ცეცხლგამძლე შუშის სინჯარას სამფეხზე გავამაგრებთ და მასში დავამატებთ 5გ დაფხვნილ ნიტრატს (კალიუმის ნიტრატი KNO 3 ან ნატრიუმის ნიტრატი NaNO 3). სინჯის ქვეშ მოვათავსოთ ცეცხლგამძლე მასალისგან დამზადებული ჭიქა, რომელიც სავსეა ქვიშით, რადგან ამ ექსპერიმენტში მინა ხშირად დნება და ცხელი მასა გამოდის. ამიტომ გაცხელებისას სანთურას გვერდზე ვინახავთ. როცა მარილიან მარილს ძლიერად გავაცხელებთ, ის დნება და მისგან ჟანგბადი გამოიყოფა (ამას ჩამქრალი ჩირაღდნის დახმარებით აღმოვაჩენთ - სინჯარაში აინთება). ამ შემთხვევაში, კალიუმის ნიტრატი გადაიქცევა KNO2 ნიტრიტად. შემდეგ, სასმისის მაშებით ან პინცეტით ჩავყრით საჭრელი გოგირდის ნაჭერს დნობაში (არასოდეს დაიჭიროთ სახე სინჯარაზე).

გოგირდი აალდება და დაიწვება დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით. ექსპერიმენტი უნდა ჩატარდეს ღია ფანჯრებით (მიღებული გოგირდის ოქსიდების გამო). შედეგად მიღებული ნატრიუმის ნიტრიტი შეინახება შემდგომი ექსპერიმენტებისთვის.

პროცესი შემდეგნაირად მიმდინარეობს (გათბობით):

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2

თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ჟანგბადი სხვა გზით.

კალიუმის პერმანგანატი KMnO 4 (მანგანუმის მჟავას კალიუმის მარილი) გაცხელებისას გამოყოფს ჟანგბადს და გადაიქცევა მანგანუმის (IV) ოქსიდად:

4KMnO 4 → 4Mn 2 + 2K 2 O + 3O 2

ან 4KMnO 4 → MnO 2 + K 2 MnO 4 + O 2

10 გრ კალიუმის პერმანგანატისგან შეგიძლიათ მიიღოთ დაახლოებით ლიტრი ჟანგბადი, ამიტომ ორი გრამი საკმარისია ნორმალური ზომის ხუთი სინჯარის ჟანგბადით შესავსებად. კალიუმის პერმანგანატის შეძენა შესაძლებელია ნებისმიერ აფთიაქში, თუ ის არ არის ხელმისაწვდომი სახლის პირველადი დახმარების კომპლექტში.

კალიუმის პერმანგანატს ვაცხელებთ ცეცხლგამძლე სინჯარაში და გამოთავისუფლებულ ჟანგბადს პნევმატური აბაზანით ვიჭერთ სინჯარებში. კრისტალები იბზარება და ნადგურდება, ხშირ შემთხვევაში, გაზთან ერთად გარკვეული რაოდენობის მტვრიანი პერმანგანატიც შეიწოვება. პნევმატური აბაზანისა და გამომავალი მილის წყალი ამ შემთხვევაში გაწითლდება. ექსპერიმენტის დასრულების შემდეგ აბაზანას და მილს ვასუფთავებთ ნატრიუმის თიოსულფატის (ჰიპოსულფიტის) ხსნარით - ფოტოფიქსატორით, რომელსაც ოდნავ ვამჟავებთ განზავებული მარილმჟავით.

დიდი რაოდენობით ჟანგბადის მიღება ასევე შესაძლებელია წყალბადის ზეჟანგიდან (პეროქსიდი) H 2 O 2 . აფთიაქში შევიძენთ სამპროცენტიან ხსნარს - სადეზინფექციო საშუალებას ან ჭრილობების სამკურნალო პრეპარატს. წყალბადის ზეჟანგი არ არის ძალიან სტაბილური. უკვე ჰაერში დგომისას ის იშლება ჟანგბადად და წყალში:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

დაშლა შეიძლება მნიშვნელოვნად დაჩქარდეს პეროქსიდში ცოტა მანგანუმის დიოქსიდის MnO 2 (პიროლუზიტი), გააქტიურებული ნახშირბადის, ლითონის ფხვნილის, სისხლის (კოაგულირებული ან ახალი), ნერწყვის დამატებით. ეს ნივთიერებები მოქმედებენ როგორც კატალიზატორები.

ჩვენ შეგვიძლია დავრწმუნდეთ ამაში, თუ დავდებთ დაახლოებით 1 მლ წყალბადის ზეჟანგს ერთ-ერთ ზემოთ ჩამოთვლილ ნივთიერებასთან ერთად პატარა საცდელ მილში და დავადასტურებთ განვითარებადი ჟანგბადის არსებობას ნატეხით ტესტის გამოყენებით. თუ ჭიქაში 5 მლ წყალბადის ზეჟანგის 3%-იან ხსნარს თანაბარი რაოდენობით ცხოველის სისხლი დაემატება, ნარევი ძლიერ ქაფდება, ქაფი გამკვრივდება და ადიდდება ჟანგბადის ბუშტების გამოშვების შედეგად.

შემდეგ ჩვენ შევამოწმებთ სპილენძის (II) სულფატის 10% ხსნარის კატალიზურ ეფექტს კალიუმის ჰიდროქსიდის (კაუსტიკური კალიუმის), რკინის სულფატის (P) ხსნარის დამატებით, რკინის (III) ქლორიდის ხსნარით (თან და მის გარეშე). რკინის ფხვნილის დამატება, ნატრიუმის კარბონატი, ნატრიუმის ქლორიდი და ორგანული ნივთიერებები (რძე, შაქარი, მწვანე მცენარეების დაქუცმაცებული ფოთლები და ა.შ.). ახლა ჩვენ გამოცდილებიდან ვნახეთ, რომ სხვადასხვა ნივთიერებები კატალიზურად აჩქარებენ წყალბადის ზეჟანგის დაშლას.

კატალიზატორები ზრდის ქიმიური რეაქციის სიჩქარეს მოხმარების გარეშე. საბოლოო ჯამში, ისინი ამცირებენ რეაქციის აღგზნებისთვის საჭირო აქტივაციის ენერგიას. მაგრამ არის ნივთიერებებიც, რომლებიც საპირისპიროდ მოქმედებენ. მათ უწოდებენ უარყოფით კატალიზატორებს, ანტი კატალიზატორებს, სტაბილიზატორების ან ინჰიბიტორებს. მაგალითად, ფოსფორის მჟავა ხელს უშლის წყალბადის ზეჟანგის დაშლას. ამიტომ, კომერციული წყალბადის ზეჟანგის ხსნარი ჩვეულებრივ სტაბილიზირებულია ფოსფორის ან შარდმჟავით.

კატალიზატორები აუცილებელია მრავალი ქიმიურ-ტექნოლოგიური პროცესისთვის. მაგრამ ველურ ბუნებაშიც კი ბევრ პროცესში მონაწილეობენ ეგრეთ წოდებული ბიოკატალიზატორები (ფერმენტები, ფერმენტები, ჰორმონები). ვინაიდან კატალიზატორები არ მოიხმარენ რეაქციებში, მათ შეუძლიათ იმოქმედონ მცირე რაოდენობითაც კი. 400-800 კგ რძის ცილის შესადედებლად საკმარისია ერთი გრამი ნიჟარა.

კატალიზატორების მუშაობისთვის განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს მათი ზედაპირის ფართობს. ზედაპირის გასადიდებლად გამოიყენება ფოროვანი, დაბზარული ნივთიერებები განვითარებული შიდა ზედაპირით, კომპაქტური ნივთიერებები ან ლითონები ასხურება ე.წ. მაგალითად, 100 გ საყრდენი პლატინის კატალიზატორი შეიცავს მხოლოდ დაახლოებით 200 მგ პლატინას; 1 გრ კომპაქტურ ნიკელს აქვს ზედაპირის ფართობი 0,8 სმ 2 და 1 გრ ნიკელის ფხვნილს აქვს 10 მგ. ეს შეესაბამება 1: 100,000 თანაფარდობას; 1 გ აქტიურ ალუმინის ზედაპირის ფართობი 200-დან 300 მ2-მდეა, 1 გ აქტიური ნახშირბადისთვის ეს მნიშვნელობა 1000 მ2-საც კი შეადგენს. ზოგიერთ კატალიზატორში - რამდენიმე მილიონი მარკა. ამრიგად, ბელენში 18 მ სიმაღლის ბენზინის საკონტაქტო ღუმელი შეიცავს 9-10 ტონა კატალიზატორს.

დიდი რაოდენობით ჟანგბადი მიიღება წყლის ელექტროლიზით.

წყლის ელექტროლიზის დროს ჟანგბადთან ერთად გამოიყოფა კიდევ ერთი ღირებული სამრეწველო პროდუქტი, წყალბადი.

იაფი ელექტროენერგიის არსებობისას უკიდურესად მომგებიანია წყლისგან ჟანგბადის და წყალბადის მიღება ელექტრული დენით მის შემადგენელ ნაწილებად დაშლით.

ჟანგბადი და წყალბადი პირველად მიიღეს წყლის ელექტროლიზით დაახლოებით ას სამოცი წლის წინ. თუმცა, ამ მეთოდს თითქმის ასი წლის განმავლობაში პრაქტიკული გამოყენება არ ჰპოვა.

1888 წელს რუსმა პროფესორმა დ.ა. ლაჩინოვმა შექმნა ელექტროლიტური აბაზანების რამდენიმე ტიპი ჟანგბადისა და წყალბადის წარმოებისთვის. რამდენიმე წლის შემდეგ გამოჩნდა პირველი სამრეწველო ქარხნები ამ გაზების ელექტროლიზით წარმოებისთვის. ეს იყო შედარებით მცირე დანადგარები, რომლებიც აწარმოებდნენ 100-200 კუბურ მეტრ ჟანგბადს და წყალბადს დღეში.

ამჟამად არის ქარხნები, რომლებსაც შეუძლიათ საათში 20000 კუბური მეტრი წყალბადის და 10000 კუბური მეტრი ჟანგბადის გამომუშავება.

ასეთი დანადგარები მოითხოვს დიდ ელექტროენერგიას.

ჩვენს ქვეყანაში, სადაც იწარმოება დიდი რაოდენობით იაფი ელექტროენერგია, ჟანგბადს იღებენ არა მხოლოდ ჰაერიდან, არამედ ფართოდ გამოიყენება წყლიდან ჟანგბადისა და წყალბადის მიღების ელექტროლიტური მეთოდი.

ამჟამად დიდ მდინარეებზე ახალი გიგანტური ჰიდროელექტროსადგურები შენდება. ოთხ ან ხუთ წელიწადში ისინი წელიწადში 22 მილიარდ კილოვატ/საათზე მეტ ელექტროენერგიას გამოიმუშავებენ. ამ იაფი ელექტროენერგიის ნაწილი გადაეცემა ელექტროქიმიურ საწარმოებს, მათ შორის წყლის ელექტროლიზის ქარხნებს.

ჟანგბადის მიღება

ჟანგბადი მიიღება ლაბორატორიაში კალიუმის პერმანგანატის KMnO 4 დაშლით. ექსპერიმენტისთვის დაგჭირდებათ საცდელი მილი გაზის გამომავალი მილით. ჩაასხით კრისტალური კალიუმის პერმანგანატი სინჯარაში. მოამზადეთ კოლბა ჟანგბადის შესაგროვებლად. როდესაც გაცხელდება, კალიუმის პერმანგანატი იწყებს დაშლას, გამოთავისუფლებული ჟანგბადი შედის კოლბაში გაზის გამოსასვლელი მილით. ჟანგბადი ჰაერზე მძიმეა, ამიტომ კოლბას არ ტოვებს და თანდათან ავსებს მას. კოლბაში ჩამქრალი ნატეხი ციმციმებს: ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ მოვახერხეთ ჟანგბადის შეგროვება.

სუფთა ჟანგბადი პირველად დამოუკიდებლად მიიღეს შვედმა ქიმიკოსმა შელემ და ინგლისელმა მეცნიერმა პრისტლიმ. მათ აღმოჩენამდე მეცნიერები თვლიდნენ, რომ ჰაერი ერთგვაროვანი ნივთიერებაა. შილისა და პრისტლის აღმოჩენის შემდეგ ლავუაზიემ შექმნა წვის თეორია და ახალ ელემენტს უწოდა ოქსიგენიუმი - წარმოშობს მჟავას, ჟანგბადს. ჟანგბადი აუცილებელია სიცოცხლის შესანარჩუნებლად. ადამიანს შეუძლია ჟანგბადის გარეშე გადარჩენა მხოლოდ რამდენიმე წუთის განმავლობაში.

აღჭურვილობა:საცდელი მილი გაზის გამომავალი მილით, კოლბა, სამფეხა, სულის ნათურა, სპატული, ჩირაღდანი.

Უსაფრთხოება. დაიცავით გათბობის მოწყობილობების მუშაობის წესები. ორგანული ნივთიერებების შეყვანა კალიუმის პერმანგანატში დაუშვებელია. მოერიდეთ კანისა და ლორწოვანი გარსების პირდაპირ კონტაქტს კალიუმის პერმანგანატის კრისტალებთან.

გამოცდილების განცხადება- ელენა მახინენკო, ტექსტი- დოქტორი პაველ ბესპალოვი.

წყალბადი წყლიდან: მარტივი და იაფი რუსმა მკვლევარმა დააპროექტა ელექტროლიზატორი, რომელიც შესაძლებელს ხდის წყალბადის მიღებას წყლისგან, დახარჯავს მასზე ძალიან ცოტა ენერგიას.

რუსმა მკვლევარმა შექმნა ელექტროლიზატორი, რომელიც შესაძლებელს ხდის წყალბადის გამომუშავებას წყლისგან ძალიან მცირე ენერგიით.

