impulsion nécessaire à l’électrolyse sans formation de la couche de diffusion est estimée à [9]:
Del.tad/X)2 (1)
Ici, Del.t est la largeur (s) de l’impulsion, D le coefficient de diffusion (cm2 s-1), Xad la densité des ions hydrogène sur l’électrode de cathode (cm)-2) et X (cm-3) est la concentration d’ions hydrogène dans la solution. Cette équation a simplement été calculée en supposant que la quantité totale d’ions adsorbés, Xad, est égale à l’épaisseur de la couche de diffusion d (cm) multipliée par X, et d doit être plus grande que la longueur de diffusion (4D Delt.t)1/2 pendant l’application de l’impulsion, étant donné que la durée de l’application de l’impulsion doit être plus courte que le temps nécessaire pour remplir la couche de diffusion d’ions hydrogène.-5 cm2 s-1 pour le coefficient de diffusion du proton [1], X=6×1020 cm-3 pour 1M pour la solution KOH et Xad=1015 cm-2 Pour la surface en platine, la largeur de l’impulsion est estimée à environ 3 microseconde. Cela signifie que l’électrolyse se produit sans former la couche de diffusion dans le travail actuel puisque la largeur de l’impulsion est un dixième de cette microsec critique 3.. On sait aussi que temps nécessaire pour la formation de la double couche électrique stable est de l’ordre de plusieurs dizaines de millisecondes [1]. Il est donc évident que la double couche électrique stable n’est pas formée lors de l’application actuelle d’impulsions ultra-courtes. Depuis un champ électrique aussi haut que 2.6-47V cm-1 peut être appliqué dans le présent travail, le manque de formation de la double couche électrique stable signifie que Les ions hydrogène peuvent être déplacés plus rapidement que dans l’électrolyse classique en courant continu. Ces différents mécanismes qui se produisent par l’application d’impulsions ultra-courtes, conduisant à l’absence de la couche de diffusion et de la double couche électrique stable, mau ouvrent la possibilité d’une électrolyse de l’eau de grande capacité.
# Expérimental: Afin d’examiner la possibilité d’électrolyse de l’eau par des impulsions ultra-courtes, 3.41 de la solution de KOH 1M ont été placés dans un bain d’électrolyse. 3.3x9cm2 Des plaques de platine ont été utilisées comme anode et cathode. La distance entre les électrodes a été réglée comme 3 cm. La température de la solution a été maintenue à 293 +-2 K pendant l’expérience. Des impulsions ultra-courtes d’une largeur d’impulsion de 300n environ, avec une rainure de tension secondaire de 7.9 à 140V, ont été appliquées au bain électrochimique avec la fréquence de 2-25 kHz. La puissance d’entrée a été modifiée en augmentant la fréquence d’impulsion.
Dans le circuit IES (figure1), la porte du SIThy est reliée à l’anode par une diode. Lorsque le FET (Field Effect Transistor) est activé, le courant par la bobine inductive (L1) augmente progressivement. Lorsque le FET est éteint à un certain niveau de courant, le courant est immédiatement éteint et la tension inverse V[p1 est induite par la bobine (L1). Ce circuit IES est le plus simple et le plus compact encore rapporté pour générer des impulsions ultra-courtes [6-8].
Fig. 1. Circuit d’alimentation à impulsions ultra-courtes pour l’électrolyse de l’eau basé sur le circuit de stockage d’énergie inductif (IES) [6-7] avec un thyristor à induction statique (SIThy).
Dans le cas de l’électrolyse de l’eau à l’aide de la puissance d’impulsion ultra-courte ci-dessus, les électrodes du bain d’eau sont reliées à la réaction secondaire L2 comme le montre la figure1.p2 est induite dans la réaction secondaire L2, synchronisée avec la tension pulsée Vp1 Comme le montre la figure2, au premier stade, lorsque cette tension pulsée secondaire est appliquée aux électrodes du bain d’eau, le bain agit as a quasi-capacitor puisque la largeur du pouls est trop courte pour que les ions dans le bain provoquent un courant à travers le bain. Cela donne un très court courant pulsé Ip2 Ce courant est trop rapide pour être vu dans la figure. Le bain d’eau n’est pas un vrai condensateur puisque tous les électrons collectés à la cathode sont transférés aux ions hydrogène et que la haute tension ne reste pas comme dans le cas des condensateurs conventionnels. Après que cette tension pulsée ait été appliquée au bain d’électrolyse, dans la deuxième étape, le courant I2 coule à travers le circuit. Ce courant coule très lentement comme le montre la figure avec plusieurs dizaines de microsecondes.p2 est déjà terminé, ce courant I2 peut ne pas être dû au transfert d’électrons vers des ions hydrogène, mais au transport d’ions dans le bain, compensant ainsi le manque d’ions hydrogène à proximité de l’électrode de cathode.
# Résultats et discussion: Le taux de production d’hydrogène et son efficacité sont tracés en fonction de la puissance d’entrée entre les électrodes de la figure3. Dans le cas de l’électrolyse de puissance en courant continu, lorsque la tension appliquée est augmentée, le courant augmente de sorte que le taux de production d’hydrogène augmente, mais l’efficacité par rapport au taux de production idéal diminue de 40% à 2.2V à 8% à 12.6V. Ici, le taux de production idéal a été calculé à partir de données thermodynamiques [10], pour que l’énergie thermodynamique de l’hydrogène soit convertie en eau à température ambiante. La diminution de l’efficacité peut s’expliquer par le fait qu’un électron à haute énergie ne peut réduire qu’un ion hydrogène de sorte que la différence entre la tension appliquée et la tension de décomposition se dissipe sous forme de chaleur.
Contrairement à l’électrolyse de puissance en courant continu, l’électrolyse de puissance ultra-courte montre un comportement très différent.Comme le montre la figure3(a), dans le cas de l’électrolyse en courant continu, le taux de production d’hydrogène n’était pas proportionnel à la puissance d’entrée. Il s’écarte de la ligne idéale. L’efficacité de la production d’hydrogène est calculée comme le rapport du taux réel de production à la vitesse idéale de production d’hydrogène et on peut voir dans la figure3(b) que l’efficacité est largement diminuée dans le cas de l’électrolyse en courant continu.
Dans le cas de la puissance d’impulsion, la figure3(a) montre que le taux de production d’hydrogène augmente à mesure que la tension maximale diminue. Il convient toutefois de noter que le taux de production d’hydrogène augmente en fonction de la puissance d’entrée. Ce comportement est très différent du cas de l’électrolyse en courant continu. Lorsque la puissance d’entrée augmente en augmentant la fréquence d’impulsion, l’efficacité n’a pas été diminuée dans le cas des tensions maximales élevées et a été augmenté dans le cas des tensions de pointe faibles comme le montre la figure3(b). Cette augmentation de l’efficacité pour le cas de basse tension de pointe peut être due à la diminution de la dissipation d’énergie puisque chaque électron a une énergie plus faible et que la forme de l’onde d’impulsion est plus nette pour les basses tensions de pointe. Pour ces raisons, la puissance peut être consommée efficacement pour l’électrolyse.
Dans le cas de la puissance DC, le champ électrique est toujours présent. La double couche électrique est également présente et la couche de diffusion existe toujours. Le débit de courant est donc déterminé par la diffusion d’ions avec une force motrice de la différence de concentration d’ions. Lorsque la tension appliquée est augmentée, le rendement diminue. Dans la cse de la puissance DC, la puissance applicable pour un certain volume du bain d’électrolyse est donc limitée.
Fig. 2. Un exemple typique de formes d’onde d’impulsion pour les premier et deuxième étapes. Dans la première étape, une impulsion ultra-courte avec la largeur d’environ 300n est appliquée. Dans la seconde étape, le courant coule lentement.
Figure 3. Taux de production d’hydrogène (a) et son efficacité (b) en fonction de la puissance d’entrée. Dans le cas de la puissance pulsée, on a comparé divers circuits à tension différente (V[p2), courant (I2max[) et fréquence ((i)-(iv)). La puissance d’entrée est l’intégration de la tension secondaire et du courant multipliés par la fréquence. La ligne idéale a été calculée à partir de l’énergie thermodynamique de l’hydrogène à convertir en eau à température ambiante.
