Ниже привожу интересную статью. КПД >1 в разы. Сам, в некоторых вопросах не согласен с автором. Однако, данное устройство экологически чистое и дает свободную энергию.
ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДЫ
Канарёв Ф.М. E-mail:
kanphil@mail.ru
http://kubagro.ru/science/prof.php?kanarev
http://gogo.ru/go?q=Филипп%20Канарёв
http://kanarev.inauka.ru http://Kanarev.innoplaza.net http://www.new-physics.com/
http://peswiki.com/index.php/Directo...v_Electrolysis
http://www.worldnpa.org/php/EventPre...l.ru&pw=npa123
Анонс. Атомарный водород существует в плазменном состоянии при температуре 2700-5000 С. Если образование молекул водорода при электролизе воды идёт путем отделения его атомов от молекул воды, то в фазе атомарного состояния водорода в электролитиче-ском растворе должна формироваться указанная температура, но её нет. Почему?
Известно, что наиболее совершенные электролизёры расходуют 4 кВтч электроэнер-гии на получение одного кубического метра водорода из воды. При сжигании этого водо-рода может выделиться около 3,5 кВтч чистой энергии [1]. Из этого следует, что водород может стать конкурентно-способным энергоносителем, если затраты энергии на его по-лучение из воды понизить хотя бы до 1 кВтч/ . Это и есть главная задача начального периода развития водородной энергетики. Но прежде чем анализировать резервы сниже-ния затрат энергии на получение водорода из воды, представим графически процесс гене-рации молекул водорода. Поскольку атомарный водород существует лишь при температу-ре около 5000 С, а в обычных электролизёрах такой температуры нет, то это значит, что молекулы водорода выделяются из кластеров воды в синтезированном состоянии [2].
Конечно, понять это можно лишь при наличии структур атомов и молекул. Отсут-ствие орбитального движения электронов в атомах и их линейное взаимодействие с про-тонами ядер раскрывает структуры любых атомов, в том числе и атомов водорода (рис. 1) и кислорода (рис. 2), которые входят в состав молекулы воды.
Рис. 1. Схема модели атома водорода: - электрон, - протон
Два электрона 1 и 2 атома кислорода расположены на оси атома, а шесть осталь-ных – по кругу, перпендикулярному оси (рис. 2). Можно предположить, что суммарное электростатическое поле шести электронов, расположенных по кругу (назовем их кольце-выми электронами), удаляет первый и второй осевые электроны на большее расстояние от ядра атома, чем то расстояние от ядра атома, на котором распложены кольцевые элек-троны. Поэтому осевые электроны атома кислорода являются его главными валентными электронами. Именно к этим электронам и присоединяются электроны атомов водорода, и образуется молекула воды (рис. 3) [2].
Рис. 2. Схемы ядра и атома кислорода
Рис. 3. Схема молекулы воды: 1,2,3,4,5,6,7,8 - номера электронов атома кислорода;
- ядра атомов водорода (протоны); и - номера электронов атомов водорода
Символами и обозначены электроны атомов водорода, и символами и - протоны атомов водорода. Структура атома водорода (рис. 1) показывает, что если этот атом соединится с первым осевым электроном атома кислорода своим единст-венным электроном, то протон окажется на поверхности молекулы и образует зону с положительным зарядом, который будет генерироваться протоном атома водорода. Ана-логичную зону сформирует и протон второго атома водорода, который соединяется со вторым осевым электроном атома кислорода (рис. 3). Отрицательно заряженную зону сформируют электроны атома кислорода, расположенные по кольцу вокруг оси атома кислорода [2].
Поскольку при охлаждении электроны излучают фотоны и приближаются к ядру атома, то шесть кольцевых электронов атома кислорода в молекуле воды (рис. 3), при-ближаясь к ядру атома, своим статическим полем удаляют осевые электроны от ядра. В этом случае расстояние между атомами водорода, расположенными на оси молекулы во-ды, увеличиваются. Это главная причина увеличения размеров молекул воды при их за-мерзании.
Обратим внимание на то, что кластеры воды формируются, прежде всего, протон - протонными связями, когда две её молекулы соединяются соосно. Если учесть, что раз-мер протона на три порядка меньше размера электрона, то протон – протонная связь легче разрушается при механическом воздействии на такой кластер (рис. 4, а). Второй вариант образования кластера – соединение осевого протона одной молекулы водыс кольцевым электроном другой молекулы воды. Это – протон – электронная связь (рис. 4, b). Её проч-ность тоже меньше прочности электрон - электронной связи. Эти факты и проясняют те-кучесть воды.
Рис. 4. Кластеры молекул воды:
а) - линейный кластер воды; b) шести лучевой кластер воды
Молекулы воды формируют кластеры различных форм. При определённых услови-ях и определённой температуре (в зимних облаках) шесть молекул воды присоединяются своими протонами атомов водорода к кольцевым электронам атома кислорода другой мо-лекулы воды. В результате образуется шести лучевая структура, которая с увеличением размера и усложнением формирует ажурную шести лучевую структуру – снежинку. Этот естественный процесс реализуется при строго определённых энергиях связи валентных электронов, которые зависят от энергий поглощаемых и излучаемых фотонов.