წყალბადი არის ეკოლოგიურად სუფთა ენერგიის მატარებელი, უფრო მეტიც, ის პრაქტიკულად ამოუწურავია. გათვლებით, 1 ლიტრი წყლისგან 1234,44 ლიტრი წყალბადის მიღებაა შესაძლებელი. თუმცა, ენერგიის გადასვლას წყალბადის საწვავზე აფერხებს ენერგიის მაღალი ხარჯები, რომლებიც საჭიროა წყლისგან წყალბადის წარმოებისთვის. ელექტროლიზის პროცესი ხდება 1,6-2,0 ვ ძაბვისა და ათობით და ასეულ ამპერის დენის სიძლიერით. ყველაზე თანამედროვე ელექტროლიზატორები მოიხმარენ უფრო მეტ ენერგიას კუბური მეტრი წყალბადის წარმოებისთვის, ვიდრე მისი დაწვით მიიღება. მსოფლიოს მრავალი ლაბორატორია წყვეტს წყლიდან წყალბადის წარმოებისთვის ენერგიის ხარჯების შემცირების პრობლემას, მაგრამ ამ დრომდე მნიშვნელოვანი შედეგი არ არის მიღწეული. თუმცა, ბუნებაში არსებობს წყლის მოლეკულების წყალბადად და ჟანგბადად დაშლის ეკონომიური პროცესი. იგი ხდება ფოტოსინთეზის დროს. ამ შემთხვევაში, წყალბადის ატომები მონაწილეობენ ორგანული მოლეკულების ფორმირებაში, ხოლო ჟანგბადი მიდის ატმოსფეროში. ყუბანის სახელმწიფო აგრარული უნივერსიტეტის ფ. კანარევის მიერ შემუშავებული ელექტროლიზატორის უჯრედი აყალიბებს ამ პროცესს.

ფოტოსინთეზის მსგავსია ის, რომ უჯრედი ძალიან ცოტა ენერგიას მოიხმარს. სინამდვილეში, მოწყობილობა იყენებს მხოლოდ 0,062 ვ ძაბვას 0,02 A დენის სიმძლავრეზე. ფ. კანარევმა დააპროექტა ელექტროლიზატორის ორი ლაბორატორიული მოდელი: კონუსური და ცილინდრული ფოლადის ელექტროდებით. მათი შემქმნელის მიერ ჩაფიქრებული, ისინი ხის ტოტის წლიური რგოლების მოდელირებას ახდენენ. ელექტროლიტის სრული არარსებობის შემთხვევაშიც კი, უჯრედის ელექტროდებზე ჩნდება პოტენციური განსხვავება დაახლოებით 0,1 ვ. ხსნარის ჩამოსხმის შემდეგ პოტენციური სხვაობა იზრდება. ამ შემთხვევაში, დამუხტვის დადებითი ნიშანი ყოველთვის ჩნდება ზედა ელექტროდზე, უარყოფითი - ქვედაზე. დაბალი ამპერიანი ელექტროლიზატორის უჯრედი არის კონდენსატორი. თავდაპირველად ის იტენება 1,5-2 ვ ძაბვით და 0,02 ა-ზე ბევრად მეტი დენის სიძლიერით, შემდეგ კი თანდათან იხსნება მასში მიმდინარე ელექტროლიტური პროცესების გავლენის ქვეშ. და ამ დროს მოწყობილობა ძალიან მცირე ენერგიას მოიხმარს, რომელსაც ხარჯავს კონდენსატორის დატენვაზე. ქსელიდან გათიშულ მოწყობილობაშიც კი ელექტროლიზი გრძელდება კიდევ ხუთი საათის განმავლობაში, რასაც მოწმობს გაზის ბუშტების ინტენსიური ღრიალი.

ელექტროლიზატორის ორივე მოდელი, როგორც კონუსური, ისე ცილინდრული ელექტროდებით, მუშაობს ერთნაირი ენერგოეფექტურობით. ამ ეფექტურობის მაჩვენებელი ჯერ კიდევ დასაზუსტებელია. მაგრამ უკვე ნათელია, რომ ენერგიის ხარჯები წყლისგან წყალბადის მიღებისთვის დაბალი ამპერაჟის ელექტროლიზის დროს მცირდება 12-ჯერ, ხოლო ყველაზე გაბედული შეფასებით, თითქმის 2000-ჯერ. ფ. კანარევის თქმით, მისი შემოთავაზებული მეთოდი წყლიდან იაფი წყალბადის მისაღებად შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამრეწველო ელექტროლიზატორების შესაქმნელად, რომლებიც გამოიყენებენ მომავალ წყალბადის ენერგიას.

ჟანგბადის თვისებები და მისი წარმოების მეთოდები

ჟანგბადი O 2 არის ყველაზე უხვი ელემენტი დედამიწაზე. იგი დიდი რაოდენობით გვხვდება დედამიწის ქერქში არსებული სხვადასხვა ნივთიერებების ქიმიური ნაერთების სახით, წყალბადთან ერთად წყალში და თავისუფალ მდგომარეობაში ატმოსფერულ ჰაერში, შერეული ძირითადად აზოტთან 20,93% მოცულობით. .

ჟანგბადს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ეროვნულ ეკონომიკაში. ფართოდ გამოიყენება მეტალურგიაში; ქიმიური მრეწველობა; ლითონების ალივით დამუშავებისთვის, მყარი ქანების ცეცხლის ბურღვისთვის, მიწისქვეშა ნახშირის გაზიფიკაციისთვის; მედიცინაში და სხვადასხვა სუნთქვის აპარატში, მაგალითად, მაღალ სიმაღლეზე ფრენისთვის და სხვა ადგილებში.

ნორმალურ პირობებში ჟანგბადი არის უფერო, უსუნო და უგემოვნო გაზი, აალებადი, მაგრამ აქტიურად უჭერს მხარს წვას. ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე ჟანგბადი იქცევა თხევად და თუნდაც მყარად.

წყაროები: www.activestudy.info, files.school-collection.edu.ru, gazeta.zn.ua, chemport.ru, forum.homedistiller.ru, metallicheckiy-portal.ru

ბიუჯეტის ლეპტოპის მოდელები

თანამედროვე პორტატულ კომპიუტერებს, ან როგორც მათ ჩვეულებრივ უწოდებენ - ლეპტოპებს ან ლეპტოპებს შეუძლიათ იგივე შეასრულონ ...

რა არის ამბიცია

სხვადასხვა ქვეყანას აქვს საკუთარი გაგება, თუ რა არის ამბიცია. სლავურ ხალხში ამბიცია ასოცირდებოდა პომპეზურობასთან, აცხადებდა უფლებას ...

ჟანგბადი დედამიწის ატმოსფეროში გაჩნდა მწვანე მცენარეებისა და ფოტოსინთეზური ბაქტერიების გაჩენით. ჟანგბადის წყალობით აერობული ორგანიზმები ახორციელებენ სუნთქვას ან დაჟანგვას. მნიშვნელოვანია ჟანგბადის მიღება მრეწველობაში - გამოიყენება მეტალურგიაში, მედიცინაში, ავიაციაში, ეროვნულ ეკონომიკაში და სხვა დარგებში.

Თვისებები

ჟანგბადი მენდელეევის პერიოდული ცხრილის მერვე ელემენტია. ეს არის გაზი, რომელიც ხელს უწყობს წვას და ჟანგავს ნივთიერებებს.

ბრინჯი. 1. ჟანგბადი პერიოდულ სისტემაში.

ჟანგბადი ოფიციალურად აღმოაჩინეს 1774 წელს. ინგლისელმა ქიმიკოსმა ჯოზეფ პრისტლიმ გამოყო ელემენტი ვერცხლისწყლის ოქსიდისგან:

2HgO → 2Hg + O 2.

თუმცა, პრისტლიმ არ იცოდა, რომ ჟანგბადი ჰაერის ნაწილი იყო. ატმოსფეროში ჟანგბადის თვისებები და არსებობა მოგვიანებით მიუთითა პრისტლის კოლეგამ, ფრანგმა ქიმიკოსმა ანტუან ლავუაზიემ.

ჟანგბადის ზოგადი მახასიათებლები:

• უფერო გაზი;
• არ აქვს სუნი და გემო;
• ჰაერზე მძიმე;
• მოლეკულა შედგება ორი ჟანგბადის ატომისგან (O 2);
• თხევად მდგომარეობაში მას აქვს ღია ცისფერი ფერი;
• წყალში ცუდად ხსნადი;
• არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი.

ბრინჯი. 2. თხევადი ჟანგბადი.

ჟანგბადის არსებობა მარტივად შეიძლება შემოწმდეს მდუღარე ჩირაღდნის გაზით ჭურჭელში ჩაშვებით. ჟანგბადის თანდასწრებით, ჩირაღდანი ანათებს.

როგორ მივიღოთ

სამრეწველო და ლაბორატორიულ პირობებში სხვადასხვა ნაერთებისგან ჟანგბადის მიღების რამდენიმე გზა არსებობს. მრეწველობაში ჟანგბადი მიიღება ჰაერიდან მისი გათხევადების გზით წნევის ქვეშ და -183°C ტემპერატურაზე. თხევადი ჰაერი ექვემდებარება აორთქლებას, ე.ი. თანდათან თბება. -196°C-ზე აზოტი იწყებს აქროლადობას, ხოლო ჟანგბადი ინარჩუნებს თხევად მდგომარეობას.

ლაბორატორიაში ჟანგბადი წარმოიქმნება მარილების, წყალბადის ზეჟანგისა და ელექტროლიზისგან. მარილების დაშლა ხდება გაცხელებისას. მაგალითად, კალიუმის ქლორატი ან ბერტოლეს მარილი თბება 500 ° C-მდე, ხოლო კალიუმის პერმანგანატი ან კალიუმის პერმანგანატი თბება 240 ° C-მდე:

• 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2;
• 2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.

ბრინჯი. 3. ბერტოლეტის მარილის გაცხელება.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ მიიღოთ ჟანგბადი მარილის ან კალიუმის ნიტრატის გაცხელებით:

2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 .

წყალბადის ზეჟანგის დაშლაში კატალიზატორად გამოიყენება მანგანუმის (IV) ოქსიდი - MnO 2 , ნახშირბადი ან რკინის ფხვნილი. ზოგადი განტოლება ასე გამოიყურება:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2.

ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი ექვემდებარება ელექტროლიზს. შედეგად წარმოიქმნება წყალი და ჟანგბადი:

4NaOH → (ელექტროლიზი) 4Na + 2H 2 O + O 2.

ჟანგბადი ასევე იზოლირებულია წყლისგან ელექტროლიზით, იშლება წყალბადად და ჟანგბადად:

2H 2 O → 2H 2 + O 2 .

ბირთვულ წყალქვეშა ნავებზე ჟანგბადი მიიღეს ნატრიუმის პეროქსიდისგან - 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2. მეთოდი საინტერესოა იმით, რომ ნახშირორჟანგი შეიწოვება ჟანგბადის გამოყოფასთან ერთად.

Როგორ უნდა მიმართოს

შეგროვება და აღიარება აუცილებელია სუფთა ჟანგბადის გასათავისუფლებლად, რომელიც გამოიყენება ინდუსტრიაში ნივთიერებების დაჟანგვისთვის, აგრეთვე სივრცეში, წყლის ქვეშ, კვამლ ოთახებში სუნთქვის შესანარჩუნებლად (ჟანგბადი აუცილებელია მეხანძრეებისთვის). მედიცინაში ჟანგბადის ავზები სუნთქვის გაძნელებულ პაციენტებს სუნთქვაში ეხმარება. ჟანგბადი ასევე გამოიყენება რესპირატორული დაავადებების სამკურნალოდ.

ჟანგბადი გამოიყენება საწვავის დასაწვავად - ქვანახშირი, ნავთობი, ბუნებრივი აირი. ჟანგბადი ფართოდ გამოიყენება მეტალურგიასა და ინჟინერიაში, მაგალითად, ლითონის დნობის, ჭრისა და შედუღებისთვის.

Საშუალო რეიტინგი: 4.9. სულ მიღებული შეფასებები: 206.

O ჰაერი არ არის ცალკეული აირების ქიმიური ნაერთი. ახლა ცნობილია, რომ ეს არის აზოტის, ჟანგბადის და ეგრეთ წოდებული იშვიათი გაზების ნაზავი: არგონი, ნეონი, კრიპტონი, ქსენონი და ჰელიუმი. გარდა ამისა, ჰაერი შეიცავს წყალბადს და ნახშირორჟანგს უმნიშვნელო რაოდენობით.

ჰაერის ძირითადი კომპონენტია აზოტი. ის იკავებს ჰაერის მთლიანი მოცულობის 3D-ზე მეტს. ჰაერის მეხუთედი არის "ცეცხლოვანი ჰაერი" - ჟანგბადი. ხოლო დანარჩენი გაზები შეადგენს მის დაახლოებით მეასედს.

როგორ არის შესაძლებელი ამ გაზების გამოყოფა და ჰაერიდან სუფთა ჟანგბადის მიღება?

ოცდაათი წლის წინ შედარებით ფართოდ გამოიყენებოდა ჟანგბადის მიღების ქიმიური მეთოდი. ამისთვის გამოიყენებოდა ბარიუმის ლითონის კომბინაცია ჟანგბადთან - ბარიუმის ოქსიდი. ამ ნივთიერებას აქვს ერთი საინტერესო თვისება. მუქ წითელ ფერამდე (დაახლოებით 540 გრადუსამდე) გაცხელებული ბარიუმის ოქსიდი ენერგიულად ერწყმის ატმოსფერულ ჟანგბადს და წარმოქმნის ჟანგბადით მდიდარ ახალ ნივთიერებას - ბარიუმის პეროქსიდს. თუმცა, შემდგომი გაცხელებისას, ბარიუმის პეროქსიდი იშლება, გამოყოფს ჟანგბადს და ისევ ოქსიდად იქცევა. ჟანგბადი ზე

მას იჭერენ და აგროვებენ სპეციალურ ჭურჭელში - ცილინდრებში, ხოლო ბარიუმის პეროქსიდი გაცივებულია 540 გრადუსამდე, რათა დაიბრუნოს ჰაერიდან ჟანგბადის გამოყოფის უნარი.

ამ გზით მომუშავე ჟანგბადის ქარხნები საათში რამდენიმე კუბურ მეტრ გაზს აწარმოებდნენ. თუმცა, ისინი ძვირი, მოცულობითი და მოუხერხებელი იყო. გარდა ამისა, ექსპლუატაციის დროს ბარიუმის ოქსიდმა თანდათან დაკარგა შთანთქმის თვისებები და ხშირად უნდა შეიცვალოს.

ყოველივე ამან განაპირობა ის, რომ დროთა განმავლობაში ჰაერიდან ჟანგბადის მიღების ქიმიური მეთოდი სხვა, უფრო მოწინავეებმა ჩაანაცვლეს.

ჰაერიდან ჟანგბადის იზოლირების უმარტივესი გზაა, თუ ჰაერი პირველად გადაიქცევა სითხეში.

თხევად ჰაერს ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს აქვს უკიდურესად დაბალი ტემპერატურა - მინუს 192 გრადუსი, ანუ 192 გრადუსი წყლის გაყინვის წერტილიდან ქვემოთ. მაგრამ ჰაერის შემადგენელი ცალკეული აირების სითხის ტემპერატურა არ არის იგივე. თხევადი აზოტი, მაგალითად, ადუღდება და აორთქლდება მინუს 196 გრადუსზე, ჟანგბადი კი მინუს 183 გრადუსზე. ეს 13 გრადუსიანი განსხვავება შესაძლებელს ხდის თხევადი ჰაერის გამოყოფას მის შემადგენელ აირებად.