Dans le cas d’une puissance pulsée ultra-courte, le champ électrique n’est appliqué que pour un temps très court inférieur à plusieurs microsecondes, ce qui est beaucoup plus court que le temps nécessaire à la formation de la double couche électrique constante. Par l’application de l’impulsion ultra-courte, les électrons sont recueillis à la surface de l’électrode de la cathode comme dans un condensateur.Les électrons recueillis sont cependant rapidement transférés vers des ions hydrogène pour la génération d’hydrogène de sorte que les électrons ne restent pas dans l’électrode comme dans un condensateur conventionnel.
L’électrolyse DC est basée sur la formation électrique en double couche et est un processus à diffusion limitée, tandis que l’électrolyse en impulsions ultra-courtes est basée sur l’application de champ électrique fort et le processus à transfert d’électrons limité. Cette différence semble très importante pour l’application pratique et industrielle de l’électrolyse en puissance ultra-courte puisque la puissance d’électrolyse peut être augmentée sans diminuer l’efficacité.
Conclusion : Nous avons montré dans ce travail préliminaire comment une alimentation ultra-courte, constituée d’un circuit SIThy et d’un circuit IES, peut être appliquée à l’électrolyse de l’eau pour la production d’hydrogène. On a constaté qu’une impulsion ultra-courte d’environ 300ns pouvait générer de l’hydrogène gazeux. On a également constaté que la puissance pouvait être augmentée sans diminuer l’efficacité de l’électrolyse.
Nous remercions MM. S. Ohno et T. Inaba pour leur encouragement à ce travail, Mme K. Matsuhiro, Y. Imanishi et S. Tange pour leur discussion utile, et M. Imaeda pour son aide expérimentale.
References
1 – T. Watanabe et S.Nakamura, Introduction à l’électrochimie : chimie des transports d’électrons (Japon Chemical Society, 1996)
( 2 – J. Nishizawa, T. Teriyaki et J. Shibata, Rés. Inst. Electrical Comm. Tohoku Univ. Tech. Rep., RIEC TR-36 (1973) 1.
3 – J. Nishizawa, T. Teriyaki et J. Shibata, IEEE Trans. Electron Dev., ED-22 (1975) 185.
4 – N. Shimizu, K.-S. Lee, M. Yuri, Y. Ikeda et K. Murdock, Proc. 10e Induct Static Induct. Dev., SSID-97-6 (1997) 29.
5 – R. Hironaka, M. Watanabe, E. Hotta, A. Okino, M. Maeyama, K.-C. Ko et N. Shimizu, IEEE Trans. Plasma Sci. 28 (2000) 1524.
6 – K. Iida et T. Sakuma, Proc. 15e Symp. Induct Static. Dev., SSID-02-9 (2002) 45.
7 – N. Shimizu, T. Sekiya, K. Iida, Y. Imanishi, M. Kimura et J. Nishizawa, Proc. Int. Symp. Power Silicon. Dev. (ISPSD) P-30 (2004) 281.
8 – W. Jiang, K. Yatsui, K. Takayama, M. Akemoto, E. Nakayama, N. Shimizu, A. Tokuchi, S. Rukin, V. Tarasenko et A. Pachenko, Proc. IEEE 92 2004 1180.
9 – O. Oda et N. Shimizu, Japon Brevet en instance, 2004-223595.
10 – O. Kubaschewski, E.L. Evans et C.B. Alcock, Thermochimie métallurgique (Presse de Pergamon, 1967).
1984, Tay-Hee Hau, Corée,US4427512A1
«MÉTHODE DE DÉCOMPOSITION DE L’EAU ET UTILISATION DE L’ONISATION PAR COLLISION», à partir de la mise à jour du site Web pour juin/juillet 2006 à: http://www.waterfuelcell.org/UpdatePage.html
Résumé : Cette invention porte sur la décomposition de l’eau en oxygène et en hydrogène par l’effet de l’ionisation par collision entre les molécules d’eau. L’eau des caractéristiques diélectriques liquides est contenue dans un contenant diélectrique solide ayant une constante diélectrique plus élevée que celle de l’eau, le diélectrique solide ayant également une thermostabilité. Une tension élevée est ensuite appliquée au diélectrique solide, créant un champ électrique suffisamment fort, dépassant la liaison covalente du diélectrique liquide, pour décomposer l’eau, tandis que le contenant diélectrique solide maintient sa stabilité.
Ceci est une suite de l’application Ser. No. 167,147 champ Juillet 8, 1980, maintenant adandoné.
Contexte de l’invention: Jusqu’à présent, nous avons utilisé la réaction électrochimique en électrolyse, dans laquelle les ions dans l’électrolyte se déversent vers l’électrode opposée pour décomposer l’électrolyte et faire des dépôts de métaux purs à la surface de l’électrode lorsque l’électrode est mise dans l’électrolyte et que le courant direct est modifié avec.
En outre, dans le cas de non-électrolyte, l’électrolyse ne se produit pas si l’on équipe le diélectrique de l’électrode. Et si la tension supérieure est donnée au diélectrique que la résistance à la tension de résistance du diélectrique, l’électrolyte se décompose dans le diélectrique et la grande quantité de courant électrique se répand entre les électrodes.
Nous avons seulement envisagé la prévention de la panne diélectrique parce que lorsque cette panne diélectrique se produit, la molécule du diélectrique est souvent décomposée, mais cette machine diélectrique et électrique devient inutile.
Description de l’état de la technique: USP 3,674,676 sur l’électrode utilisée dans l’électrolyse ci-dessus. La cathode recouverte du diaphragme est utilisée à un intervalle régulier de l’anode voisine qui est faite en utilisant la plaque de titane ou le métal expansé ou le groupe platine. Et selon West-Germany Pat. 72/12225 est connu pour utiliser le diaphragme d’amiante avec l’éthylène perfluoro ou l’acide trifluoroéthylène sulfone ayant une échangeabilité ionique positive.
Résumé de l’invention : C’est un objet de la présente invention de fournir la méthode de décomposition de l’eau par ionisation par collision, et un autre objet de l’invention est de fournir le dispositif de décomposition de l’eau.
La caractéristique de cette invention est de décomposer l’oxygène(O2) et l’hydrogène(H2) des molécules d’eau en provoquant une ionisation par collision, en faisant une couche diélectrique complexe remplie de diélectrique liquide, c’est-à-dire de l’eau entre la plaque diélectrique solide ayant la haute constante diélectrique et la résistance à la tension de résistance, et en provoquant une forte résistance au champ électrique sur la résistance à la tension de résistance en diélectrique liquide ayant une constante diélectrique relativement faible par rapport au diélectrique solide.
Ensuite, comme la faible résistance au champ électrique est inférieure à la résistance à la tension loyale se forme de part et d’autre du diélectrique liquide et que le diélectrique solide freine beaucoup de courant de décharge électrique pour s’écouler entre les électrodes en maintenant un état stable, l’eau reçoit en continu la forte résistance au champ électrique, et donc les molécules d’eau sont décomposées.
Les deux types de diélectriques qui diffèrent en constante diélectrique comprennent 3 couche, c’est-à-dire, nous mettons deux mêmes plaques électriques et mettons un autre diélectrique entre elles, le diélectrique qui a haute constante diélectrique reçoit faible résistance au champ électrique, et haute résistance au champ électrique se forme au bas diélectrique de basse constante diélectrique. Ensuite, l’intrus diélectrique reçoit plus forte résistance au champ électrique que les deux côtés du diélectrique.
Lorsque la résistance au champ électrique dépasse la résistance à la tension de résistance, les molécules du diélectrique liquide sont décomposées par ionisation par collision, la rupture diélectrique se produit et les deux côtés de la couche diélectrique peuvent être à l’état stable parce qu’elle reçoit une faible résistance au champ électrique.
Par conséquent, en cas de passage d’une forte tension à la couche diélectrique complexe, la forte force du champ électrique peut être formée à une couche et les molécules du diélectrique liquide peuvent être décomposées par l’ionisation par collision. L’invention est illustrée selon les figures ci-jointes.
Description sommaire des dessins:
Fig. 1: une section transversale pour illustrer cette invention.
Fig. 2: vue latérale.
Fig.3 : une section transversale pour illustrer un dispositif de décomposition en plusieurs étapes comme exemple.
Fig. 4: une illustration de vue latérale de la Fig. 3.
Description détaillée des incarnations privilégiées: À partir des figures 1 et 2, les formes diélectriques solides (D1) ‘U’, l’intervalle médian (d2) est rempli de diélectrique liquide et les deux côtés du diélectrique solide (D1) ont l’électrode.
