способы получения водорода из воды и преобразования частоты, устройство для осуществления первого способа (водородная ячейка)

Формула изобретения

1. Способ получения водорода из воды, включающий разложение воды на водород и кислород, отличающийся тем, что разложение воды на кислород и водород происходит под действием двух электромагнитных полей, векторы напряженностей электрических полей которых поочередно меняют направление на 180 градусов при постоянно направленной перпендикулярно им суммарной напряженности магнитных полей.

2. Водородная ячейка, содержащая два колебательных контура, конденсаторные пластины которых перфорированы таким образом, что пластины первого конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине второго конденсатора и, наоборот, пластины второго конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине первого, а индуктивности, имеющие противоположную намотку, расположены между обкладками конденсаторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике получения водорода из воды (водородной энергетике) электролизом и может быть использовано в качестве узла для преобразования тепловой энергии при сжигании водорода в механическую.

Известно изобретение (см. патент России № 2456377), где разложение воды происходит под действием резонансного электромагнитного поля, частота n-ой гармоники которого приближается к собственной частоте воды. Из изложенного видно, что на молекулу воды действуют только линейные силы, что снижает производительность разложения на единицу потребляемой мощности, кроме того, частота воздействия на воду далека от резонансной частоты воды.

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности, отнесенной к единице конечного продукта.

Указанная цель достигается тем, что на молекулу воды попеременно действуют две противоположно направленные силы, вызываемые напряженностями электрических полей при постоянно направленной перпендикулярно им напряженности магнитного поля (см. фиг. 3). Как видим из схемы, на молекулу воды кроме линейных сил попеременно действуют с высокой частотой два противоположно направленных момента, еще более усиливая реакцию распада молекулы воды. На фиг. 4 и фиг. 1 изображено устройство (водородная ячейка), реализующее предлагаемый способ. Водородная ячейка состоит из двух колебательных контуров, содержащих конденсаторы C1, C2 и индуктивности И1 и И2, на которые подаются напряжения U1 и U2, представляющие собой высоковольтные выпрямленные напряжения импульсной формы, например синусоидальной, сдвинутые относительно друг друга на 90 градусов. При подаче таких напряжений на два колебательных контура и размещении индуктивностей между пластинами конденсаторов создается возможность изменять направление вектора напряженности электрического поля на 180 градусов, не изменяя при этом суммарное однонаправленные направления векторов напряженностей магнитных полей за счет противоположных намоток индуктивностей. Согласно фиг. 4 водородная ячейка состоит из конденсаторных пластин 13 конденсатора C1, конденсаторных пластин 14 конденсатора C2. Конденсаторные пластины перфорированы таким образом, чтобы обеспечить емкостную функцию, т.е. пластины одного конденсатора взаимодействуют друг с другом через отверстия конденсаторной пластины другого конденсатора, и наоборот. Между конденсаторными пластинами с некоторым сдвигом расположены индуктивности 11 и 12, представляющие собой плоскостные катушки, между витками которых имеются отверстия 9 и 10 для выхода кислорода и водорода. Все перечисленные элементы залиты диэлектриком. Конденсаторные пластины с целью увеличения передаваемой электрической энергии заливаются диэлектриком с большим значением диэлектрической проницаемости, например сополимером. Отверстия 16 и 17 служат для отвода газов. Для нейтрализации ионов кислорода служит металлическая сетка 15, заряженная положительно, а для нейтрализации ионов водорода служит металлическая сетка 16, заряженная отрицательно. Для протока воды служат отверстия 7 и 8. Изображенная на фиг. 4 водородная ячейка может иметь любую форму, например параллелепипеда, или являться сечением тора. Работа ячейки заключается в том, что при подаче на контуры напряжения и обеспечив через отверстия 7, 8 проток воды она начинает разлагаться на водород и кислород, которые, последовательно проходя через отверстия 9 и 10 индуктивностей, нейтрализуются и через выходные отверстия выходят по своему назначению.

Как известно, резонансная частота воды равна 1,87×10 ¹⁴ Гц. Это та частота, при которой требуется минимальное количество электроэнергии для разложения единицы объема воды на кислород и водород. На фиг. 2 изображен блок питания, выходная частота которого максимально приближается к резонансной частоте воды. Блок содержит индуктивности 1 и 2, намотанные в противоположные стороны и образующие при входном напряжении U противоположные по знаку синусоиды. Индуктивности 1 и 2 имеют магнитные связи соответственно с плоскостными парными катушками 3, 4 и 5, 6, вырабатывающими положительные и отрицательные выходные импульсы, причем катушки 4, 6 сдвинуты по фазе, например, на 20 градусов по отношению к катушкам 3, 5. А сдвиг по фазе между парами катушек 3 и 4, 5 и 6 составляет, например, 40 градусов. Вся группа катушек индуктивности 2 сдвинута по фазе по отношению катушек индуктивности 1, например, на 40 градусов. Иными словами катушки 3 вырабатывают ЭДС одного знака, а катушки 4 - противоположного. Поэтому промежуток времени между катушками 3-4 - это время прохождения, например, положительных импульсов. Аналогично происходит с катушками 5-6, только образованные ими импульсы имеют противоположную полярность и образованы во временном диапазоне между 4 и 3 катушками.

Преимущество устройства в сравнении с прототипом состоит в том, что на единицу затрачиваемой энергии производится больше конечного продукта за счет интенсификации воздействия на молекулу воды разрушающих сил и увеличения частоты воздействия этих сил.

Предлагаемое изобретение может найти самое широкое применение - от электростанций различной мощности, как стационарных, так передвижных, что будет способствовать сокращению высоковольтных линий электропередач. Применение изобретения для транспортных средств из-за идеальной экологической чистоты позволит резко оздоровить климат на Земле.