თუ რომელიმე ჭურჭელში ჩაასხით თხევადი ჰაერი, ის ენერგიულად მოიხარშება და ძალიან სწრაფად აორთქლდება. ამავდროულად, პირველ მომენტებში უპირატესად აზოტი აორთქლდება და თხევადი ჰაერი სულ უფრო მდიდრდება ჟანგბადით. ეს პროცესი არის ჰაერის გამოყოფისთვის გამოყენებული სპეციალური მოწყობილობების აგების საფუძველი.

ამჟამად თხევადი ჰაერი ფართოდ გამოიყენება ჟანგბადის სამრეწველო წარმოებისთვის. თუმცა, იმისათვის, რომ ატმოსფერული ჰაერი თხევად მდგომარეობაში გადაიქცეს, ის ძალიან დაბალ ტემპერატურამდე უნდა გაცივდეს. ამიტომ თხევადი ჰაერის მიღების თანამედროვე მეთოდს ღრმა გაგრილების მეთოდს უწოდებენ.

ჰაერის ღრმა გაგრილება ხორციელდება სპეციალურ მანქანებში. მაგრამ სანამ მათ მუშაობაზე ვისაუბრებთ, უნდა გავეცნოთ რამდენიმე მარტივ ფიზიკურ მოვლენას.

П ცოტა ვიოცნებოთ მომავალზე... 195... წელი. ჩვენი მანქანა მირბის ქვეყნის მაგისტრალის ცქრიალა ასფალტის გასწვრივ. გვერდებზე, ხეების ჩრდილში, ულამაზესი საცხოვრებელი კორპუსები ციმციმებს. მანქანა სწრაფად მიფრინავს გორაკზე და ...

ამ წიგნში ჩვენ მხოლოდ ჟანგბადის პრაქტიკული გამოყენების ცალკეულ მაგალითებზე შეგვიძლია ფოკუსირება. სინამდვილეში, "ცეცხლოვანი ჰაერის" სფერო გაცილებით ფართოა. თანამედროვე ტექნოლოგიების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა...

K წყალბადი აქტიურად უჭერს მხარს წვას. ეს ნიშნავს, რომ მიზანშეწონილია მისი გამოყენება უპირველეს ყოვლისა იმ პროცესებში, რომლებიც დაკავშირებულია წვასთან, მაღალი ტემპერატურის მიღებასთან. ასეთი პროცესი, გარდა მყარი საწვავის გაზიფიცირებისა, არის წარმოება ...

ექსპერიმენტულად იქნა აღმოჩენილი და შესწავლილი აორთქლების "ცივი" მაღალი ძაბვის ელექტროკვლის ახალი ეფექტი და სითხეების დაბალი ძაბვის მაღალი ძაბვის დისოციაცია. ამ აღმოჩენის საფუძველზე ავტორმა შემოგვთავაზა და დააპატენტა ახალი მაღალეფექტური დაბალფასიანი ტექნოლოგია საწვავის მისაღებად. გაზი ზოგიერთი წყალხსნარიდან, რომელიც დაფუძნებულია მაღალი ძაბვის კაპილარულ ელექტროკვამლზე.

შესავალი

ეს სტატია ეხება წყალბადის ენერგიის ახალ პერსპექტიულ სამეცნიერო და ტექნიკურ მიმართულებას. ის იტყობინება, რომ რუსეთში აღმოაჩინეს ახალი ელექტროფიზიკური ეფექტი ინტენსიური "ცივი" აორთქლებისა და სითხეებისა და წყალხსნარების საწვავის აირებში დაშლისა და ექსპერიმენტულად ტესტირება ელექტროენერგიის მოხმარების გარეშე - მაღალი ძაბვის კაპილარული ელექტროოსმოზი. მოცემულია ცოცხალი ბუნებაში ამ მნიშვნელოვანი ეფექტის გამოვლენის ნათელი მაგალითები. ღია ეფექტი არის მრავალი ახალი „გარღვევის“ ტექნოლოგიის ფიზიკური საფუძველი წყალბადის ენერგიასა და სამრეწველო ელექტროქიმიაში. მის საფუძველზე ავტორმა შეიმუშავა, დააპატენტა და აქტიურად იკვლევს ახალ მაღალეფექტურ და ენერგოეფექტურ ტექნოლოგიას წყლისგან აალებადი საწვავის გაზებისა და წყალბადის მისაღებად, სხვადასხვა წყალხსნარებიდან და წყლის ორგანული ნაერთებიდან. სტატიაში ვლინდება მათი ფიზიკური არსი და პრაქტიკაში განხორციელების ტექნიკა, მოცემულია ახალი გაზის გენერატორების პერსპექტივების ტექნიკური და ეკონომიკური შეფასება. სტატიაში ასევე მოცემულია წყალბადის ენერგიის ძირითადი პრობლემებისა და მისი ცალკეული ტექნოლოგიების ანალიზი.

მოკლედ კაპილარული ელექტროოსმოზის აღმოჩენისა და სითხეების აირებად დაშლისა და ახალი ტექნოლოგიის განვითარების ისტორიაზე. ეფექტი აღმოვაჩინე 1985 წელს. ექსპერიმენტები და ექსპერიმენტები კაპილარული ელექტროოსმოსური "ცივი" აორთქლებისა და სითხეების დაშლის შესახებ. საწვავი გაზი ელექტრომოხმარების გარეშე განხორციელდა ჩემ მიერ 1986-96 წლებში. პირველად მცენარეებში წყლის "ცივი" აორთქლების ბუნებრივი პროცესის შესახებ დავწერე სტატია "მცენარეები - ბუნებრივი ელექტროტუმბოები" 1988 წელს. /1/. მე ვახსენე ახალი მაღალეფექტური ტექნოლოგიის შესახებ სითხეებიდან საწვავის აირების მოპოვებისა და წყალბადის წყალბადის მიღების შესახებ ამ ეფექტის საფუძველზე 1997 წელს ჩემს სტატიაში „ახალი ელექტრო ხანძრის ტექნოლოგია“ (განყოფილება „შესაძლებელია თუ არა წყლის დაწვა“) /2/. სტატიაში მოცემულია მრავალი ილუსტრაცია (ნახ. 1-4) გრაფიკებით, ექსპერიმენტული ობიექტების ბლოკ-სქემებით, რომლებიც ასახავს ჩემს მიერ შემოთავაზებული კაპილარული ელექტროოსმოტური საწვავის გაზის გენერატორების ძირითად სტრუქტურულ ელემენტებს და ელექტრომომსახურების მოწყობილობებს (ელექტრული ველის წყაროები). მოწყობილობები არის სითხეების ორიგინალური გადამყვანები საწვავის გაზებად. ისინი ნაჩვენებია 1-3 სურათებზე გამარტივებულად, საკმარისი დეტალებით, რათა აიხსნას სითხეებიდან საწვავი გაზის წარმოების ახალი ტექნოლოგიის არსი.

ილუსტრაციების სია და მათთვის მოკლე განმარტებები მოცემულია ქვემოთ. ნახ. 1 გვიჩვენებს უმარტივეს ექსპერიმენტულ წყობას "ცივი" გაზიფიკაციისა და სითხეების დისოციაციისთვის მათი გადაქცევით საწვავ გაზად ერთი ელექტრული ველის საშუალებით. სურათი 2 გვიჩვენებს უმარტივეს ექსპერიმენტულ კონფიგურაციას "ცივი" გაზიფიკაციისა და სითხეების დისოციაციისთვის ელექტრული ველის ორი წყაროთ (მუდმივი ნიშნის ელექტრული ველი ელექტროოსმოზის მიერ ნებისმიერი სითხის "ცივი" აორთქლებისთვის და მეორე იმპულსური (მონაცვლეობით) ველი ჩახშობისთვის. აორთქლებული სითხის მოლეკულები და მისი გადაქცევა საწვავად ნახ. 3 გვიჩვენებს კომბინირებული მოწყობილობის გამარტივებულ ბლოკ-სქემას, რომელიც, მოწყობილობებისგან განსხვავებით (ნახ. 1, 2), ასევე უზრუნველყოფს აორთქლებული სითხის დამატებით ელექტროაქტივაციას. სითხეები (წვადი აირის გენერატორი) მოწყობილობების ძირითად პარამეტრებზე.კერძოდ, ეს გვიჩვენებს კავშირი მოწყობილობის მოქმედებას ელექტრული ველის სიძლიერეზე და კაპილარული აორთქლებული ზედაპირის ფართობზე. ფიგურების სახელები და თავად მოწყობილობების ელემენტების დეკოდირება მოცემულია მათ სათაურებში. მოწყობილობების ელემენტებსა და მოწყობილობების მუშაობას შორის დინამიკაში ურთიერთობის აღწერა მოცემულია ქვემოთ მოცემულ ტექსტში სტატიის შესაბამის განყოფილებებში.

წყალბადის ენერგიის პერსპექტივები და პრობლემები

წყლისგან წყალბადის ეფექტური წარმოება ცივილიზაციის მაცდური ძველი ოცნებაა. იმის გამო, რომ პლანეტაზე ბევრი წყალია და წყალბადის ენერგია ჰპირდება კაცობრიობას "სუფთა" ენერგიას წყლისგან შეუზღუდავი რაოდენობით. უფრო მეტიც, წყალბადის წვის პროცესი წყლისგან მიღებულ ჟანგბადის გარემოში უზრუნველყოფს იდეალურ წვას კალორიული ღირებულებისა და სისუფთავის თვალსაზრისით.

ამიტომ, H2 და O2-ად დაყოფის წყლის ელექტროლიზის მაღალეფექტური ტექნოლოგიის შექმნა და ინდუსტრიული განვითარება დიდი ხანია არის ენერგიის, ეკოლოგიისა და ტრანსპორტის ერთ-ერთი გადაუდებელი და პრიორიტეტული ამოცანა. ენერგეტიკის სექტორში კიდევ უფრო აქტუალური და გადაუდებელი პრობლემაა მყარი და თხევადი ნახშირწყალბადების საწვავის გაზიფიცირება, უფრო კონკრეტულად, ენერგოეფექტური ტექნოლოგიების შექმნა და დანერგვა ნებისმიერი ნახშირწყალბადიდან, მათ შორის ორგანული ნარჩენებისგან, აალებადი საწვავის აირების წარმოებისთვის. მიუხედავად ამისა, მიუხედავად ცივილიზაციის ენერგეტიკული და გარემოსდაცვითი პრობლემების აქტუალობისა და სიმარტივისა, ისინი ჯერ არ არის ეფექტური გადაწყვეტილი. რა არის ცნობილი წყალბადის ენერგიის ტექნოლოგიების მაღალი ენერგიის მოხმარებისა და დაბალი პროდუქტიულობის მიზეზები? მეტი ამის შესახებ ქვემოთ.

წყალბადის საწვავის ენერგიის მდგომარეობისა და განვითარების მოკლე შედარებითი ანალიზი

გამოგონების პრიორიტეტი წყლის ელექტროლიზით წყლისგან წყალბადის მისაღებად ეკუთვნის რუს მეცნიერს ლაჩინოვ დ.ა.-ს (1888 წ.). მე განვიხილეთ ასობით სტატია და პატენტი ამ სამეცნიერო და ტექნიკური მიმართულებით. წყლის დაშლისას წყალბადის წარმოების სხვადასხვა მეთოდი არსებობს: თერმული, ელექტროლიტური, კატალიზური, თერმოქიმიური, თერმოგრავიტაციული, ელექტროპულსი და სხვა /3-12/. ენერგომოხმარების თვალსაზრისით ყველაზე ენერგოინტენსიური მეთოდია თერმული მეთოდი /3/, ხოლო ყველაზე ნაკლებად ენერგოინტენსიური არის ამერიკელი სტენლი მეიერის ელექტრული იმპულსური მეთოდი /6/. მეიერის ტექნოლოგია /6/ ეფუძნება წყლის დაშლის დისკრეტულ ელექტროლიზურ მეთოდს მაღალი ძაბვის ელექტრული იმპულსებით წყლის მოლეკულების ვიბრაციის რეზონანსულ სიხშირეებზე (მეიერის ელექტრული უჯრედი). ის, ჩემი აზრით, ყველაზე პროგრესული და პერსპექტიულია როგორც გამოყენებული ფიზიკური ეფექტების, ასევე ენერგიის მოხმარების თვალსაზრისით, თუმცა მისი პროდუქტიულობა ჯერ კიდევ დაბალია და შეზღუდულია სითხისა და სითხის ინტერმოლეკულური ბმების გადალახვის აუცილებლობით. თხევადი ელექტროლიზის სამუშაო ზონიდან წარმოქმნილი საწვავის გაზის ამოღების მექანიზმის არარსებობა.

დასკვნა: წყალბადის და სხვა საწვავის აირების წარმოების ყველა ეს და სხვა ცნობილი მეთოდი და მოწყობილობა ჯერ კიდევ არაეფექტურია თხევადი მოლეკულების აორთქლებისა და გაყოფის მართლაც მაღალეფექტური ტექნოლოგიის არარსებობის გამო. მეტი ამის შესახებ შემდეგ განყოფილებაში.

წყლიდან საწვავის აირების მიღების ცნობილი ტექნოლოგიების მაღალი ენერგეტიკული ინტენსივობის და დაბალი პროდუქტიულობის მიზეზების ანალიზი

ენერგიის მინიმალური მოხმარების მქონე სითხეებიდან საწვავის აირების მიღება ძალზე რთული სამეცნიერო და ტექნიკური ამოცანაა. ცნობილ ტექნოლოგიებში წყლისგან საწვავის გაზის მოპოვების მნიშვნელოვანი ენერგეტიკული ხარჯები იხარჯება აგრეგაციის თხევად მდგომარეობაში წყლის ინტერმოლეკულური ბმების გადალახვაზე. რადგან წყალი ძალიან რთულია სტრუქტურით და შემადგენლობით. უფრო მეტიც, პარადოქსულია, რომ ბუნებაში მისი გასაოცარი გავრცელების მიუხედავად, წყლისა და მისი ნაერთების აგებულება და თვისებები ჯერ კიდევ მრავალი თვალსაზრისით არ არის შესწავლილი /14/.

სითხეებში სტრუქტურებისა და ნაერთების ინტერმოლეკულური ბმების შემადგენლობა და ლატენტური ენერგია.