Si la forte tension (V) par exemple 20kV-60kV est donnée à de telles électrodes, la force du champ électrique satisfait à ces équations.
La résistance à la tension du diélectrique solide (D1) V.kV/m, la constante diélectrique du diélectrique solide: e1, la résistance au champ électrique du diélectrique solide: E1, l’intervalle du diélectrique solide: d1, la résistance à la tension du diélectrique liquide (D2): V2 kV/m, la constante diélectrique du diélectrique liquide: e2, la résistance au champ électrique du diélectrique liquide: E2, l’intervalle du diélectrique liquide: d2, le rapport des deux diélectriques: e2/e1=er.
Comme on peut le savoir à partir des équations ci-dessus, si le rapport des deux diélectriques est beaucoup plus faible que 1, la faible résistance au champ électrique se forme dans le diélectrique solide (D1) par rapport au diélectrique liquide (D2).
Inversement, si la force du champ électrique se forme dans le diélectrique (D2) et que la force du champ électrique dépasse la force de la tension de résistance propre, la rupture diélectrique, c’est-à-dire l’ionisation par collision, et si elle reçoit la force du champ électrique inférieure à la force de la tension de résistance propre, elle devient l’état stable.
Aujourd’hui, ‘U’, que l’on peut voir à la figure 1 et la figure 2, est faite de diélectrique solide du type de céramique qui a une constante diélectrique relative extrêmement élevée par rapport à 80 et peut résister à une résistance élevée à la tension et à la température élevées. Si l’on fabrique une couche diélectrique complexe qui est remplie d’eau dans l’intervalle médian (d2) et que des dizaines de milliers de tension sont déversées dans l’électrode (p), alors, comme la constante diélectrique relative devient er/1 par l’équation (1) et (2), l’eau reçoit la force du champ électrique propre et les molécules de l’eau sont décomposées en hydrogène et en oxygène par l’ionisation par collision.
Comme les deux côtés du diélectrique solide reçoivent une faible résistance au champ électrique en deçà de la résistance à la tension de résistance de sa propre et limitent le courant de décharge électrique à l’écoulement à l’état stable, l’eau est continuellement décomposée en recevant la forte résistance au champ électrique.
Ce phénomène peut se produire à condition que la constante diélectrique relative du diélectrique solide soit des dizaines de fois ou des centaines de fois aussi élevée que celle de l’eau, c’est-à-dire en utilisant la théorie de la force du champ électrique distributif de la couche diélectrique complexe et de l’ionisation par collision du diélectrique.
Comme l’illustre la figure 4, en installant une maison de collecte de gaz (H) sur la partie supérieure du complexe des couches diélectriques, on peut séparer l’hydrogène et l’oxygène par liquéfaction ou utiliser les gaz mixtes comme il est. La méthode ci-dessus est excellente en ce qu’elle n’a pas besoin d’autres additions par rapport à l’électrolyse et l’électrode est peu recouverte du courant de décharge électrique et n’a pas besoin d’être traitée.
Selon l’exemple, la constante diélectrique relative des céramiques, diélectrique solide; E1=3,500. l’épaisseur de la couche diélectrique; D1=5mm, la résistance à la tension de résistance (V1); V1=over 54 kV/mm. L’épaisseur de la couche diélectrique liquide remplie d’eau; d2=2mm.
Comme fig.1 et fig.2, nous avons fait une couche diélectrique complexe et la tension de 50kV a coulé dans l’électrode (p) installée et les deux côtés du diélectrique solide (D1) ont reçu la résistance au champ électrique E1=0,52 kV/mm et elle est devenue stable parce qu’elle est inférieure à la résistance au champ électrique de résistance E2=22,42 kV/mm et l’ionisation par collision s’est produite et a été décomposée dans l’hydrogène et l’oxygène.
Ce qui est revendiqué est: 1/ Une méthode de décomposition de l’eau utilisant l’ionisation par collision, ladite méthode comprenant les étapes de:
Provinding a solide diélectrique container formé d’un matériau ayant une constante diélectrique sensiblement plus élevée que celle de l’eau et capable de résister à des tensions supérieures à environ 20kV sans panne électrique ou physique, ledit conteneur ayant un espace récepteur de liquide;
position d’une paire d’électrodes sur les côtés opposés de l’extérieur dudit espace de réception de liquide dudit conteneur;
remplir l’espace de réception liquide de ce conteneur diélectrique solide avec de l’eau caractérisée par une liaison covalente;
appliquer une tension continue supérieure à environ 20kV à ce conteneur diélectrique solide et à travers ces électrodes pour soumettre cette eau à une force de champ électrique supérieure à la résistance de liaison covalente;
où ladite eau est continuellement décomposée, par ionisation par collision, en hydrogène et en oxygène tant que la tension est appliquée à ces électrodes;
recueillir les gaz d’hydrogène et d’oxygène qui ont évolué;
le remplissage continu de cet espace de réception de liquide avec de l’eau pour maintenir une quantité prédéterminée d’eau à mesure que se produit la décomposition.
2/ La méthode de revendication 1, dans laquelle le conteneur diélectrique solide est en céramique.
3/ THe méthode de revendication 1, dans laquelle ladite forte résistance au champ électrique est dans la gamme 20kV/mm – 60kV/mm
4/ La méthode de revendication 1, dans laquelle ladite forte résistance au champ électrique est supérieure à environ 50kV/mm
5/ La méthode de revendication 1, dans laquelle ledit conteneur diélectrique solide comprend deux plaques diélectriques parallèles ayant une constante diélectrique supérieure à dix fois celle de l’eau.
6/ La méthode de revendication 5, dans laquelle ledit diélectrique liquide comprend de l’eau pure.
Fin de la transcription intégrale. Les erreurs en langue anglaise proviennent du document original.
2007, ionisation de l’hydrogène et de l’oxygène
de l’excellent forum waterfuelcell.org, http://waterfuelcell.org/phpBB2/viewtopic.php?t=405&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=
Posted by ‘PULSED)ReversH/Ofuelcell’ : Sat May 12, 2007 11:10 pm ; Post sujet: Hydrogène et ionisation de l’oxygène…
L’hydrogène et l’ionisation de l’oxygène… C’est peut-être ainsi que la pile à combustible de l’eau (la cellule de Satn Meyer) rompt la liaison covalente de la molécule d’eau. Les deux électrons covalentement liant l’hydrogène à l’oxygène sont dépouillés lorsque l’oxygène est ionisé et libère quatre électrons, maintenant parce que l’atome d’oxygène a besoin d’un autre électron qu’il prend à partir de l’atome d’hydrogène beaucoup plus faible, quand il dose cet atome l’hydrogène libère son électron à l’atome d’oxygène beaucoup plus fort. Lorsque l’atome d’oxygène prend l’électron d’hydrogène, il brise la liaison covalente (souvenez-vous que nous le faisons uniquement avec la tension). L’électron d’hydrogène est la chose qui maintient la molécule d’eau ensemble, de sorte que lorsque l’atome d’oxygène prend l’électron d’atome d’hydrogène, il brise la liaison covalente. L’oxygène obtient normalement les électrons d’un flux d’ampli, ce serait le point où le haut flux de currant, mais parce que nous restreignons maintenant l’écoulement d’électrons, l’atome d’oxygène prend les électrons de l’atome d’hydrogène, cela brise la liaison covalente.
Merci, Sukhoi Company (JSC) –
Si le monde devait s’exploser, la dernière voix audible serait celle d’un expert disant qu’il ne peut pas être fait.
1978, Shigeta HASEBE, USP 4,105,528
Appareils pour la décomposition du liquide aqueux à partir de ‘DeComp_Magnetic Vortex_Patent 4105528.pdf’ à http://my.opera.com/h2earth/blog/cybrarium
Résumé: Un appareil de décomposition du liquide dans lequel des électrodes positives et négatives vortiques sont disposées en relation fermée mais en positions courtes libres et ces deux électrodes sont alimentées par une puissance à travers des bornes externes et l’électrolyte est placé pour s’écouler entre les électrodes négatives et positives pour l’électrolyse entre deux électrodes sous la fonction du champ magnétique potentiel formé par le courant de bobine qui est généré par les électrodes avec mouvement actif d’un ion électrolytique de sorte que l’électrolyse de l’eau se déroule sans heurt sous les fonctions de spin de l’atome et de l’électron.