Большое электрическое сопротивление воды обусловлено тем, что на осевых кон-цах молекул располагаются положительно заряженные протоны атомов водорода. В ре-зультате линейные кластеры молекул воды имеют на обоих концах одноимённые заряды, что исключает возможность формирования электрической цепи в чистой воде.
Чтобы уменьшить электрическое сопротивление воды и увеличить её электропро-водность, надо ввести в раствор ионы, которые имели бы на одном конце главной оси электрон, а на другом протон. В этом случае такие ионы легко объединяются в линейные кластеры с разными знаками электрических зарядов на их концах, что и приводит к фор-мированию электрических цепей в растворе, которые увеличивают его электропровод-ность. В качестве примера можно рассмотреть присутствие в воде иона (рис. 5).
Известно, что вода может обладать щелочными или кислотными свойствами. Ще-лочные свойства формируются за счет увеличенного содержания в воде гидроксила [1].
Рис. 5. Схемы: а) гидроксила ; b) кластера
На рис. 5, а представлена схема гидроксила . На одном конце оси гидроксила расположен электрон атома кислорода, а другой завершается протоном атома водорода. Таким образом, гидроксил – идеальное звено электрической цепи. Под действием прило-женного напряжения эти ионы формируют линейные кластеры с положительным и отри-цательным знаками электрических зарядов на концах (рис. 5, b). В результате импульс на-пряжения передаётся вдоль этого кластера от минуса к плюсу. Конечно, ток не течёт вдоль кластера. Он формируется благодаря тому, что ион гидроксила , расположен-ный на конце кластера у анода (рис. 5, b) отдаёт ему свой электрон, а протон атома водо-рода у иона , расположенного у катода, получает электрон из него. Если к этому добавить тот факт, что водород выделяется у катода (-), а кислород у анода, то факт дви-жения электронов от анода (+) к катоду (-) во внешней цепи, соединяющей анод и катод, становится неоспоримым. На каком основании электротехники считают, что электроны в цепи постоянного тока движутся от минуса (-) к полюсу (+) остаётся тайной. Поэтому мы будем придерживаться описанного неоспоримого экспериментального факта о движении электронов в цепи постоянного тока от плюса (+) к минусу (-).
На рис. 6 представлены молекулы водорода [2].
Рис. 6. Схема молекулы водорода : а), b) - ортоводород; c) - параводород
Итак, процесс электролиза начинается с выхода электрона из катода в раствор.
Осевые протоны двух молекул воды (рис. 7, а и b), получив от катода по электрону , соединяются в кластер, в структуре которого оказывается молекула ортоводорода в синтезированном состоянии (рис. 6, а).
Рис. 7. Схема формирования молекулы ортоводорода в структуре кластера из двух
молекул воды
Теперь надо организовать такое импульсное воздействие на этот кластер, чтобы образовавшаяся молекула ортоводорода выделилась в свободное состояние (рис. 7, с). Обратим внимание на то, что на образование молекулы водорода в этом процессе расхо-дуется два электрона , пришедшие из катода. В соответствии с законом Фарадея, на образование одного моля водорода в этом случае расходуется два Фарадея Кулонов элек-тричества или .
Если электролиз идет при напряжении 1,70V, то на получение одного моля водо-рода будет израсходовано , а на получение -
Как видно, расчеты с использованием закона Фарадея дают результат, совпадаю-щий с экспериментом.
Как уменьшить затраты энергии но получение водорода? Анализ структуры моле-кулы воды показывает, что возможен и второй вариант, когда две молекулы воды (рис. 8), соединяясь протонами атомов водорода, образуют кластер, в составе которого оказывает-ся также молекула ортоводорода в синтезированном состоянии, но она имеет другую структуру (рис. 8, и 6, b). В этом случае процесс выделения молекулы водорода возмо-жен без электронов, получаемых из катода. Именно этот процесс электролиза идёт при фотосинтезе. Как это проверить экспериментально? [2].
Рис. 8. Схема формирования второй структуры молекулы ортоводорода в структуре
кластера из двух молекул воды
Известно, что при фотосинтезе поглощается углекислый газ . Считается, что углерод молекулы идет на построение клеток растений, а кислород выделяет-ся [1]. Теперь у нас есть основания усомниться в этом и предположить, что молекула целиком используется на построение клеток растений. Кислород же выделяют молекулы воды и он уходит в атмосферу, а атомы водорода молекул воды используются в качестве соединительных звеньев молекул, из которых строятся клетки растений [2].
Возникает вопрос: а нельзя ли смоделировать электролитический процесс разложе-ния воды на водород и кислород, который идет при фотосинтезе? Анализ структуры мо-лекулы воды (рис. 3), выявленной нами, показывает возможность электролиза воды при минимальном токе. На рис. 3 представлена схема молекулы воды с энергиями связи меж-ду атомами водорода и кислорода в условиях, когда молекула воды находится в нейтраль-ной среде, без ионов щелочи или кислоты, а также без электрического потенциала, кото-рый бы действовал на такие ионы [2].