ჩვეულებრივი ონკანის წყლის ფიზიკურ-ქიმიური შემადგენლობაც კი საკმაოდ რთულია, რადგან წყალი შეიცავს მრავალ მოლეკულურ კავშირს, ჯაჭვს და წყლის მოლეკულების სხვა სტრუქტურებს. კერძოდ, ჩვეულებრივ ონკანის წყალში არის სპეციალურად დაკავშირებული და ორიენტირებული წყლის მოლეკულების სხვადასხვა ჯაჭვები მინარევის იონებით (კლასტერული წარმონაქმნები), მისი სხვადასხვა კოლოიდური ნაერთები და იზოტოპები, მინერალები, აგრეთვე მრავალი გახსნილი აირები და მინარევები /14/.

წყლის „ცხელი“ აორთქლების პრობლემებისა და ენერგიის ხარჯების ახსნა ცნობილი ტექნოლოგიებით.

სწორედ ამიტომ წყლის წყალბადად და ჟანგბადად გაყოფის ცნობილ მეთოდებში საჭიროა დიდი ელექტროენერგიის დახარჯვა, რათა შესუსტდეს და მთლიანად გატეხოს წყლის მოლეკულური, შემდეგ კი მოლეკულური ბმები. წყლის ელექტროქიმიური დაშლის ენერგიის ხარჯების შესამცირებლად ხშირად გამოიყენება დამატებითი თერმული გათბობა (ორთქლის წარმოქმნამდე), აგრეთვე დამატებითი ელექტროლიტების შეყვანა, მაგალითად, ტუტეების და მჟავების სუსტი ხსნარები. თუმცა, ეს კარგად ცნობილი გაუმჯობესებები ჯერ კიდევ არ იძლევა საშუალებას მნიშვნელოვნად გააძლიეროს სითხეების (კერძოდ, წყლის დაშლის) პროცესი მისი თხევადი აგრეგაციის მდგომარეობიდან. ცნობილი თერმული აორთქლების ტექნოლოგიების გამოყენება დაკავშირებულია თერმული ენერგიის უზარმაზარ ხარჯვასთან. უფრო მეტიც, ძვირადღირებული კატალიზატორების გამოყენება წყალხსნარებიდან წყალბადის მიღების პროცესში ამ პროცესის გასაძლიერებლად არის ძალიან ძვირი და არაეფექტური. ენერგიის მაღალი მოხმარების მთავარი მიზეზი სითხეების დისოციაციის ტრადიციული ტექნოლოგიების გამოყენებისას უკვე ნათელია, ისინი იხარჯება სითხეების ინტერმოლეკულური ბმების გაწყვეტაზე.

ს.მეიერის მიერ წყლიდან წყალბადის მიღების ყველაზე პროგრესული ელექტროტექნოლოგიის კრიტიკა /6/

ეჭვგარეშეა, რომ სტენლი მაიერის ელექტროწყალბადის ტექნოლოგია ყველაზე ეკონომიურია ცნობილთა შორის და ყველაზე პროგრესული სამუშაოს ფიზიკის თვალსაზრისით. მაგრამ მისი ცნობილი ელექტრო უჯრედი /6/ ასევე არაეფექტურია, რადგან მას არ გააჩნია ელექტროდებიდან გაზის მოლეკულების ეფექტური ამოღების მექანიზმი. გარდა ამისა, მაიერის მეთოდით წყლის დისოციაციის პროცესი შენელებულია იმის გამო, რომ წყლის მოლეკულების ელექტროსტატიკური გამოყოფის დროს თავად სითხიდან დრო და ენერგია უნდა დაიხარჯოს ინტერმოლეკულური ბმების უზარმაზარი ლატენტური პოტენციური ენერგიის დაძლევაზე და. წყლის და სხვა სითხეების სტრუქტურები.

ანალიზის შეჯამება

მაშასადამე, სავსებით ნათელია, რომ ახალი ორიგინალური მიდგომის გარეშე სითხეების დისოციაციისა და საწვავის აირებად გადაქცევის პრობლემასთან დაკავშირებით, მეცნიერები და ტექნოლოგები ვერ გადაჭრიან გაზის წარმოქმნის გაძლიერების ამ პრობლემას. სხვა ცნობილი ტექნოლოგიების რეალურად დანერგვა პრაქტიკაში ჯერ კიდევ „სრიალდება“, რადგან ისინი ყველა ბევრად უფრო ენერგომოხმარებაა, ვიდრე მაიერის ტექნოლოგია. და ამიტომ არაეფექტურია პრაქტიკაში.

წყალბადის ენერგიის ცენტრალური პრობლემის მოკლე ფორმულირება

წყალბადის ენერგიის ცენტრალური სამეცნიერო და ტექნიკური პრობლემა, ჩემი აზრით, არის სწორედ გადაუჭრელობა და ახალი ტექნოლოგიის მოძიება და პრაქტიკაში დანერგვის აუცილებლობა წყალბადის და საწვავი აირის მიღების პროცესის მრავალჯერადი ინტენსიფიკაციისთვის ნებისმიერი წყალხსნარებიდან და წყალხსნარებიდან. ემულსიები ენერგიის ხარჯების მკვეთრი ერთდროული შემცირებით. ცნობილ ტექნოლოგიებში ენერგიის მოხმარების შემცირებით სითხეების გაყოფის პროცესების მკვეთრი გაძლიერება პრინციპში ჯერ კიდევ შეუძლებელია, რადგან ბოლო დრომდე არ მოგვარებულა წყლის ხსნარების ეფექტური აორთქლების მთავარი პრობლემა თერმული და ელექტრო ენერგიის მიწოდების გარეშე. წყალბადის ტექნოლოგიების გაუმჯობესების მთავარი გზა ნათელია. აუცილებელია ვისწავლოთ სითხეების ეფექტურად აორთქლება და გაზიფიცირება. და რაც შეიძლება ინტენსიურად და ენერგიის მინიმალური მოხმარებით.

ახალი ტექნოლოგიის განხორციელების მეთოდოლოგია და მახასიათებლები

რატომ არის ორთქლი ყინულზე უკეთესი წყლისგან წყალბადის წარმოებისთვის? რადგან მასში წყლის მოლეკულები გაცილებით თავისუფლად მოძრაობენ, ვიდრე წყლის ხსნარებში.

ა) სითხეების აგრეგაციის მდგომარეობის ცვლილება.

ცხადია, წყლის ორთქლის ინტერმოლეკულური ბმები უფრო სუსტია, ვიდრე წყლის სითხის სახით, და კიდევ უფრო მეტად წყლის ყინულის სახით. წყლის აირისებრი მდგომარეობა კიდევ უფრო აადვილებს ელექტრული ველის მუშაობას წყლის მოლეკულების შემდგომ დაყოფაზე H2 და O2-ად. ამრიგად, წყლის აგრეგაციის მდგომარეობის ეფექტური გადაქცევის მეთოდები წყლის გაზად (ორთქლი, ნისლი) არის პერსპექტიული მთავარი გზა ელექტროწყალბადის ენერგიის განვითარებისთვის. რადგან წყლის თხევადი ფაზის აირისებრ ფაზაში გადატანით მიიღწევა შესუსტება და (ან) სრული რღვევა და ინტერმოლეკულური კასეტური და სხვა ბმები და სტრუქტურები, რომლებიც არსებობს წყლის სითხეში.

ბ) ელექტრო წყლის გამაცხელებელი – წყალბადის ენერგიის ან ისევ სითხეების აორთქლების დროს ენერგიის პარადოქსების ანაქრონიზმს.

მაგრამ ყველაფერი ასე მარტივი არ არის. წყლის აირისებრ მდგომარეობაში გადაყვანით. რაც შეეხება წყლის აორთქლებისთვის საჭირო საჭირო ენერგიას. მისი ინტენსიური აორთქლების კლასიკური მეთოდია წყლის თერმული გათბობა. მაგრამ ის ასევე ძალიან ენერგო ინტენსიურია. სკოლის მერხიდან გვასწავლიდნენ, რომ წყლის აორთქლების პროცესი და მისი ადუღებაც კი ძალიან მნიშვნელოვან თერმული ენერგიას მოითხოვს. ინფორმაცია ენერგიის საჭირო რაოდენობის შესახებ 1 მ³ წყლის აორთქლებისთვის ხელმისაწვდომია ნებისმიერ ფიზიკურ საცნობარო წიგნში. ეს არის მრავალი კილოჯოული თერმული ენერგია. ან ბევრი კილოვატ-საათიანი ელექტროენერგია, თუ აორთქლება ხორციელდება წყლის გაცხელებით ელექტრო დენით. სად არის გამოსავალი ენერგეტიკული ჩიხიდან?

წყლისა და წყალხსნარების კაპილარული ელექტროოსმოზი "ცივი აორთქლების" და სითხეების საწვავის აირებში დაშლისთვის (ახალი ეფექტის აღწერა და მისი გამოვლინება ბუნებაში)

მე დიდი ხანია ვეძებდი ასეთ ახალ ფიზიკურ ეფექტებს და დაბალფასიან მეთოდებს სითხეების აორთქლებისა და დისოციაციისთვის, ბევრი ექსპერიმენტი მქონდა და მაინც ვიპოვე გზა ეფექტური "ცივი" აორთქლებისა და წყლის წვად გაზში დაშლისა. ეს საოცარი სილამაზის და სრულყოფილების ეფექტი თავად ბუნებამ შემომთავაზა.

ბუნება ჩვენი ბრძენი მასწავლებელია. პარადოქსულია, მაგრამ ირკვევა, რომ ველურ ბუნებაში, ჩვენგან დამოუკიდებლად, დიდი ხანია არსებობს სითხის ელექტროკაპილარული ტუმბოს და „ცივი“ აორთქლების ეფექტური მეთოდი მისი აირის მდგომარეობაში გადაყვანით თერმული ენერგიისა და ელექტროენერგიის ყოველგვარი მიწოდების გარეშე. და ეს ბუნებრივი ეფექტი რეალიზდება დედამიწის ნიშან-მუდმივი ელექტრული ველის მოქმედებით კაპილარებში განლაგებულ სითხეზე (წყალზე), კერძოდ, კაპილარული ელექტროოსმოზის მეშვეობით.

მცენარეები ბუნებრივი, ენერგიულად სრულყოფილი, ელექტროსტატიკური და იონური ტუმბოები-წყლიანი ხსნარების აორთქლებაა, დაიწყო დაჟინებით ძებნა მისი ანალოგიისა და ამ ფენომენის გამოვლინების ცოცხალ ბუნებაში. ბუნება ხომ ჩვენი მარადიული და ბრძენი მასწავლებელია. და თავიდან მცენარეებში ვიპოვე!

ა) ბუნებრივი მცენარეთა ამაორთქლებელი ტუმბოების ენერგიის პარადოქსი და სრულყოფა.

გამარტივებული რაოდენობრივი შეფასებები აჩვენებს, რომ მცენარეებში და განსაკუთრებით მაღალ ხეებში ბუნებრივი ტენიანობის ამორთქლებელი ტუმბოების მუშაობის მექანიზმი უნიკალურია მისი ენერგოეფექტურობით. მართლაც, უკვე ცნობილია და ადვილი გამოსათვლელია, რომ მაღალი ხის ბუნებრივი ტუმბო (გვირგვინის სიმაღლე დაახლოებით 40 მ და ღეროს დიამეტრი დაახლოებით 2 მ) ტუმბოს და აორთქლდება კუბურ მეტრ ტენიანობას დღეში. უფრო მეტიც, გარედან თერმული და ელექტროენერგიის მიწოდების გარეშე. ასეთი ბუნებრივი ელექტრო წყლის ამაორთქლებელი ტუმბოს ეკვივალენტური ენერგეტიკული სიმძლავრე, ამ ჩვეულებრივ ხეში, ჩვენს მიერ გამოყენებული ტრადიციული მოწყობილობების ანალოგიით მსგავსი მიზნებისთვის ტექნოლოგიაში, ტუმბოებსა და წყლის აორთქლების ელექტრო გამათბობლებს იგივე სამუშაოს შესასრულებლად, არის ათობით კილოვატი. ჩვენთვის ჯერ კიდევ ძნელია ბუნების ასეთი ენერგიული სრულყოფილების გაგებაც კი და ჯერჯერობით ამის დაუყოვნებლად კოპირება არ შეგვიძლია. და მცენარეებმა და ხეებმა ისწავლეს ამ სამუშაოს ეფექტურად შესრულება მილიონობით წლის წინ ყოველგვარი მიწოდებისა და ელექტროენერგიის ნარჩენების გარეშე, რომელსაც ყველგან ვიყენებთ.

ბ) ბუნებრივი მცენარეული სითხის ამაორთქლებელი ტუმბოს ფიზიკისა და ენერგეტიკის აღწერა.

მაშ, როგორ მუშაობს წყლის ბუნებრივი ტუმბო-აორთქლება ხეებსა და მცენარეებში და როგორია მისი ენერგიის მექანიზმი? გამოდის, რომ ყველა მცენარე დიდი ხნის განმავლობაში და ოსტატურად იყენებდა ჩემს მიერ აღმოჩენილ კაპილარული ელექტროოსმოსის ეფექტს, როგორც ენერგეტიკულ მექანიზმს წყლის ხსნარების გადატუმბვისთვის, რომლებიც კვებავს მათ ბუნებრივი იონური და ელექტროსტატიკური კაპილარული ტუმბოებით, რათა წყალი მიეწოდებინა ფესვებიდან გვირგვინამდე. ენერგომომარაგება და ადამიანის მონაწილეობის გარეშე. ბუნება გონივრულად იყენებს დედამიწის ელექტრული ველის პოტენციურ ენერგიას. გარდა ამისა, მცენარეებსა და ხეებში სითხის აწევა ფესვებიდან ფოთლებზე მცენარის ტოტების შიგნით და წვენების ცივი აორთქლება მცენარეთა შიგნით კაპილარებით, მცენარეული წარმოშობის ბუნებრივი უწვრილესი ბოჭკო-კაპილარები, ბუნებრივი წყალხსნარი - სუსტი ელექტროლიტი, ბუნებრივი ელექტრული პოტენციალი. გამოყენებულია პლანეტა და პლანეტის ელექტრული ველის პოტენციური ენერგია. მცენარის ზრდასთან ერთად (სიმაღლის მატებასთან ერთად) იზრდება ამ ბუნებრივი ტუმბოს პროდუქტიულობაც, რადგან იზრდება ბუნებრივ ელექტრული პოტენციალის სხვაობა ფესვსა და მცენარის გვირგვინის ზედა ნაწილს შორის.

გ) რატომ იკეთებს ნაძვის ხის ნემსები - ისე რომ ზამთარში მუშაობდეს მისი ელექტროტუმბო.