Contexte et résumé de l’invention : Cette invention porte sur un appareil de décomposition du liquide dans lequel un électrolyte en flux est soumis à une électrolyse pour la production de gaz.
Comme on le sait, l’eau est composée d’un atome d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. Lorsque l’eau est suffisamment magnétisée, chaque atome constitutif est également faiblement magnétisé pour faire tourner la particule élémentaire dans une direction particulière. Cette rotation de la particule élémentaire est généralement appelée « épingle ». C’est-à-dire que la fonction de spin est causée par un électron, un nucléole atomique, un atome et même par la molécule.
Conformément à la présente invention, les électrodes vortiques négatives et positives sont disposées en relation fermée mais en positions courtes libres et ces deux électrodes sont alimentées par une puissance à travers des bornes externes et l’électrolyte est placé pour circuler entre les électrodes négatives et positives. Ainsi, l’électrolyte est soumis à l’électrolyse entre deux électrodes sous la fonction du champ magnétique potentiel formé par le courant de bobine qui est généré par les électrodes avec mouvement actif d’un ion électrolytique (Na+, OH-) afin que l’électrolyse de l’eau se déroule sans heurt sous les fonctions de spin de l’atome et de l’électron.
Il a été confirmé que le taux d’électrolyse de l’eau selon le procédé inventé est approximativement 10 ou plus de fois (environ 20 fois sur calcul) que celui de l’électrolyse conventionnelle.
La conception structurelle de la cellule électrolytique conformément au système inventé est caractérisée en ce que l’électrolyte traversant les ports d’alimentation fournis à la partie inférieure de la cellule électrolytique est soumis au champ magnétique potentiel en présence de l’aimant permanent et que les électrodes pour l’électrolyse sont soumises aux champs magnétiques et électriques plus potentiels pour obtenir un effet de spin suffisant.
Il s’agit donc d’un objet général de l’invention de fournir un nouvel appareil pour la décomposition du liquide dans lequel une solution d’électrolyte (NaOH) est soumise à un champ magnétique pour effectuer une électrolyse sous la fonction de spin d’un élément constituant la molécule d’eau afin de produire une grande quantité de gaz avec moins d’énergie électrique.
L’invention a pour objet principal de fournir un appareil pour la décomposition du liquide, y compris un système de circulation du liquide pour la séparation du gaz et du liquide dans lequel des électrodes vortiques positives et négatives sont disposées pour traverser une trajectoire de flux de liquide et ces électrodes vortiques à leurs extrémités opposées étant disposées avec des matériaux magnétiques pour appliquer une tension prédéterminée pour un liquide passant par un champ magnétique par ces électrodes corticales positives et négatives, afin de favoriser la production et la séparation des cations et des anions avec une grande efficacité dans la production d’une grande quantité de gaz par électrolyse du liquide.
D’autres objets et avantages de la présente invention deviendront apparents au fur et à mesure que la description détaillée de celle-ci se fera.
Description sommaire des dessins : L’invention sera décrite plus en détail dans les éléments suivants, en référence aux dessins accessoires, dans lesquels :
La figure 1 est une élévation schématique partiellement transversale d’un appareil conformément à l’invention;
La figure 2 est une vue en perspective des électrodes disposées conformément à l’invention; et
La figure 3 est une vue plane des électrodes avec des matériaux magnétiques.
Description de l’incarnation préférée: Dans la figure 1, une cellule électrolytique 10, un réservoir de séparation gaz-liquide 12 et un réservoir de lavage gaz 14 sont disposés verticalement en juxtaposition avec un emplacement de la cellule électrolytique 10 dans un niveau un peu plus bas que les autres.
Ces cellules 10 et réservoirs 12, 14 sont communiqués entre elles par un tuyau de livraison 16 qui communique le haut de la cellule électrolytique 10 avec la partie médiane du réservoir de séparation gaz-liquide 12, un tuyau d’alimentation 18 fourni avec une pompe 20, qui communique la partie inférieure du réservoir de séparation gaz-liquide 12 avec la partie inférieure de la cellule électrolytique 10, et un conduit 22, qui est étendu de la partie supérieure du réservoir de séparation gaz-liquide 12 par une soupape 24 dans la partie inférieure du réservoir de lavage gaz 14. À la partie supérieure du réservoir de lavage gaz 14 est relié un tuyau d’évacuation 26 par une soupape 28.
Dans la cellule électrolytique 10, les électrodes vortiques positives et négatives 30 de diamètres tels qu’ils sont définis selon un diamètre interne de la cellule électrolytique 10 sont disposées coaxialement, et aux positions supérieures et inférieures de l’électrode vortique 30 sont disposées des anneaux magnétiques 32 et 34 de ferrite et similaires, dont les pôles magnétiques positifs et négatifs y sont confrontés de sorte qu’un champ magnétique généré soit orthogonal à l’axe de la cellule électrolytique.
Les électrodes vortiques 30 sont composées de deux bandes métalliques 36 qui sont enroulées dans des formes vortiques avec une pluralité d’entretoises isolantes cylindriques 38 de caoutchouc et les mêmes interposées entre elles en fixation à la surface des bandes métalliques 36.
Des bandes métalliques 336 sont des fils de plomb retirés 40, qui sont à leur tour reliés respectivement à des bornes d’électrodes positives ou négatives, pourvues de la paroi interne de la cellule électrolytique.
La cellule électrolytique 10 et le réservoir de séparation gaz-liquide 12 sont remplis d’un électrolyte 44 qui peut être distribué par la pompe 20 alors que le réservoir de lavage de gaz 14 est rempli d’un liquide de lavage 46 à un niveau tel que les gaz sortant du conduit 22 sont bien lavés.
L’appareil conformément à la présente invention peut être bien applicable à l’électrolyse de l’eau courante pour la production d’hydrogène gazeux et de gaz d’oxygène à un rendement élevé, c’est-à-dire que la cellule électrolytique 10 et le réservoir de séparation gaz-liquide 12 sont remplis de l’électrolyte 44 qui est limité par le fonctionnement de la pompe 20 à s’écouler à travers un champ magnétique dans une trajectoire annulaire dans laquelle les pôles magnétiques positifs et négatifs N, S des aimants 32 et 34 sont confrontés et à travers les plaques métalliques 36 de l’électrode vortique 30 pour donner une orientation à une migration électrique du cation et de l’anion avec une augmentation du taux de séparation du gaz et la promotion de l’électrolyse.
En particulier, le gaz d’oxygène qui coule facilite la gazéification car il possède une propriété magnétique de variable sous l’influence du champ magnétique.Les électrodes vortiques 30, conformément à l’invention, augmentent remarquablement la vitesse électrolytique puisqu’un diamètre hydraulique dans un espace entre des bandes métalliques de l’électrode 30 est réduit et donc la vitesse d’écoulement dans l’espace est augmentée de sorte qu’une convection positive dans l’espace sert à provoquer des turbulences et, par conséquent, les bulles gazéifiées produites par une électrolyse et fixées à la surface de l’électrode 30 sont immédiatement retirées en remplacement par des ions frais.
La construction vortique de bandes métalliques positives et négatives alternativement opposées l’une à l’autre permet une réduction souhaitée de la majeure partie de la cellule, tout en augmentant une zone de contact avec l’électrolyte 44 avec une distance de migration relativement courte des ions pour la promotion de la gazéification. D’autre part, les séparateurs isolants 38 interposés entre les bandes métalliques positives et négatives 36 servent à développer la turbulence souhaitée de l’électrolyte passant dans l’espace.
Le système de circulation des liquides pour la séparation du gaz et du liquide n’exige aucun autre groupe moteur, sauf la pompe de circulation 20, pour obtenir la séparation du gaz et du liquide en utilisant des différences de têtes d’eau développées entre la cellule 10 et les réservoirs 12 et 14. En d’autres termes, un flux de mélange gaz-liquide provenant de la cellule électrolytique 10 est introduit dans le réservoir de séparation gaz-liquide 12 où, en raison de la différence de flottabilité des gaz et du liquide, le gaz augmente et est introduit dans le réservoir de lavage des gaz 14 alors que le liquide descend et est retourné à nouveau dans la cellule électrolytique 10. Le réservoir de lavage 14 est rempli de liquide de lavage pratique 46 de sorte que les gaz sortant du conduit 22 soient lavés et introduits dans le tuyau d’évacuation 26. Ainsi, l’appareil peut être construit à un coût réduit sans complexité.