Протоны атомов водорода в молекулах воды могут соединяться между собой и об-разовывать кластеры. В результате в цепи кластера образуется молекула ортоводорода (рис. 6, b и 8, а, b, c) [2].
Поиск условий моделирования процесса разложения воды на водород и кислород, который идет при фотосинтезе, привел нас к простой конструкции ячейки, в которой ими-тированы годовые кольца стволов деревьев в виде зазоров между коническими электро-дами (рис. 9).
Оказалось, что процесс электролиза может протекать при напряжении 1,5-2,0 В ме-жду анодом и катодом и силе тока 0,02 А. Поэтому этот процесс назван низкоамперным.
Прежде всего, отметим, что материал анода и катода один – сталь, что исключает возможность формирования гальванического элемента. Тем не менее, на электродах ячейки появляется разность потенциалов около 0,1В при полном отсутствии электроли-тического раствора в ней. После заливки раствора разность потенциалов увеличивается. При этом положительный знак заряда всегда появляется на верхнем электроде, а отрица-тельный – на нижнем. Если источник постоянного тока генерирует импульсы, то выход газов увеличивается [2]. Процесс низкоамперного электролиза может состоять из двух циклов, в одном цикле электролизер включен в электрическую сеть, а в другом - выклю-чен (табл. 1).
Рис. 9. Низкоамперный электролизер (Пат. № 2227817)
Процесс генерирования газов легко наблюдается по выходу образующихся пу-зырьков. Они продолжают выделяться и после отключения электролизера от сети. Конеч-но, после отключения электролизера от сети интенсивность выхода газов уменьшается, но не прекращается в течение многих часов. Это убедительно доказывает тот факт, что электролиз идет за счет разности потенциалов на электродах [2]. В табл. 1 представлены результаты эксперимента при периодическом питании электролизера импульсами вы-прямленного напряжения и тока.
Таблица 1. Показатели электролиза воды
Показатели Сумма
1 – продолжительность работы электролизера, включенного в сеть, 10 мин выключенного из сети 50 мин. в шести циклах;
6x10=60,0
2 – показания вольтметра V, Вольт; 11,4
2’ – показания осциллографа V’, Вольт; 0,40
3 – показания амперметра I, Ампер; 0,020
3’ – показания осциллографа, I’, Ампер; 0,01978
4 – расход энергии (P=VxIxτ/60), Втч; 0,228
4’ – расход энергии (P’=V’xI’x τ/60) Втч; 0,0081
5 – продолжительность работы электролизёра, отключенного от се-ти, за шесть циклов, мин
6x50=300,0
6 – изменение массы раствора m, грамм 0,60
7 – масса испарившейся воды m’, грамм 0,06
8 – масса воды, перешедшей в газы, m’’=m-m’, г. 0,54
9 – расход энергии на грамм воды, перешедшей в газы, по показа-ниям вольтметра и амперметра E=P/m’’, Втч/грамм воды;
0,420
9’ – расход энергии на грамм воды, перешедшей в газы, по пока-заниям осциллографа E’=P’/m’’, Втч/г;
0,015
10 –существующий расход энергии на грамм воды, переходящей в газы E’’, Втч/гр. воды
5,25
11 – уменьшение расхода энергии на получение водорода из во-ды по показаниям вольтметра и амперметра K=E’’/P, раз;
23,03
11’ – уменьшение расхода энергии на получение водорода из во-ды по показаниям осциллографа K’=E’’/P’, раз;
648,15
12- количество выделившегося водорода ΔМ=0,54x1,23x0,09=0,06, грамм
0,06
13 - энергосодержание полученного водорода (W=0,06х142/3,6) =2,36, Втч
2,36
14-энергетическая эффективность процесса электролиза воды по показаниям вольтметра и амперметра (Wх100/P), %;
1035,1
14’ - энергетическая эффективность процесса электролиза воды по показаниям осциллографа (Wх100/P’), %;
29135,80
Есть основания полагать, что низкоамперный электролизёр обладает свойствами конденсатора и источника электричества одновременно. Зарядившись в начале, он посте-пенно разряжается под действием электролитических процессов, протекающих в нём. Ко-личество генерируемой им электрической энергии оказывается недостаточным, чтобы поддерживать процесс электролиза, и он постепенно разряжается. Если его подзаряжать периодически импульсами напряжения, компенсирующими расход энергии, то заряд электролизёра, как конденсатора, будет оставаться постоянным, а процесс электролиза – стабильным [2].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мы представили результаты эксперимента, в котором конические электроды были изготовлены из простой стали. Вполне естественно, что есть другие материалы с больши-ми свойствами катализатора процесса разложения воды на водород и кислород без затрат электрической энергии.
Литература
1. Полинг Л. Общая химия. М. Изд. «МИР». 1974. 845 с.
2. Канарёв Ф.М. Начало физхимии микромира. Монография. 9-е издание. 1000 с.
http://kubagro.ru/science/prof.php?kanarev
видео
http://kubagro.ru/science/public.php?kanarev&kind=23