თქვენ იტყვით, რომ მკვებავი წვენები გადადიან ჩაზრდისკენ, ფოთლებიდან ტენის ნორმალური თერმული აორთქლების გამო. დიახ, ეს პროცესიც არსებობს, მაგრამ ის არ არის მთავარი. მაგრამ ყველაზე გასაკვირი ის არის, რომ ბევრი ნემსის ხე (ფიჭვი, ნაძვი, ნაძვი) ყინვაგამძლეა და იზრდება ზამთარშიც კი. ფაქტია, რომ ნემსისებრი ფოთლების ან ეკლების მქონე მცენარეებში (როგორიცაა ფიჭვი, კაქტუსები და ა. ეს ნემსები. ამიტომ, მკვებავი წყალხსნარების ელექტროსტატიკური და იონური მოძრაობის პარალელურად კაპილარებში, ისინი ასევე ინტენსიურად იშლება და ეფექტურად ასხივებენ (შეიყვანენ, ატმოსფეროში ესვრიან ამ ბუნებრივი მოწყობილობებიდან მათი ბუნებრივი ნემსისმაგვარი ბუნებრივი ელექტროდებიდან - ტენიანობის მოლეკულების ოზონიზატორებიდან, წარმატებით. წყალხსნარის მოლეკულების აირებში გადატანა. ამიტომ, ამ ბუნებრივი ელექტროსტატიკური და იონური ტუმბოების მუშაობა წყლის არგაყინვის ხსნარებში ხდება როგორც გვალვის, ასევე სიცივის დროს.

დ) ჩემი დაკვირვებები და ელექტროფიზიკური ექსპერიმენტები მცენარეებზე.

მრავალწლიანი დაკვირვებით მცენარეებზე მათ ბუნებრივ გარემოში და ექსპერიმენტებით მცენარეებზე ხელოვნურ ელექტრულ ველში მოთავსებულ გარემოში, მე სრულყოფილად შევისწავლე ბუნებრივი ტენიანობის ტუმბოსა და აორთქლების ეს ეფექტური მექანიზმი. ასევე გამოვლინდა მცენარეთა ღეროს გასწვრივ ბუნებრივი წვენების მოძრაობის ინტენსივობის დამოკიდებულება ელექტრული ველის პარამეტრებზე და კაპილარების და ელექტროდების ტიპზე. მცენარის ზრდა ექსპერიმენტებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა ამ პოტენციალის მრავალჯერადი ზრდით, რადგან გაიზარდა მისი ბუნებრივი ელექტროსტატიკური და იონური ტუმბოს პროდუქტიულობა. ჯერ კიდევ 1988 წელს მე აღვწერე ჩემი დაკვირვებები და ექსპერიმენტები მცენარეებზე ჩემს პოპულარულ სამეცნიერო სტატიაში „მცენარეები ბუნებრივი იონური ტუმბოებია“ /1/.

ე) მცენარეებისგან ვსწავლობთ ტუმბოების – აორთქლების სრულყოფილი ტექნიკის შექმნას. სავსებით ნათელია, რომ ეს ბუნებრივი ენერგიით სრულყოფილი ტექნოლოგია საკმაოდ გამოიყენება სითხეების საწვავის აირებად გადაქცევის ტექნიკაში. და მე შევქმენი სითხეების ჰოლონის ელექტროკაპილარული აორთქლების ასეთი ექსპერიმენტული დანადგარები (ნახ. 1-3) ხეების ელექტროტუმბოების მსგავსებით.

ელექტროკაპილარული ტუმბოს უმარტივესი ექსპერიმენტული ინსტალაციის აღწერა - სითხის აორთქლება

უმარტივესი მოქმედი მოწყობილობა მაღალი ძაბვის კაპილარული ელექტროოსმოსის ეფექტის ექსპერიმენტული განხორციელებისთვის წყლის მოლეკულების „ცივი“ აორთქლებისა და დისოციაციისთვის ნაჩვენებია ნახ.1. უმარტივესი მოწყობილობა (ნახ. 1) წვადი აირის წარმოების შემოთავაზებული მეთოდის განსახორციელებლად შედგება დიელექტრიკული კონტეინერისგან 1, მასში ჩასხმული სითხე 2 (წყალ-საწვავის ემულსია ან ჩვეულებრივი წყალი), წვრილად ფოროვანი კაპილარული მასალისგან, მაგალითად, ბოჭკოვანი ფითილი 3, ჩაეფლო ამ სითხეში და წინასწარ დატენიანებული მასში, ზედა ამაორთქლებელი 4-დან, კაპილარული აორთქლებადი ზედაპირის სახით ცვლადი ფართობით შეუღწევადი ეკრანის სახით (არ არის ნაჩვენები ნახ. 1-ში). ამ მოწყობილობის შემადგენლობაში შედის აგრეთვე მაღალი ძაბვის ელექტროდები 5, 5-1, რომლებიც დაკავშირებულია მუდმივი ნიშნის ელექტრული ველის მაღალი ძაბვის რეგულირებადი წყაროს საპირისპირო ტერმინალებთან 6, ერთ-ერთი ელექტროდი 5 დამზადებულია სახით. პერფორირებული ნემსის ფირფიტა და მოთავსებულია მოძრავად აორთქლების 4-ის ზემოთ, მაგალითად, მის პარალელურად საკმარისად იმ მანძილზე, რომ თავიდან აიცილოს ელექტრული ავარია დასველებულ ფიტილზე 3, რომელიც მექანიკურად არის დაკავშირებული აორთქლებასთან 4.

კიდევ ერთი მაღალი ძაბვის ელექტროდი (5-1), რომელიც ელექტრონულად არის დაკავშირებული შესასვლელთან, მაგალითად, ველის წყაროს „+“ ტერმინალთან 6, მექანიკურად და ელექტრულად არის დაკავშირებული მის გამომავალთან ფოროვანი მასალის ქვედა ბოლოში, ფითილი 3, თითქმის კონტეინერის ძირში 1. საიმედო ელექტრული იზოლაციისთვის, ელექტროდი დაცულია კონტეინერის კორპუსისგან 1 ელექტრული იზოლატორის მეშვეობით 5-2. გაითვალისწინეთ, რომ ელექტრული ველის ვექტორი, რომელიც გამოიყენება ფიტილს 3-დან ბლოკი 6 მიმართულია ფიტილი-აორთქლების ღერძის გასწვრივ 3. მოწყობილობას ასევე ემატება ასაწყობი გაზის კოლექტორი 7. არსებითად, მოწყობილობა, რომელიც შეიცავს ბლოკებს 3, 4, 5, 6, არის ელექტროოსმოსური ტუმბოს კომბინირებული მოწყობილობა. და 1-ლი ავზიდან სითხის 2 ელექტროსტატიკური ამაორთქლებელი. ბლოკი 6 საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ მუდმივი ნიშნის ("+", -") ელექტრული ველის ინტენსივობა 0-დან 30 კვ/სმ-მდე. ელექტროდი 5 დამზადებულია პერფორირებული ან ფოროვანი, რათა წარმოქმნილი ორთქლი გაიაროს თავისთავად. მოწყობილობა (ნახ. 1) ასევე ითვალისწინებს ელექტროდის 5-ის მანძილისა და პოზიციის შეცვლის ტექნიკურ შესაძლებლობას აორთქლების 4-ის ზედაპირთან მიმართებაში. პრინციპში, ელექტრული ბლოკის ნაცვლად 6 და ელექტრული ბლოკის ნაცვლად, შეიქმნას საჭირო ელექტრული ველის სიძლიერე. შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროდი 5, პოლიმერული მონოელექტრები /13/. წყალბადის გენერატორის მოწყობილობის ამ უნაყოფო ვერსიაში, მისი ელექტროდები 5 და 5-1 დამზადებულია მონოელექტრეების სახით, რომლებსაც აქვთ საპირისპირო ელექტრული ნიშნები. შემდეგ, ასეთი ელექტროდული მოწყობილობების გამოყენების შემთხვევაში 5 და მათი განთავსება, როგორც ზემოთ ავხსენით, ზოგადად აღმოფხვრილია სპეციალური ელექტრული ერთეულის 6 საჭიროება.

მარტივი ელექტროკაპილარული ტუმბო-აორთქლების ფუნქციონირების აღწერა (ნახ. 1)

სითხეების ელექტროკაპილარული დისოციაციის პირველი ექსპერიმენტები ჩატარდა როგორც უბრალო წყლის, ასევე მისი სხვადასხვა ხსნარებისა და სხვადასხვა კონცენტრაციის წყალ-საწვავის ემულსიების გამოყენებით. და ყველა ამ შემთხვევაში საწვავის აირები წარმატებით იქნა მიღებული. მართალია, ეს აირები ძალიან განსხვავდებოდა შემადგენლობითა და სითბოს ტევადობით.

პირველად დავაკვირდი სითხის „ცივი“ აორთქლების ახალ ელექტროფიზიკურ ეფექტს ყოველგვარი ენერგიის მოხმარების გარეშე ელექტრული ველის მოქმედებით მარტივ მოწყობილობაში (ნახ. 1).

ა) პირველი მარტივი ექსპერიმენტული დაყენების აღწერა.

ექსპერიმენტი ტარდება შემდეგნაირად: ჯერ წყალ-საწვავის ნარევი (ემულსია) 2 შეედინება კონტეინერში 1, ფიტილი 3 და ფოროვანი ამაორთქლებელი 4 წინასწარ სველდება კაპილარების კიდეებიდან (ფტილი 3). -აორთქლება 4) ელექტრული ველის წყარო დაკავშირებულია 5-1 და 5 ელექტროდებით, ხოლო ლამელარული პერფორირებული ელექტროდი 5 მოთავსებულია აორთქლების ზედაპირის ზემოთ 4 საკმარის მანძილზე, რათა თავიდან აიცილოს ელექტრული ავარია 5 და 5-1 ელექტროდებს შორის. .

ბ) როგორ მუშაობს მოწყობილობა

შედეგად, ფითილის 3 და აორთქლების 4 კაპილარების გასწვრივ, გრძივი ელექტრული ველის ელექტროსტატიკური ძალების გავლენის ქვეშ, დიპოლური პოლარიზებული სითხის მოლეკულები კონტეინერიდან გადავიდა ელექტროდის 5 საპირისპირო ელექტრული პოტენციალისკენ (ელექტროოსმოზი). , იშლება ველის ამ ელექტრული ძალებით აორთქლების 4 ზედაპირიდან და გადაიქცევა ხილულ ნისლად , ე.ი. სითხე გადადის აგრეგაციის სხვა მდგომარეობაში ელექტრული ველის წყაროს ენერგიის მინიმალური მოხმარებით (6) და ამ სითხის ელექტროოსმოსური აწევა იწყება მათ გასწვრივ. აორთქლებული თხევადი მოლეკულების ჰაერისა და ოზონის მოლეკულებთან განცალკევებისა და შეჯახების პროცესში, ელექტრონები იონიზაციის ზონაში აორთქლება 4-სა და ზედა ელექტროდს 5-ს შორის, ნაწილობრივი დისოციაცია ხდება აალებადი აირის წარმოქმნით. გარდა ამისა, ეს გაზი შედის გაზის კოლექტორი 7-ით, მაგალითად, მანქანის ძრავის წვის კამერებში.

გ) რაოდენობრივი გაზომვების ზოგიერთი შედეგი

ამ აალებადი საწვავის გაზის შემადგენლობაში შედის წყალბადის მოლეკულები (H2) -35%, ჟანგბადი (O2) -35% წყლის მოლეკულები - (20%) და დარჩენილი 10% არის სხვა აირების მინარევების მოლეკულები, ორგანული საწვავის მოლეკულები და ა.შ. ექსპერიმენტულად ნაჩვენებია, რომ მისი ორთქლის მოლეკულების აორთქლების და დისოციაციის პროცესის ინტენსივობა იცვლება აორთქლების 4-დან ელექტროდის 5 მანძილის ცვლილებით, აორთქლების არეალის ცვლილებით, სითხის ტიპი, ფითილი 3 და ამაორთქლებელი 4 კაპილარული მასალის ხარისხი და ელექტრული ველის პარამეტრები წყაროდან 6. (სიძლიერე, სიმძლავრე). გაზომეს საწვავის გაზის ტემპერატურა და მისი წარმოქმნის ინტენსივობა (ნაკადის მრიცხველი). და მოწყობილობის შესრულება დამოკიდებულია დიზაინის პარამეტრებზე. ამ საწვავის გაზის გარკვეული მოცულობის წვის დროს წყლის საკონტროლო მოცულობის გაცხელებით და გაზომვით, მიღებული აირის სითბოს სიმძლავრე გამოითვლებოდა ექსპერიმენტული დაყენების პარამეტრების ცვლილების მიხედვით.

ჩემი პირველი დაყენების ექსპერიმენტებში ნაპოვნი პროცესებისა და ეფექტების გამარტივებული ახსნა

უკვე ჩემმა პირველმა ექსპერიმენტებმა ამ უმარტივეს ინსტალაციაზე 1986 წელს აჩვენა, რომ „ცივი“ წყლის ნისლი (გაზი) წარმოიქმნება სითხიდან (წყალი) კაპილარებში მაღალი ძაბვის ელექტროოსმოსის დროს, ყოველგვარი ხილული ენერგიის მოხმარების გარეშე, კერძოდ, მხოლოდ პოტენციური ენერგიის გამოყენებით. ელექტრული ველის. ეს დასკვნა აშკარაა, რადგან ექსპერიმენტების მსვლელობისას საველე წყაროს მიერ მოხმარებული ელექტრული დენი ერთნაირი იყო და უტოლდებოდა წყაროს დაუტვირთვის დენს. უფრო მეტიც, ეს დენი საერთოდ არ იცვლებოდა, მიუხედავად იმისა, აორთქლდა თუ არა სითხე. მაგრამ არ არსებობს სასწაული ჩემს ექსპერიმენტებში "ცივი" აორთქლებისა და წყლისა და წყალხსნარების დისოციაციის შესახებ საწვავის აირებში, რომლებიც აღწერილია ქვემოთ. მე უბრალოდ მოვახერხე მსგავსი პროცესის დანახვა და გაგება, რომელიც მიმდინარეობს თავად ცოცხალ ბუნებაში. და შესაძლებელი იყო მისი პრაქტიკაში ძალიან სასარგებლო გამოყენება წყლის ეფექტური „ცივი“ აორთქლებისა და მისგან საწვავი გაზის წარმოებისთვის.