Comme décrit ci-dessus, les aimants 32 et 34 fournissent des pôles magnétiques positifs et négatifs N, S qui sont confrontés dans la paroi annulaire pour faciliter un alignement entre la section transversale du circuit du liquide et la partie annulaire des aimants 32, 34 et une génération d’un champ magnétique dans une direction perpendiculaire à celle du flux liquide de sorte que le liquide soit assuré d’écoulement dans le champ magnétique.
(MDG nov07: 116cc d’hydroxyde par sec. = 417 L/heure (7 L/mn) pour 30Ah x 2,8V= 84Wh ; C’est 5 Litre d’hydroxyde par Wh 0,2Wh par litre !!! EFFICACITÉ AZANTE.
Ce concept a produit 15 fois plus de gaz d’hydroxy que notre voiture déjà bien efficace 6 serie-cells électrolyzer direct DC de l’alternateur !
Il utilise 2.8V, donc le couplage 5 de ses cellules en série (5 x 2.8 = 14V) et en utilisant un alternateur de voiture, pour 30A (consommation totale d’énergie 30A x 14V = 420Watts), vous obtiendrez une quantité incroyable de 5 x 7 = 35 L/mn d’Hydroxy !)
Avec notre série de cellules 6 nous obtenons 3Wh/L (1 L/mn pour 15A) et nous étions déjà très fiers… Ce design dépasse largement le maximum de Faraday = surunité)
La quantité théorique de production d ‘ hydrogène et d ‘ oxygène par électrolyse conformément au système actuel est mentionnée ci-dessous.2 – 1 gram = 11.2 l (0 deg. C at 1 atm). Oxygen O2 – 8 gramme = 5.6 l (O deg. C à 1 atm).
Cependant, les data expérimentales ont montré les faits suivants:
Même par correction à la température ambiante de 20 deg.C, le taux de génération sur 20 temps a pu être obtenu.
Comme décrit ci-dessus, la production et la séparation de cations et d’anions dans un liquide fluide sont facilitées par l’électrolyse à un taux de production de gaz élevé.
Bien que certaines incarnations privilégiées de l’invention aient été illustrées à titre d’exemple dans les dessins et particulièrement décrites, il est entendu que diverses modifications peuvent être apportées aux constructions et que l’invention ne se limite pas aux incarnations présentées.
Ce que je prétends est: 1/ Appareillage de décomposition du liquide aqueux par lequel le gaz est formé comprenant une cellule, ayant une entrée à une extrémité et une sortie à l’autre, électrodes positives et négatives montées à l’intérieur de ladite cellule entre ladite entrée et sortie reliée à une source de courant électrique, ces électrodes étant enroulées l’une l’autre dans des hélices essentiellement coaxiales pour former un vortex transversal au flux de liquide, et moyens magnétiques montés avec ladite cellule à chacune des extrémités axiales desdites électrodes.
2/ L’appareil selon la revendication 1, dans laquelle les moyens d’entrée et de sortie sont situés aux extrémités axiales desdites électrodes.
3/ L’appareil conforme à la revendication 2, y compris un réservoir de séparation gaz-liquide et un réservoir de lavage du gaz disposés verticalement en juxtaposition, un conduit, c’est-à-dire reliant le haut de la cellule à la partie médiane du réservoir de séparation gaz-liquide, un conduit d’alimentation en retour reliant l’extrémité inférieure du réservoir de séparation gaz-liquide à ladite pompe, un conduit reliant l’extrémité supérieure du réservoir de séparation gaz-liquide et la partie inférieure du réservoir de lavage du gaz, une vanne insérée dans ledit dernier conduit et un tuyau d’évacuation relié à l’extrémité supérieure du réservoir de lavage du gaz pour l’échappement du gaz.
4/ L’appareil selon la revendication 1, y compris une pompe à l’entrée pour alimenter le liquide sous pression à travers ladite cellule.
5/ L’appareil conformément à la revendication 1, dans laquelle chacune de ces électrodes est formée d’au moins une feuille de matériau métallique, chaque électrode étant munie d’un fil de plomb fixé à la cellule, et ayant des moyens de contact s’étendant à travers la paroi de celle-ci.
6/ L’appareil conformément à la revendication 1, y compris les espaces isolants entre ces électrodes.
7/ L’appareil selon la revendication 1, dans laquelle lesdits moyens magnétiques comprennent des éléments annulaires ayant des pôles positifs et négatifs diamétralement opposés qui sont orthogonaux au flux de liquide.
Fin de la transcription complète du brevet.
N.R. SEIDMAN, Répercussion entropique de la rupture hydro-diélectrique
Eau Carburant LLC, Bayside, New York 11360, États-Unis, dans ‘SeidmanVoltageBreakdown.pdf’ disponible sur http://my.opera.com/h2earth/blog/cybrarium
Après ionisation moléculaire, une disposition ionique positive alternée se dégage où la plaque du condensateur chargé négativement est suivie d’un ion positif, puis d’un ion négatif en répétition continue jusqu’à ce que la voie soit conclue par la plaque du condensateur chargé positivement; l’arrangement des ions est régi par une tentative d’atteindre la neutralité de la charge. Le nouveau chemin de conductivité permet à la tension stockée dans le condensateur de se décharger par la création d’un courant à travers ledit chemin. En plus de l’énergie (Ein) fournie par le déchargement du condensateur, cette publication suggère qu’une énergie cinétique nette (Ek) résulte de l’alignement des ions associés aux conditions de dégradation hydro-diélectrique.
I. Introduction : Les paramètres empiriques de la dégradation hydro-diélectrique ont fait l’objet d’une étude approfondie tout au long de l’histoire scientifique récente.
EpTeff0.330+-0.026 = 0.135+-0.009 (1)
In equation (1), Ep = Vp / d, where Ep a des unités de MV/cm, Vp est la tension maximale à travers le condensateur avec des unités de mégavolts (MV), et d est la distance entre les plaques du condensateur avec des unités de centimètres (cm).eff est un paramètre temporel impliquant la largeur d’impulsion du signal de tension appliqué; cette variable est mesurée en unités de microsecondes (nous).
Dans la recherche réalisée par Sandia National Laboratories [1], on a relevé un total de 25 mesures ponctuelles prises et tabulées dans le but principal de générer l’équation (1). Une analyse supplémentaire des 25 mesures ponctuelles a produit l’équation (2), et contrairement à l’équation (1), l’équation (2) a un paramètre supplémentaire d, qui est une variable représentant la distance entre les plaques de condensateur. La variable d est mesurée en centimètres (cm).
EpTeff0.360+-0.053 d0.030+-0.077 = 0.230 (2)
La recherche de Sandia National Laboratories [1], qui a produit les équations (1) et (2), a été conçue pour remplacer l’équation (3) produite par Eilbert et Lupton [2] pour les systèmes supposant des condensateurs à surface infinie.
EpTeff1/3 A0.058 = 0.230 (3)
Une autre équation empirique (4) spécifique à un condensateur de zone finie a été créée par (AWRE) à Aldermaston, en Angleterre [3, 4, 5, 6], et publiée dans Références [5, 6].
EpTeff1/3 A1/10 = 0.3 (4)
Les équations (1), (2), (3) et (4) sont le résultat d’un siècle de recherches et d’études sur l’ampleur des paramètres nécessaires pour induire une dégradation hydro-diélectrique. Les équations (1) et (2) ont été spécifiquement créées pour la conception et la construction de systèmes d’isolation électrique à base d’eau. Les équations (3) et (4) sont plus générales et ont été créées à d’autres fins, bien qu’elles aient été incluses dans la présente publication afin de souligner la diligence raisonnable des chercheurs passés à documenter les paramètres empiriques nécessaires pour induire une dégradation hydro-diélectrique.
Grâce à cette dernière diligence raisonnable, établie dans les équations (1), (2), (3) et (4), il est maintenant possible d’étudier la réaction subséquente qui s’ensuit après l’apparition de la dégradation hydrodiélectrique. Cette publication traite d’une répercussion entropique potentielle de la dégradation hydrodiélectrique, et de l’énergie cinétique théorisée (E[k) qui émerge de l’alignement ionique.