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ 10 წუთში, კაპილარული ცილინდრის დიამეტრით 10 სმ, კაპილარულმა ელექტროსმოზმა აორთქლდა საკმარისად დიდი მოცულობის წყალი (1 ლიტრი) ყოველგვარი ენერგიის მოხმარების გარეშე. იმის გამო, რომ შეყვანის ელექტროენერგია მოხმარებული (10 ვატი). ექსპერიმენტებში გამოყენებული ელექტრული ველის წყარო - მაღალი ძაბვის გადამყვანი (20 კვ) უცვლელია მისი მუშაობის რეჟიმისგან. ექსპერიმენტულად გაირკვა, რომ ქსელიდან მოხმარებული მთელი ეს სიმძლავრე, რომელიც მწირია სითხის აორთქლების ენერგიასთან შედარებით, სწორედ ელექტრული ველის შექმნაზე დაიხარჯა. და ეს სიმძლავრე არ გაიზარდა სითხის კაპილარული აორთქლების დროს იონის და პოლარიზაციის ტუმბოების მუშაობის გამო. ამიტომ სითხის ცივი აორთქლების ეფექტი გასაოცარია. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს ხდება ყოველგვარი ხილული ენერგიის ხარჯების გარეშე!

წყლის გაზის ჭავლი (ორთქლი) ზოგჯერ ჩანდა, განსაკუთრებით პროცესის დასაწყისში. იგი აჩქარებით მოშორდა კაპილარების კიდეს. სითხის მოძრაობა და აორთქლება აიხსნება, ჩემი აზრით, სწორედ კაპილარში გამოჩენის გამო უზარმაზარი ელექტროსტატიკური ძალების ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ და უზარმაზარი ელექტროოსმოსური წნევით პოლარიზებული წყლის (თხევადი) სვეტზე. თითოეული კაპილარი, რომლებიც წარმოადგენენ ხსნარის მამოძრავებელ ძალას კაპილარებში.

ექსპერიმენტები ადასტურებს, რომ თითოეულ კაპილარში თხევადი, ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ, მოქმედებს ძლიერი უნაყოფო ელექტროსტატიკური და ამავე დროს იონური ტუმბო, რომელიც ამაღლებს პოლარიზებული და ნაწილობრივ იონიზებული ველის სვეტს მიკრონის კაპილარში. - სითხის (წყლის) დიამეტრის სვეტი ელექტრული ველის ერთი პოტენციალიდან, რომელიც გამოიყენება თავად სითხეზე და კაპილარის ქვედა ბოლოდან საპირისპირო ელექტრული პოტენციალისკენ, მოთავსებულია უფსკრულით ამ კაპილარის საპირისპირო ბოლოსთან შედარებით. შედეგად, ასეთი ელექტროსტატიკური, იონური ტუმბო ინტენსიურად არღვევს წყლის ინტერმოლეკულურ კავშირებს, აქტიურად მოძრაობს პოლარიზებული წყლის მოლეკულებსა და მათ რადიკალებს კაპილარების გასწვრივ ზეწოლით, შემდეგ კი ამ მოლეკულებს, წყლის მოლეკულების ელექტრულად დამუხტულ რადიკალებთან ერთად შეჰყავს წყლის გარეთ. კაპილარული ელექტრული ველის საპირისპირო პოტენციალის მიმართ. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ კაპილარებიდან მოლეკულების ინექციის პარალელურად ხდება წყლის მოლეკულების ნაწილობრივი დისოციაცია (რღვევა). და რაც მეტია, მით უფრო მაღალია ელექტრული ველის სიძლიერე. სითხის კაპილარული ელექტროოსმოსის ყველა ამ რთულ და ერთდროულად მიმდინარე პროცესებში გამოიყენება ელექტრული ველის პოტენციური ენერგია.

ვინაიდან სითხის წყლის ნისლად და წყლის გაზად გადაქცევის პროცესი ხდება მცენარეების ანალოგიით, ყოველგვარი ენერგომომარაგების გარეშე და არ ახლავს წყლისა და წყლის გაზის გათბობას. ამიტომ სითხეების ელექტროოსმოსის ამ ბუნებრივ და შემდეგ ტექნიკურ პროცესს ვუწოდე – „ცივი“ აორთქლება. ექსპერიმენტებში, წყლის სითხის გარდაქმნა ცივ აირისებრ ფაზაში (ნისლში) ხდება სწრაფად და საერთოდ ხილული ენერგიის მოხმარების გარეშე. ამავდროულად, კაპილარებიდან გასასვლელში, აირისებრი წყლის მოლეკულები ელექტრული ველის ელექტროსტატიკური ძალებით იშლება H2 და O2-ში. ვინაიდან თხევადი წყლის წყლის ნისლში (გაზში) ფაზური გადასვლის პროცესი და წყლის მოლეკულების დისოციაცია მიმდინარეობს ექსპერიმენტში ენერგიის ყოველგვარი ხილული ხარჯვის გარეშე (სითბო და ტრივიალური ელექტროენერგია), სავარაუდოდ, ელექტრული ველის პოტენციური ენერგია მოიხმარება. რაღაცნაირად.

ნაწილის შეჯამება

მიუხედავად იმისა, რომ ამ პროცესის ენერგია ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე ნათელი, მაინც სავსებით ნათელია, რომ წყლის „ცივი აორთქლება“ და დისოციაცია ხორციელდება ელექტრული ველის პოტენციური ენერგიით. უფრო ზუსტად, კაპილარული ელექტროოსმოსის დროს წყლის აორთქლებისა და დაყოფის თვალსაჩინო პროცესი სწორედ ამ ძლიერი ელექტრული ველის ძლიერი ელექტროსტატიკური კულონური ძალებით ხორციელდება. პრინციპში, თხევადი მოლეკულების ასეთი უჩვეულო ელექტროოსმოსური ტუმბო-აორთქლება-გამტვრევა არის მეორე სახის მუდმივი მოძრაობის მანქანის მაგალითი. ამრიგად, წყლის სითხის მაღალი ძაბვის კაპილარული ელექტროოსმოზი უზრუნველყოფს ელექტრული ველის პოტენციური ენერგიის გამოყენებით, წყლის მოლეკულების მართლაც ინტენსიურ აორთქლებას და დაყოფას საწვავ გაზად (H2, O2, H2O).

სითხეების კაპილარული ელექტროზმოზის ფიზიკური არსი

ჯერჯერობით, მისი თეორია ჯერ კიდევ არ არის შემუშავებული, მაგრამ მხოლოდ საწყის ეტაპზეა. და ავტორი იმედოვნებს, რომ ეს პუბლიკაცია მიიპყრობს თეორეტიკოსებისა და პრაქტიკოსების ყურადღებას და დაეხმარება თანამოაზრე ადამიანების ძლიერი შემოქმედებითი გუნდის შექმნას. მაგრამ უკვე ნათელია, რომ, მიუხედავად თავად ტექნოლოგიის ტექნიკური განხორციელების შედარებით სიმარტივისა, ამ ეფექტის განხორციელების პროცესების რეალური ფიზიკა და ენერგეტიკა ჯერ კიდევ ძალიან რთულია და ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გასაგები. ჩვენ აღვნიშნავთ მათ ძირითად დამახასიათებელ თვისებებს:

ა) ელექტროკაპილარში სითხეებში რამდენიმე ელექტროფიზიკური პროცესის ერთდროული გაჩენა

ვინაიდან, კაპილარული ელექტროსმოტური აორთქლებისა და სითხეების დისოციაციის დროს, მრავალი სხვადასხვა ელექტროქიმიური, ელექტროფიზიკური, ელექტრომექანიკური და სხვა პროცესი მიმდინარეობს ერთდროულად და თავის მხრივ, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც წყალხსნარი მოძრაობს მოლეკულების კაპილარული ინექციის გასწვრივ კაპილარების კიდიდან. ელექტრული ველი.

ბ) სითხის „ცივი“ აორთქლების ენერგეტიკული ფენომენი

მარტივად რომ ვთქვათ, ახალი ეფექტისა და ახალი ტექნოლოგიის ფიზიკური არსი არის ელექტრული ველის პოტენციური ენერგიის გადაქცევა თხევადი მოლეკულების და სტრუქტურების მოძრაობის კინეტიკურ ენერგიად კაპილარში და მის გარეთ. ამავდროულად, სითხის აორთქლებისა და დისოციაციის პროცესში საერთოდ არ იხარჯება ელექტრული დენი, რადგან რაღაც გაუგებარი სახით იხარჯება ელექტრული ველის პოტენციური ენერგია. ეს არის ელექტრული ველი კაპილარულ ელექტროოსმოზში, რომელიც იწვევს და ინარჩუნებს სითხეში წარმოქმნას და ერთდროულ დინებას მისი ფრაქციების და აგრეგატული მდგომარეობების გადაქცევის პროცესში მოლეკულური სტრუქტურებისა და თხევადი მოლეკულების ერთდროულად წვად გაზად გარდაქმნის მრავალ სასარგებლო ეფექტზე. . კერძოდ: მაღალი ძაბვის კაპილარული ელექტროოსმოზი ერთდროულად უზრუნველყოფს წყლის მოლეკულების და მისი სტრუქტურების მძლავრ პოლარიზაციას ელექტრიფიცირებულ კაპილარში წყლის ინტერმოლეკულური ბმების ერთდროული ნაწილობრივი რღვევით, პოლარიზებული წყლის მოლეკულების ფრაგმენტაცია და მტევანი დამუხტულ რადიკალებად კაპილარებში. ელექტრული ველის ენერგია. ველის იგივე პოტენციური ენერგია ინტენსიურად ააქტიურებს ფორმირებისა და მოძრაობის მექანიზმებს კაპილარების მეშვეობით, რომლებიც განლაგებულია ერთმანეთთან ელექტრული კავშირში პოლარიზებული წყლის მოლეკულების და მათი წარმონაქმნების ჯაჭვებში (ელექტროსტატიკური ტუმბო), იონური ტუმბოს მოქმედება. თხევადი სვეტზე უზარმაზარი ელექტროოსმოსური წნევის შექმნა კაპილარების გასწვრივ დაჩქარებული მოძრაობისთვის და კაპილარიდან არასრული მოლეკულების და სითხის (წყლის) გროვების საბოლოო ინექცია, რომელიც უკვე ნაწილობრივ გატეხილია ველით (რადიკალებად დაყოფილი). მაშასადამე, უმარტივესი კაპილარული ელექტროოსმოსის აპარატის გამოსავალზე უკვე მიიღება წვადი აირი (უფრო ზუსტად, აირების H2, O2 და H2O ნარევი).

გ) ალტერნატიული ელექტრული ველის მოქმედების გამოყენებადობა და თავისებურებები

მაგრამ წყლის მოლეკულების საწვავის გაზად უფრო სრული დისოციაციისთვის აუცილებელია გადარჩენილი წყლის მოლეკულების იძულება შეჯახება და H2 და O2 მოლეკულებად დაშლა დამატებით განივი ალტერნატიულ ველში (ნახ. 2). ამიტომ წყლის (ნებისმიერი ორგანული სითხის) აორთქლების და საწვავის გაზად დაშლის პროცესის გაძლიერების მიზნით, უმჯობესია გამოიყენოთ ელექტრული ველის ორი წყარო (ნახ. 2). მათში წყლის (თხევადი) აორთქლებისთვის და საწვავი გაზის წარმოებისთვის, ძლიერი ელექტრული ველის პოტენციური ენერგია (მინიმუმ 1 კვ/სმ სიმძლავრით) გამოიყენება ცალკე: პირველი, პირველი ელექტრული ველია. გამოიყენება მოლეკულების გადასატანად, რომლებიც ქმნიან სითხეს მჯდომარე თხევადი მდგომარეობიდან ელექტროოსმოსის გზით კაპილარების გავლით აირისებრ მდგომარეობაში (მიიღება ცივი გაზი) სითხიდან წყლის მოლეკულების ნაწილობრივი გაყოფით, შემდეგ კი მეორე ეტაპზე წყლის ენერგია. მეორე ელექტრული ველი გამოიყენება, უფრო კონკრეტულად, მძლავრი ელექტროსტატიკური ძალები გამოიყენება ელექტრიფიცირებული წყლის მოლეკულების „შეჯახება-გაგების“ რხევითი რეზონანსული პროცესის გასაძლიერებლად წყლის გაზის სახით ერთმანეთთან, თხევადი მოლეკულების სრული რღვევისა და აალებადი ნივთიერების წარმოქმნის მიზნით. გაზის მოლეკულები.

დ) სითხეების დისოციაციის პროცესების კონტროლირებად ახალ ტექნოლოგიაში

წყლის ნისლის წარმოქმნის ინტენსივობის რეგულირება (ცივი აორთქლების ინტენსივობა) მიიღწევა კაპილარული აორთქლების გასწვრივ მიმართული ელექტრული ველის პარამეტრების შეცვლით და (ან) კაპილარული მასალის გარე ზედაპირსა და აჩქარებულ ელექტროდს შორის მანძილის შეცვლით, რაც ქმნის ელექტრული ველი კაპილარებში. წყლიდან წყალბადის წარმოების პროდუქტიულობის რეგულირება ხორციელდება ელექტრული ველის სიდიდისა და ფორმის, კაპილარების ფართობისა და დიამეტრის, წყლის შემადგენლობისა და თვისებების შეცვლით (რეგულირებით). სითხის ოპტიმალური დისოციაციის ეს პირობები განსხვავდება სითხის ტიპზე, კაპილარების თვისებებზე და ველის პარამეტრებზე და ნაკარნახევია კონკრეტული სითხის დისოციაციის პროცესის საჭირო პროდუქტიულობით. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ წყლიდან H2-ის ყველაზე ეფექტური წარმოება მიიღწევა ელექტროოსმოზის შედეგად მიღებული წყლის ნისლის მოლეკულების გაყოფისას მეორე ელექტრული ველით, რომლის რაციონალური პარამეტრები ძირითადად ექსპერიმენტულად შეირჩა. კერძოდ, მიზანშეწონილი აღმოჩნდა წყლის ნისლის მოლეკულების საბოლოო გაყოფა ზუსტად იმპულსური ნიშნით მუდმივი ელექტრული ველით, ველის ვექტორით პერპენდიკულარული წყლის ელექტროოსმოზის დროს გამოყენებული პირველი ველის ვექტორზე. ელექტრული ველების ზემოქმედება სითხეზე მისი ნისლად გადაქცევის და შემდგომში სითხის მოლეკულების გაყოფის პროცესში შეიძლება განხორციელდეს ერთდროულად ან მონაცვლეობით.

ნაწილის შეჯამება

ამ აღწერილი მექანიზმების წყალობით, კომბინირებული ელექტროოსმოზისა და კაპილარში სითხეზე (წყალზე) ორი ელექტრული ველის მოქმედებით, შესაძლებელია აალებადი აირის მიღების პროცესის მაქსიმალური პროდუქტიულობის მიღწევა და ელექტრული და თერმული ენერგიის ხარჯების პრაქტიკულად აღმოფხვრა. წყლისგან ამ გაზის მიღებისას ნებისმიერი წყალსაწვავი სითხეებიდან. ეს ტექნოლოგია, პრინციპში, გამოიყენება საწვავის გაზის წარმოებისთვის ნებისმიერი თხევადი საწვავიდან ან მისი წყალხსნარებიდან.