II. Théorie : La décomposition diélectrique entraîne la formation d’ions chargés positivement et chargés négativement. Ces charges positives et négatives arrangent de façon alternée reliant la plaque du condensateur négatif à la plaque du condensateur positif dans une tentative de maintenir la neutralité de la charge nette. Les charges alternées forment un chemin conducteur, capable de propager le courant électrique, permettant effectivement la décharge de la tension stockée dans le condensateur à partir de l’instant de la décomposition diélectrique. L’entropie est associée à un faible état d’entropie, à une forte énergie cinétique moléculaire (Ek), alors que les mouvements aléatoires typiques des particules, à un état d’entropie élevé, tendent à s’annuler mutuellement.
III. Alignement ionique et la magnitude résultante de l’énergie cinétique (Ek)[: Lors de l’alignement des ions chargés positifs et négatifs, un état d’entropie faible est établi, donnant lieu à une quantité d’énergie cinétique (Ek[). Cette quantité d’énergie s’ajoute à la magnitude fournie par la magnitude fournie par le courant (Ein) associé au déchargement de la tension stockée dans le condensateur.
IV. Energy Availability: Ce dernier suggère une énergie cinétique (Ek) est résumé avec l’énergie d’entrée (Ein) illustré dans l’équation (5). L’équation (5) conduit également à la méthode d’essai suggérée dans la section V.
(2H2O + Ein + Ek –> 2H2 + O2) (5)
V. Méthode d’essai : Il existe une méthode d’essai à l’aide d’un équipement thermodynamique standard. Le système doit être contrôlé; par conséquent, un calorimètre à bombe doit être utilisé pour la quantité d’énergie thermique exothermique potentielle. La quantité exacte d’énergie électrique entrant dans le système peut être mesurée au moyen d’un équipement d’essai électronique standard disponible. L’énergie résultant du système (Eout) peut être mesurée en quantifiant les sous-produits atomiques de la réaction chimique dans l’équation (5); cette quantification peut être obtenue par une analyse chimique standard des gaz qui en résultent.
En raison de ces deux paramètres (E[in), et (Eout[), un simple calcul arithmétique de soustraction peut être effectué pour déterminer la valeur de (Ek[) qui serait nécessaire pour équilibrer la stœchiométrie.
VI. Appendix:
[1] W.A. Stygar, T.C. Wagoner, H.C. Ives, Z.R. Wallace, V. Anaya, J.P. Corley, M.E. Cuneo, H.C. Harjes, J.A. Lott, G.R. Mowrer, E.A. Puetz, T.A. Thompson, S.E. Tripp, J.P. VanDevender et J.R. Woodworth, dans Physical Review Special Topics – Accélérateurs et faisceaux 9, 070401 (2006).
[2] R.A. Eilbert et W.H. Lupton (non publié).
[3] I.D. Smith, Rapport du Centre de recherche sur les armes atomiques no SSWA/JCM/6511/B, 1965
[4] I.D. Smith, Rapport du Centre de recherche sur les armes atomiques no SSWA/IDS/6610 /100, 1966.
[5] J.C. Martin, Procureur IEEE 80, 934 (1992).
[6] J.C. Martin, dans J.C. Martin sur Pulsed Power, édité par T.H. Martin, A.H. Guenther, et M. Kristiansen (Plenum, New York, 1996).
[7] Thermodynamique (une approche technique), par Yunus A. Cengel et Michael A. Boles, quatrième édition (2002).
Objet: Un deuxième regard sur les diélectriques et les ZPE
par Randy le dimanche, septembre 16, 2007, de ‘SeidmanVoltageBreakdown.pdf’ disponible à http://zpenergy.com/modules.php?name=News&file=article&sid=2504
Selon Wikipedia, il y a deux mécanismes impliqués. L’un est connu sous le nom de conduction électronique où le courant dans le champ oscillant permet de réchauffer le matériau pour absorber l’énergie comme chaleur. » C’est l’essence du chauffage micro-ondes.
La seconde méthode implique une vibration réelle d’un milieu diélectrique dans un champ de radiofréquences. On l’appelle « chauffage diélectrique » et elle implique une rotation dipôle : « La rotation moléculaire se produit dans des matériaux ayant un moment dipolaire électrique, qui s’alignera sur le champ en tournant ; comme le champ alterne, les molécules inversent la direction et accélèrent le mouvement de molécules ou d’atomes individuels. »
Ainsi, la méthode de base de « brûler l’eau de mer » est simplement le placement de l’eau de mer dans une réelle vibration physique de la fréquence radio. Ceci peut être obtenu en attachant des aimants aux points quantiques piézoélectriques et en choisissant les dimensions pour qu’elles oscillent à la fréquence radio. Cela brûlera l’eau de mer.
La simulation informatique est nécessaire pour confirmer les résultats d’un tel dispositif avant qu’il ne soit construit pour que les efforts ne soient pas gaspillés. Cela permettrait d’économiser beaucoup de temps dans le stade de développement.
Il n’y a vraiment pas besoin de combustible fossile pour alimenter un moteur à combustion interne si l’énergie naturelle rayonnante est convertie en réelles vibrations physiques de radiofréquences. L’hydrogène sur demande par électrolyse assistée par chauffage diélectrique peut être la base d’une nouvelle génération de voitures à hydrogène. L’hydrogène sur demande est une solution réelle et plausible au réchauffement climatique.
Ce dont nous avons besoin, c’est d’un nouveau leadership et d’une science du bon sens.
N. K. KHOSLA, S. VENKATACHALAM
Électrogénération pulsée de bulles pour électroflotation, révisé 22 Mars 1991, JOURNAL DE L’ÉLECTROCHEMISTRY APPLIQUÉ 21 (t99t) 986-990, à partir de ‘Électrogénération pulsée de bulles pour électroflotation.pdf’ disponible à http://my.opera.com/h2earth/blog/cybrarium
N. K. KHOSLA, S. VENKATACHALAM, Département de génie métallurgique, Institut indien de technologie, Powai, Bombay 400076, Inde
P. SOMASUNDARAN, Henry Krumb School of Mines, Columbia University, New York, NY 10027, États-Unis.
Les bulles fines de la taille requise pour de nombreux processus comme l’électroflottation peuvent être générées par électrolyse. Un grand nombre de facteurs tels que le matériau de l’électrode, les propriétés morphologiques de la surface de l’électrode, le pH et la densité du courant affectent la distribution de la taille des bulles de gaz. Ce travail vise à étudier l’effet de l’électrolyse du courant interrompu (pulsée) sur la production de bulles de gaz. Un mécanisme basé sur les gradients potentiels locaux est proposé pour expliquer ce phénomène.
1. Introduction: Une grande partie des travaux expérimentaux portant sur la génération de bulles a porté sur l’ébullition du nucléate, la production de gaz lors du traitement électrolytique des matériaux ainsi que sur les aspects de transfert de masse/hydrodynamique [1, 2].
Plusieurs chercheurs [3, 4-16] ont étudié la génération électrolytique de bulles de gaz et les paramètres physiques qui régissent la taille de la bulle_ L’apparition d’une augmentation de la taille de la bulle d’hydrogène dans la région du pH acide et celle de l’oxygène dans la région alcaline est bien connue. L’angle de contact des bulles [9-13], l’état de l’électrode (par exemple, la rugosité de surface) [3, 16, 17], la surtension de l’hydrogène [3], la densité du courant [3, 9-11, 17], le potentiel de polarisation [3] et la charge de bulle [15, 18] ont été suggérés par de nombreux travailleurs comme étant parmi les facteurs qui régissent le diamètre de départ de la bulle. Pour un ensemble donné de paramètres du système tels que le pH, la température, la concentration de réactif et le matériau de l’électrode, les propriétés de la bulle sont fixes et il devient peu pratique d’ajuster ces paramètres pour obtenir une génération efficace des bulles de taille fine souhaitée. Ainsi, il est nécessaire d’avoir une technique pour générer des bulles de la taille de bulle souhaitée distribution largement indépendante des conditions de la solution. Les sources d’alimentation programmables PC ont généralement des taux faibles et peuvent ne pas se révéler appropriées comme source de courant pulsé pour une charge capacitive comme une cellule électrolytique dans la gamme de fréquences discutée dans ce travail. Dans ce travail, une source de courant pulsé contrôlée IBM/PC a été décrite. La source pulsée peut être contrôlée par un logiciel approprié qui peut être adapté à une application individuelle.