ახალი ტექნოლოგიების დანერგვის სხვა ზოგადი ასპექტები, რომლებიც სასარგებლოა მის განხორციელებაში.

ა) წყლის (თხევადი) წინასწარ გააქტიურება

საწვავის გაზის წარმოების ინტენსივობის გასაზრდელად მიზანშეწონილია ჯერ სითხის (წყლის) გააქტიურება (წინასწარი გათბობა, მისი წინასწარი გამოყოფა მჟავე და ტუტე ფრაქციებად, ელექტრიფიკაცია და პოლარიზაცია და ა.შ.). წყლის (და ნებისმიერი წყლის ემულსიის) წინასწარი ელექტროაქტივაცია მჟავე და ტუტე ფრაქციებად გამოყოფით ხორციელდება ნაწილობრივი ელექტროლიზით სპეციალური ნახევრად გამტარ დიაფრაგმებში მოთავსებული დამატებითი ელექტროდების გამოყენებით მათი შემდგომი ცალკეული აორთქლების მიზნით (ნახ. 3).

თავდაპირველად ქიმიურად ნეიტრალური წყლის ქიმიურად აქტიურ (მჟავა და ტუტე) ფრაქციებად წინასწარი გამოყოფის შემთხვევაში, წყლიდან აალებადი აირის მიღების ტექნოლოგიის დანერგვა შესაძლებელი ხდება თუნდაც ნულამდე ტემპერატურაზე (-30 გრადუს ცელსიუსამდე), რაც ძალიან მნიშვნელოვანი და სასარგებლოა ზამთარში მანქანებისთვის. რადგან ასეთი „ფრაქციული“ ელექტროგააქტიურებული წყალი ყინვების დროს საერთოდ არ იყინება. ეს ნიშნავს, რომ ასეთი გააქტიურებული წყლისგან წყალბადის წარმოების ქარხანა ასევე შეძლებს მუშაობას გარემოს ტემპერატურაზე ნულამდე და ყინვაში.

ბ) ელექტრული ველის წყაროები

ამ ტექნოლოგიის განსახორციელებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა მოწყობილობები, როგორც ელექტრული ველის წყარო. მაგალითად, ისეთი ცნობილი მაგნიტოელექტრონული მაღალი ძაბვის DC და პულსური ძაბვის გადამყვანები, ელექტროსტატიკური გენერატორები, სხვადასხვა ძაბვის მულტიპლიკატორები, წინასწარ დამუხტული მაღალი ძაბვის კონდენსატორები, ისევე როგორც ზოგადად ელექტრული ველის სრულიად უდენი წყაროები - დიელექტრიკული მონოელექტრები.

გ) წარმოებული აირების ადსორბცია

წყალბადი და ჟანგბადი წვადი აირის წარმოების პროცესში შეიძლება დაგროვდეს ერთმანეთისგან განცალკევებით, აალებადი აირის ნაკადში სპეციალური ადსორბენტების მოთავსებით. სავსებით შესაძლებელია ამ მეთოდის გამოყენება წყალ-საწვავის ნებისმიერი ემულსიის დისოციაციისთვის.

დ) ორგანული თხევადი ნარჩენებისგან საწვავი აირის ელექტროოსმოსით მიღება

ეს ტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის ნებისმიერი თხევადი ორგანული ხსნარის (მაგალითად, ადამიანისა და ცხოველის თხევადი ნარჩენები) ეფექტურად გამოყენებას, როგორც ნედლეულს საწვავი გაზის წარმოქმნისთვის. პარადოქსულადაც არ უნდა ჟღერდეს ეს იდეა, მაგრამ ორგანული ხსნარების გამოყენება საწვავი აირის წარმოებისთვის, განსაკუთრებით თხევადი განავლიდან, ენერგიის მოხმარებისა და ეკოლოგიის თვალსაზრისით, კიდევ უფრო მომგებიანი და მარტივია, ვიდრე უბრალო წყლის დისოციაცია, რაც ტექნიკურად არის. გაცილებით რთულია მოლეკულებად დაშლა.

გარდა ამისა, ასეთი ნაგავსაყრელიდან მიღებული ჰიბრიდული საწვავი გაზი ნაკლებად ფეთქებადია. ამიტომ, ფაქტობრივად, ეს ახალი ტექნოლოგია საშუალებას გაძლევთ ეფექტურად გადაიყვანოთ ნებისმიერი ორგანული სითხე (თხევადი ნარჩენების ჩათვლით) სასარგებლო საწვავ გაზად. ამრიგად, წინამდებარე ტექნოლოგია ასევე ეფექტურად გამოიყენება თხევადი ორგანული ნარჩენების სასარგებლო დამუშავებისა და განკარგვისთვის.

სხვა ტექნიკური გადაწყვეტილებები სტრუქტურების აღწერა და მათი მუშაობის პრინციპი

შემოთავაზებული ტექნოლოგია შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა მოწყობილობების გამოყენებით. სითხეებიდან საწვავის გაზის ელექტროოსმოსური გენერატორის უმარტივესი მოწყობილობა უკვე ნაჩვენებია და წარმოდგენილია ტექსტში და ნახ. 1-ში. ამ მოწყობილობების ზოგიერთი სხვა უფრო მოწინავე ვერსია, ავტორის მიერ ექსპერიმენტულად გამოცდილი, წარმოდგენილია გამარტივებული სახით ნახ. 2-3. წყალ-საწვავის ნარევიდან ან წყლისგან აალებადი აირის მიღების კომბინირებული მეთოდის ერთ-ერთი მარტივი ვარიანტი შეიძლება განხორციელდეს მოწყობილობაში (ნახ. 2), რომელიც არსებითად შედგება მოწყობილობის კომბინაციისგან (ნახ. 1) დამატებით. მოწყობილობა, რომელიც შეიცავს ბრტყელ განივი ელექტროდებს 8.8-1, რომლებიც დაკავშირებულია ძლიერი ალტერნატიული ელექტრული ველის წყაროსთან 9.

სურათი 2 ასევე უფრო დეტალურად გვიჩვენებს მეორე (ალტერნატიული) ელექტრული ველის მე-9 წყაროს ფუნქციურ სტრუქტურას და შემადგენლობას, კერძოდ, ნაჩვენებია, რომ იგი შედგება ელექტროენერგიის პირველადი წყაროსგან 14, რომელიც დაკავშირებულია ელექტროენერგიის შეყვანის საშუალებით მეორე მაღალ-თან. რეგულირებადი სიხშირის და ამპლიტუდის ძაბვის ძაბვის გადამყვანი 15 (ბლოკი 15 შეიძლება დამზადდეს ინდუქციურ-ტრანზისტორის მიკროსქემის სახით, როგორიცაა როიერის თვითოსცილატორი), რომელიც დაკავშირებულია გამომავალზე ბრტყელ ელექტროდებთან 8 და 8-1. მოწყობილობა ასევე აღჭურვილია თერმული გამათბობლით 10, რომელიც მდებარეობს, მაგალითად, ავზის ძირის ქვეშ 1. სატრანსპორტო საშუალებებზე, ეს შეიძლება იყოს ცხელი გამონაბოლქვი კოლექტორი, თავად ძრავის კორპუსის გვერდითი კედლები.

ბლოკ დიაგრამაში (ნახ. 2) ელექტრული ველის 6 და 9 წყაროები უფრო დეტალურად არის გაშიფრული. ასე რომ, კერძოდ, ნაჩვენებია, რომ მუდმივი ნიშნის 6 წყარო, მაგრამ რეგულირდება ელექტრული ველის სიდიდით, შედგება ელექტროენერგიის პირველადი წყარო 11, მაგალითად, ბორტ ბატარეა, რომელიც დაკავშირებულია პირველადი დენის მიკროსქემით. მაღალი ძაბვის რეგულირებადი ძაბვის გადამყვანს 12, მაგალითად, Royer-ის ავტოგენერატორის ტიპის, ჩაშენებული გამომავალი მაღალი ძაბვის გამომსწორებელი (შედის ბლოკში 12) გამომავალზე დაკავშირებული მაღალი ძაბვის ელექტროდებთან 5 და დენის გადამყვანთან. 12 უკავშირდება საკონტროლო შეყვანის მეშვეობით საკონტროლო სისტემას 13, რომელიც საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ ამ ელექტრული ველის წყაროს მუშაობის რეჟიმი. უფრო კონკრეტულად, ბლოკების 3, 4, 5, 6 ერთად წარმოადგენენ ელექტროოსმოტიკის კომბინირებულ მოწყობილობას. ტუმბო და ელექტროსტატიკური სითხის აორთქლება. ბლოკი 6 საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ ელექტრული ველის სიძლიერე 1 კვ/სმ-დან 30 კვ/სმ-მდე. მოწყობილობა (ნახ. 2) ასევე ითვალისწინებს ფირფიტის ბადის ან ფოროვანი ელექტროდის 5-ის მანძილისა და პოზიციის შეცვლის ტექნიკურ შესაძლებლობას აორთქლებასთან 4-თან მიმართებაში, ასევე ბრტყელ ელექტროდებს შორის 8 და 8-1. ჰიბრიდული კომბინირებული მოწყობილობის აღწერა სტატიკაში (ნახ. 3)

ეს მოწყობილობა, განსხვავებით ზემოთ აღწერილიდან, დამატებულია ელექტროქიმიური თხევადი აქტივატორით, ორი წყვილი ელექტროდი 5.5-1. მოწყობილობა შეიცავს კონტეინერს 1 სითხით 2, მაგალითად, წყალი, ორი ფოროვანი კაპილარული ფითილი 3 აორთქლება 4, ორი წყვილი ელექტროდი 5.5-1. ელექტრული ველის წყარო 6, რომლის ელექტრული პოტენციალი დაკავშირებულია ელექტროდებთან 5.5-1. მოწყობილობა ასევე შეიცავს გაზის შემგროვებელ მილსადენს 7, გამყოფი ფილტრის ბარიერს-დიაფრაგმას 19, რომელიც ყოფს კონტეინერს 1 ორად. მოწყობილობები ასევე შედგება იმაში, რომ მაღალი ძაბვის წყაროდან 6 საპირისპირო ნიშნის ელექტრული პოტენციალი დაკავშირებულია ზედაზე. ორი ელექტროდი 5 დიაფრაგმით გამოყოფილი სითხის საპირისპირო ელექტროქიმიური თვისებების გამო 19. მოწყობილობების მუშაობის აღწერა (ნახ. 1-3)

კომბინირებული საწვავის გაზის გენერატორების ექსპლუატაცია

განვიხილოთ უფრო დეტალურად შემოთავაზებული მეთოდის განხორციელება მარტივი მოწყობილობების მაგალითზე (ნახ. 2-3).

მოწყობილობა (ნახ. 2) მუშაობს შემდეგნაირად: სითხის 2-ის აორთქლება 1-ლი ავზიდან ხდება ძირითადად სითხის თერმული გათბობით მე-10 ერთეულიდან, მაგალითად, მნიშვნელოვანი თერმული ენერგიის გამოყენებით მანქანის ძრავის გამონაბოლქვიდან. აორთქლებული სითხის, მაგალითად, წყლის, მოლეკულების დისოციაცია წყალბადისა და ჟანგბადის მოლეკულებად ხორციელდება მათზე ძალის მოქმედებით ალტერნატიული ელექტრული ველით მაღალი ძაბვის წყაროდან 9 ორ ბრტყელ ელექტროდს შორის 8 და 8 შორის უფსკრული. -1. კაპილარული ფითილი 3, ამაორთქლებელი 4, ელექტროდები 5.5-1 და ელექტრული ველის წყარო 6, როგორც უკვე ზემოთ იყო აღწერილი, აქცევს სითხეს ორთქლად, ხოლო სხვა ელემენტები ერთად უზრუნველყოფენ აორთქლებული სითხის 2 მოლეკულების ელექტრულ დისოციაციას ელექტროდებს შორის უფსკრული 8.8. -1 ალტერნატიული ელექტრული ველის მოქმედებით მე-9 წყაროდან და რხევების სიხშირისა და ელექტრული ველის სიძლიერის შეცვლით 8.8-1-ს შორის უფსკრული კონტროლის სისტემის 16-ის გასწვრივ, გაზის შემადგენლობის ინფორმაციის გათვალისწინებით. სენსორი, ამ მოლეკულების შეჯახების და ჩახშობის ინტენსივობა (ანუ მოლეკულების ხარისხობრივი დისოციაცია). გრძივი ელექტრული ველის ინტენსივობის რეგულირებით 5.5-1 ელექტროდებს შორის ძაბვის გადამყვანი განყოფილებიდან 12 მისი საკონტროლო სისტემის 13 მეშვეობით, მიიღწევა სითხის ამწევისა და აორთქლების მექანიზმის 2 მუშაობის ცვლილება.

მოწყობილობა (ნახ. 3) მუშაობს შემდეგნაირად: პირველ რიგში, სითხე (წყალი) 2 ავზში 1, ძაბვის წყაროდან 17 ელექტრული პოტენციალის სხვაობის გავლენის ქვეშ, ელექტროდებზე 18 მიმართული, იყოფა ფოროვანში. დიაფრაგმა 19 შევიდა "ცოცხალ" - ტუტე და "მკვდარ" - სითხის (წყლის) მჟავე ფრაქციებად, რომლებიც შემდეგ გარდაიქმნება ორთქლის მდგომარეობაში ელექტროოსმოზის გზით და ანადგურებს მის მოძრავ მოლეკულებს ალტერნატიული ელექტრული ველით მე-9 ბლოკიდან შორის სივრცეში. ბრტყელი ელექტროდები 8.8-1 წვადი აირის წარმოქმნამდე. სპეციალური ადსორბენტებისაგან 5,8 ფოროვანი ელექტროდების მიღების შემთხვევაში შესაძლებელი ხდება მათში წყალბადის და ჟანგბადის მარაგების დაგროვება, დაგროვება. შემდეგ შესაძლებელია ამ გაზების მათგან გათავისუფლების საპირისპირო პროცესის ჩატარება, მაგალითად, მათი გაცხელებით და ამ რეჟიმში მიზანშეწონილია ამ ელექტროდების მოთავსება პირდაპირ საწვავის ავზში, დაკავშირებული, მაგალითად, საწვავის მავთულთან. მანქანების. ჩვენ ასევე აღვნიშნავთ, რომ ელექტროდები 5,8 ასევე შეიძლება იყოს ადსორბენტები წვადი აირის ცალკეული კომპონენტებისთვის, მაგალითად, წყალბადისთვის. ასეთი ფოროვანი მყარი წყალბადის ადსორბენტების მასალა უკვე აღწერილია სამეცნიერო და ტექნიკურ ლიტერატურაში.