2. Réexamen de la littérature: Le processus physique de l’évolution du gaz peut être divisé en trois étapes: la nucléation, la croissance et le détachement. Les bulles nucléent à la surface de l’électrode à partir de solutions hautement sursaturées avec le gaz produit et poussent par diffusion du gaz dissous à la surface de la bulle ou par coalescence à l’électrode avec d’autres bulles [19]. Elles se détachent de l’électrode lorsque les forces de flottabilité ou de cisaillement liquide qui tirent les bulles dépassent les forces les liant.
Les inhomogénéités de surface telles que les fissures sont généralement considérées comme des sites de nucléation à haute énergie en raison de la disponibilité de corniches atomiques comme des points d’ancrage à haute énergie. Ce phénomène a fait l’objet d’une étude détaillée dans l’ébullition des nucléats [13], la cristallisation et la solidification [20, 21]. Pour la génération de bulles dans le vide ou la flottation par décharge de pression (analogue aux précipitations), le phénomène ci-dessus est important. La dépendance du gradient de tension à l’extrémité d’une électrode d’une aiguille à sa courbure est un phénomène bien connu. L’apparition de points si pointus sur une électrode et la présence subséquente de sites de gradient potentiels locaux élevés ne peuvent pas être écartés. L’importance du rôle des gradients de tension vers la nucléation est claire d’après l’observation que, sur les électrodes de fil et de maille, la taille des bulles dépend en grande partie de la courbure de l’électrode (et donc du gradient potentiel) presque indépendamment de la densité du courant [3, 13].
Coehn [8] a proposé que l’attraction électrostatique entre la bulle et l’électrode joue un rôle déterminant dans la détermination du diamètre de départ. L’attraction plus forte nécessite une force de flottaison plus grande pour le détachement nécessitant de plus grands diamètres de bulles. Les études de charge de bulles [18] effectuées sur des anodes de platine à 10-40 kAm -2 tendent à soutenir ce mécanisme. Cependant, les forces électrostatiques sont prédominantes aux densités de courant (106 A m-2), plus grandes que celles rencontrées dans l’électroflotation [9-11, 14, 16]. À l’aide de photographies à grande vitesse, Glas et Westwater [17] ont observé que l’angle de contact n’est pas aussi important que la rugosité de surface ou le matériau de l’électrode pour déterminer le taux de croissance des bulles.
Une relation entre la surtension de l’hydrogène et la taille de la bulle a été observée [4].
On a également observé que, dans des conditions propres, l’angle de contact dépend de la surtension [4].
Ainsi, la taille et le flux de bulles en électrolyse aqueuse semblent dépendre (a) de facteurs morphologiques de surface, y compris l’accepteur du donneur et les sites à faible potentiel et (b) de la propriété de surtension inhérente du matériau de l’électrode.
3. Détails expérimentaux : La source d.c. pulsée a été conçue comme une carte de circuit à interfacer avec un micro-ordinateur donnant la flexibilité du système dans sa configuration en tant que source de courant/tension constante (Fig. 1). L’interface utilisateur est plus polyvalente en raison du contrôle logiciel de l’équipement. Le circuit est mapisé sur le bus I/0 du micro-ordinateur à l’aide du commutateur S-1 et du décodeur d’adresse (DEC). Le micro-ordinateur envoie des données au convertisseur numérique à analogique (DA) par l’intermédiaire de tampons (BUF). Le minuteur (TIM) est programmé pour générer des impulsions de timing pour mettre à jour DA sous le mode d’accès direct à la mémoire (DMA) du micro-ordinateur. Ainsi, la forme d’onde requise est générée par l’ordinateur en arrière-plan alors que l’ordinateur est disponible simultanément pour le travail de calcul et d’autres travaux de commande. La sortie DA est alimentée à l’amplificateur de puissance (PA). L’alimentation en courant élevé (PS) est capable de fournir un courant de pointe de 5 A. L’utilisation d’un DA 12-bit fonctionnant sous l’accès direct à la mémoire d’un IBM/PC fonctionnant à 8 MHz offre une résolution de 0.024% pour le courant (courant maximal de 4A) et un temps minimum de cycle d’impulsion de 3.2ms avec une résolution 0.5%.
Le courant moyen (iav = id/lO0) a été obtenu à partir de la zone sous la courbe (ombré) et du cycle de travail (d) en pourcentage du temps de cycle (ici) pendant lequel le courant circule à travers le celt. Ainsi, pour une onde carrée, le cycle de travail est de 50%. Le logiciel a été conçu pour générer une impulsion de nucléation de courant de pointe au début de chaque cycle. La contribution de l’impulsion de nucléation à l’énergie totale était négligeable (
Une caméra vidéo obturée (1/1000 vitesse d’obturateur) équipée d’un objectif de microscope 50X à 300X) a été utilisée pour enregistrer les dimensions des bulles sur un enregistreur vidéo. Une imprimante graphique vidéo a été utilisée pour imprimer les cadres d’image pour mesurer la taille des bulles. La cellule à quartz a été conçue pour faire circuler l’électrolyte (1 M Na2SO4).L’électrolyte (pH 10.0) a été distribué au moyen d’une pompe péristaltique et un grand réservoir externe de l’électrolyte a été maintenu pour assurer un changement minimal de pH.
La cathode de platine (1 cm 2) a été soigneusement polie et complètement dégraissée. On a pris soin d’exclure les contaminants actifs de surface. Le réservoir de verre externe pour l’électrolyte a toujours été recouvert pour prévenir la contamination par l’air. Les bulles ont été observées entre 2 et 2,5 mm verticalement) au-dessus de l’électrode.
Des expériences ont été réalisées pour l’électrogénération de bulles d’hydrogène avec un courant pulsé ayant une forme d’onde de pas (Fig. 2). Les solutions ont été électrolysées avec une densité moyenne de courant allant de 0.5 à 2.0Am -2 Un temps de cycle de 30 ms a été utilisé et une période d’enregistrement de 5min a été utilisée à chaque condition expérimentale. La distribution de la taille des bulles a été calculée en examinant au moins 150-200 bulles en focus aigu.
4. Résultats : Les premiers travaux expérimentaux sur l’électrolyse avec une forme d’onde rectangulaire ayant une impulsion de nucléation à haute énergie de pointe n’ont montré aucune différence significative par rapport à l’électrolyse effectuée sans l’impulsion de nucléation de pointe.
Les résultats obtenus pour la distribution de la taille des bulles en fonction de la densité du courant et du cycle d’essai sont présentés dans les figures 3-6. Les diamètres des bulles ont été calculés à partir des impressions vidéo en prenant la moyenne des bulles trouvées dans la mise au point aiguë. On peut voir dans les figures 3-6 qu’à une densité moyenne du courant donnée, une diminution du cycle d’essai entraîne une augmentation des bulles de plus petit diamètre.
5. Discussion : L’effet principal du pulsation observé pendant l’électrolyse est l’apparition d’un nombre accru de petites dimensions (une fois nucléées, les bulles nécessitent une densité de courant relativement élevée pour une croissance soutenue. Les études avec des électrodes de platine ont montré que le détachement de bulles est grandement facilité par l’interruption du courant ainsi que par une réduction du potentiel [18].
L’électrolyse pulsée offre aux bulles de grandes possibilités de déloger puisque le courant est interrompu après chaque cycle.
Pour étudier l’effet de la présence de réactifs actifs de surface pendant l’électrolyse pulsée, des expériences ont été effectuées en présence de 1 x 10-5Les résultats illustrés à la figure 6 montrent que l’effet du surfactant au cycle à haute pression (50%), ainsi que du cycle à faible consommation (5%), n’est pas significatif. Un effet important du surfactant, à savoir la modification de l’angle de contact bulle-électrode, s’est révélé avoir très peu d’effet dans le cas des bulles d’hydrogène [17].
L’interprétation suivante des mécanismes est suggérée pour la nucléation et la croissance des bulles lors de l’électrolyse pulsée.
5.1. Nucleation : Les sites potentiels de nucléation sur la surface de l’électrode, tels que les bords de rayures et les cavités, possèdent une grande variation d’énergie. La tension plus élevée requise pour des courants instantanés plus élevés sous con&tions pulsées compense largement l’effet des gradients potentiels locaux et entraîne également un degré élevé de supersaturation locale du gaz, ce qui entraîne une nucléation homogène.