მეთოდის შრომისუნარიანობა და მისი განხორციელების დადებითი ეფექტი

მეთოდის ეფექტურობა უკვე დამტკიცდა მრავალი ექსპერიმენტით. ხოლო სტატიაში მოცემული მოწყობილობის დიზაინები (ნახ. 1-3) არის ოპერაციული მოდელები, რომლებზეც ჩატარდა ექსპერიმენტები. აალებადი აირის მიღების ეფექტის დასამტკიცებლად ჩვენ ავანთეთ იგი გაზის კოლექტორის გამოსასვლელში (7) და გავზომეთ წვის პროცესის თერმული და ეკოლოგიური მახასიათებლები. არსებობს სატესტო ანგარიშები, რომლებიც ადასტურებენ მეთოდის ფუნქციონირებას და შედეგად მიღებული აირისებრი საწვავის და მისი წვის გამონაბოლქვი აირის პროდუქტების მაღალ ეკოლოგიურ მახასიათებლებს. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ სითხეების დისოციაციის ახალი ელექტროოსმოსური მეთოდი ეფექტური და შესაფერისია ცივი აორთქლებისა და დისოციაციისთვის ძალიან განსხვავებული სითხეების ელექტრულ ველებში (წყალი-საწვავის ნარევები, წყალი, წყალხსნარი იონიზებული ხსნარები, წყალ-ზეთოვანი ემულსიები და თუნდაც წყალხსნარები). ფეკალური ორგანული ნარჩენები, რომლებიც, სხვათა შორის, ამ მეთოდის მიხედვით მათი მოლეკულური დისოციაციის შემდეგ წარმოქმნიან ეფექტურ ეკოლოგიურად წვად გაზს, სუნი და ფერის გარეშე.

გამოგონების მთავარი დადებითი ეფექტი არის ენერგიის ხარჯების მრავალჯერადი შემცირება (თერმული, ელექტრო) სითხეების აორთქლების და მოლეკულური დისოციაციის მექანიზმის განხორციელებისთვის ყველა ცნობილ ანალოგიურ მეთოდთან შედარებით.

ენერგიის მოხმარების მკვეთრი შემცირება სითხიდან აალებადი აირის მიღებისას, მაგალითად, წყლის საწვავის ემულსიები, ელექტრული ველის აორთქლებით და მისი მოლეკულების გაზის მოლეკულებად დამსხვრევით, მიიღწევა მოლეკულებზე ელექტრული ველის ძლიერი ელექტრული ძალების გამო. როგორც თავად სითხეში, ასევე აორთქლებულ მოლეკულებზე. შედეგად, სითხის აორთქლების პროცესი და მისი მოლეკულების ორთქლის მდგომარეობაში ფრაგმენტაციის პროცესი მკვეთრად ძლიერდება ელექტრული ველის წყაროების თითქმის მინიმალური სიმძლავრით. ბუნებრივია, ამ ველების სიძლიერის რეგულირებით თხევადი მოლეკულების აორთქლებისა და დისოციაციის სამუშაო ზონაში, ელექტრული ან 5, 8, 8-1 ელექტროდების გადაადგილებით, იცვლება ველების ძალური ურთიერთქმედება სითხის მოლეკულებთან, რაც იწვევს აორთქლების პროდუქტიულობის რეგულირება და აორთქლებული მოლეკულების დისოციაციის ხარისხი სითხეები. ასევე ექსპერიმენტულად ნაჩვენები იყო აორთქლებული ორთქლის დისოციაციის ეფექტურობა და მაღალი ეფექტურობა განივი მონაცვლეობითი ელექტრული ველით 9 წყაროდან ელექტროდებს შორის უფსკრული 8, 8-1 (ნახ. 2,3,4). დადგენილია, რომ აორთქლებულ მდგომარეობაში მყოფ თითოეულ სითხეს აქვს მოცემული ველის ელექტრული რხევების გარკვეული სიხშირე და მისი სიძლიერე, რომლის დროსაც ყველაზე ინტენსიურად მიმდინარეობს სითხის მოლეკულების გაყოფის პროცესი. ასევე ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ მოწყობილობაში ხორციელდება სითხის დამატებითი ელექტროქიმიური გააქტიურება, მაგალითად, ჩვეულებრივი წყალი, რომელიც წარმოადგენს მის ნაწილობრივ ელექტროლიზს (ნახ. 3), ასევე გაზრდის იონური ტუმბოს მუშაობას (ვიკი 3-აჩქარება). ელექტროდი 5) და გაზრდის სითხის ელექტროოსმოსური აორთქლების ინტენსივობას. სითხის თერმული გათბობა, მაგალითად, სატრანსპორტო ძრავების გამონაბოლქვი ცხელი აირების სითბოთი (ნახ. 2), ხელს უწყობს მის აორთქლებას, რაც ასევე იწვევს წყალბადის წარმოების პროდუქტიულობის ზრდას წყლისგან და აალებადი საწვავის აირისგან. ნებისმიერი წყლის საწვავის ემულსიები.

ტექნოლოგიის განხორციელების კომერციული ასპექტები

ელექტროოსმოტული ტექნოლოგიის უპირატესობა მაიერის ელექტროტექნოლოგიასთან შედარებით

სტენლი მეიერის ცნობილ და ყველაზე დაბალფასიან პროგრესულ ელექტრო ტექნოლოგიასთან შედარებით, წყლისგან (და მაიერის უჯრედიდან) საწვავი აირის მისაღებად /6/ ჩვენი ტექნოლოგია უფრო მოწინავე და პროდუქტიულია, რადგან ვიყენებთ აორთქლებისა და დისოციაციის ელექტროოსმოტიკურ ეფექტს. სითხის ელექტროსტატიკური და იონური ტუმბოს მექანიზმთან ერთად უზრუნველყოფს არა მხოლოდ სითხის ინტენსიურ აორთქლებას და დისოციაციას მინიმალური და იდენტური ენერგიის მოხმარებით, არამედ გაზის მოლეკულების ეფექტურ გამოყოფას დისოციაციის ზონიდან და აჩქარებით ზედა კიდედან. კაპილარების. ამიტომ, ჩვენს შემთხვევაში, მოლეკულების ელექტრული დისოციაციის სამუშაო ზონისთვის საერთოდ არ არსებობს სკრინინგის ეფექტი. და საწვავი გაზის გამომუშავების პროცესი დროში არ ნელდება, როგორც მაიერში. მაშასადამე, ჩვენი მეთოდის გაზის პროდუქტიულობა იმავე ენერგიის მოხმარებაზე არის სიდიდის რიგითობა უფრო მაღალი ვიდრე ეს პროგრესული ანალოგი /6/.

ზოგიერთი ტექნიკური და ეკონომიკური ასპექტი და კომერციული სარგებელი და ახალი ტექნოლოგიის დანერგვის პერსპექტივები შემოთავაზებული ახალი ტექნოლოგია შეიძლება უმოკლეს დროში მიიტანოს ასეთი მაღალეფექტური ელექტროოსმოტური საწვავის გაზის გენერატორების სერიულ წარმოებაში თითქმის ნებისმიერი სითხიდან, მათ შორის ონკანის წყლისგან. განსაკუთრებით მარტივი და ეკონომიურად მიზანშეწონილია ტექნოლოგიის დაუფლების პირველ ეტაპზე წყალსაწვავის ემულსიების საწვავის გაზად გადაქცევის მცენარეული ვარიანტის დანერგვა. დაახლოებით 1000 მ³/სთ სიმძლავრის წყლიდან საწვავი აირის წარმოებისთვის სერიული ქარხნის ღირებულება იქნება დაახლოებით 1 ათასი აშშ დოლარი. ასეთი საწვავის გაზის ელექტრო გენერატორის მოხმარებული ელექტროენერგია იქნება არაუმეტეს 50-100 ვატი. ამიტომ, ასეთი კომპაქტური და ეფექტური საწვავის ელექტროლიზატორები წარმატებით შეიძლება დამონტაჟდეს თითქმის ნებისმიერ მანქანაზე. შედეგად, სითბოს ძრავები შეძლებენ მუშაობას პრაქტიკულად ნებისმიერი ნახშირწყალბადის სითხეზე და თუნდაც უბრალო წყალზე. ამ მოწყობილობების მასობრივი დანერგვა მანქანებში გამოიწვევს მანქანების მკვეთრ ენერგიას და გარემოს გაუმჯობესებას. და ეს გამოიწვევს ეკოლოგიურად სუფთა და ეკონომიური სითბოს ძრავის სწრაფ შექმნას. საპილოტე სამრეწველო ნიმუშამდე წყლიდან 100 მ³ წამში სიმძლავრის მქონე საწვავი აირის წარმოებისთვის პირველი საპილოტე ქარხნის შემუშავების, შექმნისა და კვლევის დაზუსტების კვლევის სავარაუდო ფინანსური ხარჯები შეადგენს დაახლოებით 450-500 ათას აშშ დოლარს. . ეს ხარჯები მოიცავს დიზაინისა და კვლევის ღირებულებას, თავად ექსპერიმენტული დაყენების ღირებულებას და მისი ტესტირებისა და დახვეწის სადგამს.

დასკვნები:

რუსეთში აღმოაჩინეს და ექსპერიმენტულად შეისწავლეს სითხეების კაპილარული ელექტროოსმოსის ახალი ელექტროფიზიკური ეფექტი, "ცივი" ენერგიულად იაფი მექანიზმი ნებისმიერი სითხეების მოლეკულების აორთქლებისა და დისოციაციისთვის.

ეს ეფექტი ბუნებაში დამოუკიდებლად არსებობს და არის ელექტროსტატიკური და იონური ტუმბოს მთავარი მექანიზმი მკვებავი ხსნარების (წვენების) გადატუმბვისთვის ყველა მცენარის ფესვებიდან ფოთლებზე, რასაც მოჰყვება ელექტროსტატიკური გაზიფიკაცია.

ექსპერიმენტულად იქნა აღმოჩენილი და შესწავლილი ნებისმიერი სითხის დისოციაციის ახალი ეფექტური მეთოდი მაღალი ძაბვის კაპილარული ელექტროოსმოზით მისი ინტერმოლეკულური და მოლეკულური ბმების შესუსტებისა და გაწყვეტის გზით.

ახალი ეფექტის საფუძველზე, შეიქმნა და გამოცდილია ახალი მაღალეფექტური ტექნოლოგია ნებისმიერი სითხეებიდან საწვავი აირების წარმოებისთვის.

შემოთავაზებულია სპეციალური მოწყობილობები წყლისა და მისი ნაერთებისგან საწვავის აირების ენერგოეფექტური წარმოებისთვის.

ტექნოლოგია გამოიყენება საწვავის გაზის ეფექტური წარმოებისთვის ნებისმიერი თხევადი საწვავიდან და წყლის საწვავის ემულსიებიდან, მათ შორის თხევადი ნარჩენებისგან.

ტექნოლოგია განსაკუთრებით პერსპექტიულია ტრანსპორტის, ენერგეტიკისა და სხვა ინდუსტრიებში გამოყენებისთვის. და ასევე ქალაქებში ნახშირწყალბადების ნარჩენების განკარგვისა და სასარგებლო გამოყენებისთვის.

ავტორი დაინტერესებულია საქმიანი და შემოქმედებითი თანამშრომლობით კომპანიებთან, რომლებსაც სურთ და შეუძლიათ ავტორს თავიანთი ინვესტიციებით შეუქმნან აუცილებელ პირობებს, რათა ის საპილოტე სამრეწველო დიზაინში გამოიყენონ და ეს პერსპექტიული ტექნოლოგია გამოიყენონ პრაქტიკაში.

ციტირებული ლიტერატურა:

1. დუდიშევი ვ.დ. "მცენარეები - ბუნებრივი იონური ტუმბოები" - ჟურნალში "ახალგაზრდა ტექნიკოსი" No1/88.
2. დუდიშევი ვ.დ. "ახალი ელექტრო ხანძარსაწინააღმდეგო ტექნოლოგია - ეფექტური გზა ენერგეტიკისა და გარემოსდაცვითი პრობლემების გადასაჭრელად" - ჟურნალი "რუსეთის ეკოლოგია და ინდუსტრია" No 3 / 97
3. წყალბადის თერმული გამომუშავება წყლისგან „ქიმიური ენციკლოპედია“, ტ.1, M., 1988, გვ.401).
4. ელექტროწყალბადის გენერატორი (საერთაშორისო განაცხადი PCT სისტემის ქვეშ -RU98/00190 დათარიღებული 07.10.97)
5. თავისუფალი ენერგიის გენერაცია წყლის დაშლით მაღალეფექტურ ელექტროლიტურ პროცესში, შრომები „ახალი იდეები ბუნების მეცნიერებებში“, 1996 წ., სანქტ-პეტერბურგი, გვ. 319-325, გამომც. "პიკი".
6. აშშ პატენტი 4,936,961 საწვავი აირის წარმოების მეთოდი.
7. US Pat. No. 4,370,297 მეთოდი და აპარატურა ბირთვული თერმოქიმიური წყალში მონელებისთვის.
8. აშშ პატ. No 4,364,897 მრავალსაფეხურიანი ქიმიური და რადიაციული პროცესი გაზის წარმოებისთვის.
9. პატ. აშშ 4,362,690 პიროქიმიური მოწყობილობა წყლის დაშლისათვის.
10. პატ. აშშ 4,039,651 დახურული ციკლის თერმოქიმიური პროცესი, რომელიც აწარმოებს წყალბადს და ჟანგბადს წყლიდან.
11. პატ. აშშ 4,013,781 წყლისგან წყალბადის და ჟანგბადის წარმოების პროცესი რკინისა და ქლორის გამოყენებით.
12. პატ. აშშ 3,963,830 წყლის თერმოლიზი ცეოლიტის მასებთან კონტაქტში.
13. გ.ლუშჩეიკინი „პოლიმერული ელექტრიტები“, მ., „ქიმია“, 1986 წ.
14. „ქიმიური ენციკლოპედია“, ვ.1, მ., 1988, სექციები „წყალი“, (წყლიანი ხსნარები და მათი თვისებები)

დუდიშევი ვალერი დიმიტრიევიჩი სამარას ტექნიკური უნივერსიტეტის პროფესორი, ტექნიკურ მეცნიერებათა დოქტორი, რუსეთის ეკოლოგიური აკადემიის აკადემიკოსი