At short times i.e. t
5.2. Croissance et décollement : La croissance est entraînée par la pression interne élevée à l’intérieur de la bulle qui est liée à la surface de l’interface vapeur-liquide. À partir de 10ms, la diffusion de gaz dissous au périmètre de contact de bulle devient le contrôle de vitesse [22]. Dans des conditions pulsées de cycle de faible puissance, la croissance est soit entièrement inertielle, soit inertielle et de diffusion contrôlée. Les interruptions fréquentes du courant au cours de l’électrolyse pulsée favorisent également le détachement de bulles. L’augmentation de la taille des bulles par coalescence à l’électrode [1, 19], ainsi que par coalescence en vrac, entraîne une augmentation supplémentaire du diamètre des bulles.
6. Conclusions:
1. L’électrolyse pulsée peut être utilisée pour réguler la taille des bulles indépendamment de la densité moyenne du courant et d’autres paramètres de ce type.
2. Pendant l’électrolyse de l’eau, l’augmentation de la densité du courant entraîne des bulles plus fines qui peuvent trouver application dans des processus tels que l’électroflotation.
Remerciements: Les auteurs reconnaissent l’aide du Dr D. R. Ketkar, Département de génie métallurgique, Institut indien de technologie, Bombay, dans le travail expérimental.
References
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[21] L.E. Murr, « Phénomènes interfaciaux dans les métaux et les alliages », Addison-Wesley, Lecture MA (1975) p. 259-80.
[22] N.P. Brandon, thèse de doctorat, Université de Londres (1985).
TESLA, Nikola, Brevet sur son BIFILAR
posté par Aaron sur Forum énergétique
– Aaron, scientifique en énergie, 09-02-2007, 11:24 PM
COIL FOR ELECTRO-MAGNETS – Google Patents
OFFICE DES BREVETS DES ÉTATS-UNIS. NIKOLA TESLA, DE NEW YORK, N.Y.
SPÉCIFICATION faisant partie des lettres patentes no 512 340, en date du 9 janvier 1894. Demande déposée le 7 juillet 1893.
À tous ceux qu’elle peut concerner:
Sachez que moi, NIKOLA TESLA, citoyen des États-Unis, résidant à New York, dans le comté et l’État de New York, avons inventé certaines améliorations nouvelles et utiles dans les bobines pour électro-aimants et autres appareils, dont voici une spécification, référence étant faite aux dessins accompagnant et faisant partie du même.
Dans les appareils ou systèmes électriques dans lesquels des courants alternés sont utilisés, l’auto-induction des bobines ou des conducteurs peut, et en fait, dans de nombreux cas, fonctionner de manière défavorable en donnant lieu à de faux courants qui réduisent souvent ce que l’on appelle l’efficacité commerciale de l’appareil composant le système ou fonctionnent de manière préjudiciable à d’autres égards. Les effets de l’auto-induction, ci-dessus mentionnés, sont connus pour être neutralisés en proportionnant à un degré approprié la capacité du circuit par rapport à l’auto-induction et à la fréquence des courants.
Mon invention actuelle a pour objet d’éviter l’emploi de condenseurs coûteux, encombrants et difficiles à maintenir en parfait état, et de construire les bobines elles-mêmes pour accomplir le même objet ultime.
Je dirais ici que par le terme bobines que je désire inclure généralement des hélices, des solénoïdes, ou, en fait, tout conducteur dont les différentes parties par les exigences de son application ou de son utilisation sont amenés dans ces relations les uns avec les autres pour augmenter matériellement l’auto-induction.
J’ai constaté qu’il existe dans chaque bobine une certaine relation entre son auto-induction et sa capacité qui permet à un courant de fréquence et de potentiel donnés de passer à travers lui sans autre opposition que celle de la résistance ohmique, ou, en d’autres termes, comme s’il n’avait pas d’auto-induction. Ceci est dû aux relations mutuelles existant entre le caractère spécial du courant et l’auto-induction et la capacité de la bobine, cette dernière quantité étant simplement capable de neutraliser l’auto-induction pour cette fréquence. Il est bien connu que plus la fréquence ou la différence potentielle du courant est élevée, plus la capacité nécessaire pour contrer l’auto-induction est faible; Dans les bobines ordinaires, la différence de potentiel entre les tours ou les flèches adjacentes est très faible, de sorte que, bien qu’elles soient dans un sens condenseurs, elles possèdent une capacité mais très petite et les relations entre les deux quantités, l’auto-induction et la capacité, ne sont pas telles que dans aucune des conditions ordinaires, comme dans le cas présent, parce que la capacité relative à l’auto-induction est très petite.
Afin d’atteindre mon objet et d’augmenter correctement la capacité d’une bobine donnée, je l’enroule de manière à assurer une plus grande différence de potentiel entre ses tours ou convolutions adjacents, et puisque l’énergie stockée dans la bobine considérant – ce dernier comme un condenseur, est proportionnelle au carré de la différence potentielle entre ses convolutions adjacentes, il est évident que je peux de cette façon assurer par une disposition appropriée de ces convolutions une capacité considérablement accrue pour une augmentation donnée de la différence potentielle entre les tours.
J’ai illustré schématiquement dans les dessins qui l’accompagnent la nature générale du plan que j’adopte pour réaliser cette invention.
La figure 1 est un diagramme d’une plaie de bobine de la manière habituelle.
La figure 2 est un diagramme d’un enroulement conçu pour sécuriser les objets de mon invention.
Que A, figure 1, désigne toute bobine donnée dont les flèches ou les convolutions sont enroulées et isolées les unes des autres. Qu’il soit supposé que les bornes de cette bobine montrent une différence potentielle de cent volts, et qu’il y a mille convolutions; puis, considérant deux points contigus sur les convolutions adjacentes, il soit supposé qu’il y aura entre elles une différence potentielle d’un dixième de volt.
Si maintenant, comme le montre la figure 2, un conducteur B doit être enroulé parallèlement au conducteur A et isolé de celui-ci, et la fin de A doit être reliée au point de départ de B, la longueur globale des deux conducteurs étant telle que le nombre supposé de convolutions ou de tours est le même, à savoir mille, alors la différence potentielle entre deux points dans A et B sera de cinquante volts, et comme l’effet de capacité est proportionnel au carré de cette différence, l’énergie stockée dans la bobine dans son ensemble sera maintenant de deux cent cinquante mille comme grande.
Conformément à ce principe, je peux enrouler n’importe quelle bobine donnée, en tout ou en partie, non seulement de la manière spécifique illustrée ici, mais d’une grande variété de façons, bien connues dans l’art, afin de sécuriser entre convolutions adjacentes une différence potentielle qui donnera la capacité appropriée de neutraliser l’auto-induction pour tout courant donné qui peut être employé.
La capacité garantie de cette façon possède un avantage supplémentaire en ce qu’elle est répartie uniformément, une considération de la plus grande importance dans de nombreux cas, et les résultats, tant en termes d’efficacité que d’économie, sont plus facilement et plus facilement obtenus à mesure que la taille des bobines, la différence potentielle ou la fréquence des courants sont augmentées.
Les bobines composées de brins indépendants ou de conducteurs enroulés côte à côte et reliés en série ne sont pas en elles-mêmes nouvelles, et je ne considère pas une description plus détaillée de la même chose que nécessaire. Mais jusqu’à présent, pour autant que je sache, les objets en vue ont été essentiellement différents de la mienne, et les résultats que j’obtiens même si un incident à de telles formes d’enroulement n’ont pas été appréciés ou exploités.
Dans l’exécution de mon invention, il est à noter que certains faits sont bien compris par ceux qui sont habiles dans l’art, c’est-à-dire les rapports de capacité, d’auto-induction, de fréquence et de différence potentielle du courant.
Ce que je prétends comme étant mon invention est :
1 Une bobine pour appareil électrique dont les convolutions adjacentes forment des parties du circuit entre lesquelles il existe une différence potentielle suffisante pour fixer dans la bobine une capacité capable de neutraliser son auto-induction, comme décrit ci-dessus.
2. une bobine composée de conducteurs isolés contigus ou adjacents raccordés électriquement en série et ayant une différence potentielle de valeur telle qu’elle donne à la bobine dans son ensemble, une capacité suffisante pour neutraliser son auto-induction, comme indiqué.
NIKOLA TESLA.
Témoins: Robt. F. Gaylord; Parker W. Page
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