RO125541B1 - SISTEM ELECTROCATALITIC DE GENERARE A HIDROGE NULUI DIN APĂ Șl DIN HIDROCARBURI LICHIDE - Google Patents
SISTEM ELECTROCATALITIC DE GENERARE A HIDROGE NULUI DIN APĂ Șl DIN HIDROCARBURI LICHIDE Download PDFInfo
- Publication number
- RO125541B1 RO125541B1 ROA200800976A RO200800976A RO125541B1 RO 125541 B1 RO125541 B1 RO 125541B1 RO A200800976 A ROA200800976 A RO A200800976A RO 200800976 A RO200800976 A RO 200800976A RO 125541 B1 RO125541 B1 RO 125541B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- hydrogen
- water
- cylindrical vessel
- vessel
- generating
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 67
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 67
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 57
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 42
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006187 pill Substances 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-BJUDXGSMSA-N carbon-11 Chemical compound [11C] OKTJSMMVPCPJKN-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000258 photobiological effect Effects 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036967 uncompetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
Invenția se referă la un sistem electrocatalitic de producere a hidrogenului din apă și din hidrocarburi lichide, în vederea utilizării drept combustibil în diverse motoare sau instalații energetice. în aceeași măsură, sistemul electrocatalitic conform invenției poate fi folosit și pentru producerea hidrogenului din hidrocarburi lichide.
în domeniul energeticii, pentru a concilia circumstanțele conflictuale legate de aspectele economice și cele privind mediul înconjurător, este necesară elaborarea unor tehnologii eficiente și puțin costisitoare, bazate pe hidrogen. Hidrogenul este combustibilul cel mai curat din punctul de vedere al mediului înconjurător și, totodată, purtătorul de energie cel mai eficient.
Hidrogenul poate fi produs pornind de la materii prime diverse, utilizând o varietate de procese tehnologice. Compușii care conțin hidrogen, cum sunt combustibilii fosili, biomasa și chiar apa, pot constitui sursă de hidrogen. Pentru a produce hidrogen din biomasă și din combustibili fosili, cum sunt cărbunii, gazele naturale și petrolul, se pot folosi procese termochimice. Electricitatea obținută din energie solară, eoliană sau nucleară poate fi folosită pentru a produce hidrogen pe cale electrolitică. Radiația solară se poate utiliza pentru producerea directă a hidrogenului din apă, prin fotoliză, folosind procese fotoelectrochimice și fotobiologice avansate.
în prezent, metoda cea mai folosită pentru producerea hidrogenului (circa 75% din hidrogenul produs în prezent se obține prin această metodă) constă în reformarea catalitică, cu abur, a metanului din gazele naturale. Această metodă implică o reacție puternic endotermă a metanului cu abur la presiuni mari (până la 35 atm) și temperaturi înalte (800...1000°C), în prezența unui catalizator metalic. Reformarea catalitică a metanului este o opțiune viabilă pe termen scurt, la capacități mari de producție, dar nu poate fi acceptată ca soluție pe termen lung, întrucât nu soluționează problema gazelor cu efect de seră și nici aspectele privind securitatea energetică.
Eforturi importante se concentrează pe tehnologiile de producere a hidrogenului din gazul de sinteză derivat din cărbune, urmărindu-se cogenerarea hidrogenului și a energiei electrice în centrale de mare eficiență, fără emisii de noxe.
Electroliza apei este folosită pe scară largă pentru generarea hidrogenului, dar costurile hidrogenului astfel obținut sunt deocamdată necompetitive (cira 8 USD/kg). Sunt disponibile comercial două tipuri de tehnologii pentru electroliza apei la temperaturi apropiate de cea ambiantă. Primul tip, și cel mai răspândit, utilizează un electrolit alcalin (25...30% KOH sau NaOH) cu o diafragmă de separare între electrozi (de regulă, din azbest). Celălalt tip utilizează doar apă și membrane polimerice conducătoare de protoni. Electrolizoarele existente consumă, de regulă, în jur de 4 kWh pentru un Nm3 de hidrogen, utilizând o tensiune continuă de 1,6...2,0 volți și curenți de zeci sau chiar sute de amperi.
Sunt în curs și cercetări de amploare vizând dezvoltarea la scară comercială a producerii hidrogenului prin folosirea căldurii și/sau a electricității generate în sistemele energetice nucleare, studiindu-se cicluri termochimice la temperaturi înalte și electroliza la temperaturi înalte.
Problemele legate de protecția mediului înconjurător impun elaborarea de tehnologii avansate de producere a hidrogenului, utilizând resurse energetice regenerabile. Aceste tehnologii includ electroliza, conversia termochimică a biomasei, sistemele microbiologice fotolitice și fermentative, sistemele fotoelectrochimice și cele bazate pe cicluri chimice de descompunere a apei la temperaturi înalte.
în stadiu de cercetare fundamentală se află descompunerea fotoindusă a apei, utilizând energia solară pentru a separa hidrogenul și oxigenul din apă în materiale semiconductoare sau în ansambluri fotocatalitice. Pentru producerea hidrogenului cu o eficiență mai mare și un cost competitiv, se consideră necesare cercetări fundamentale privind cataliza, membranele și separarea gazelor.
RO 125541 Β1
Este cunoscută o tehnologie modulară recent inventată (cerere de brevet 1 WO 2008/016355 A2), care revendică producerea eficientă a hidrogenului de mare puritate atât pentru utilizare în aplicații energetice staționare, cât și pentru utilizare în transporturi, la 3 autovehicule, putând fi realizată la scara dorită. Aceasta se referă la o celulă electrochimică pentru cogenerarea hidrogenului și a electricității, având un compartiment anodic în care se 5 află un combustibil cărbunos solid, un compartiment catodic care conține abur și o membrană ceramică cu rol de electrolit solid care transportă ioni oxidici la anod, unde este 7 oxidat carbonul și se pun în libertate electronii, cu generare de electricitate. Celula funcționează la temperatură înaltă. 9
Deși revendică ameliorări considerabile ale eficienței energetice, comparativ cu electroliza convențională a aburului, întrucât valorifică caracterul exoterm al oxidării 11 carbonului, procedeul descris presupune un consum important de căldură pentru generarea aburului, iar valorile ridicate ale temperaturii de funcționare (între 500 și 1300°C) impun 13 restricții asupra materialelor structurale utilizate.
Este cunoscută, de asemenea, invenția privind un aparat de electroliză a apei, încor- 15 porabil la un motor cu ardere internă căruia îi furnizează, drept combustibil, un amestec de hidrogen și oxigen, rezultat din descompunerea apei (cerere de brevet WO 2008/063967 17
A2). Acest aparat are ca noutate includerea unuia sau a mai multor radiatoare de energie electromagnetică, cu o putere cuprinsă între 1 și 1000 W, conectate la câte un oscilator 19 extern care funcționează la frecvențe diferite (între 620 și 100 kHz). Se utilizează o sursă de curent continuu cu tensiunea de 8...48 V. Autorul acestei invenții nu precizează avantajele 21 acesteia în raport cu soluțiile tehnice anterioare. Sunt însă evidente dezavantajele legate de complexitatea sistemului conceput și de consumul suplimentar de energie pentru generarea 23 radiațiilor electromagnetice.
O invenție similară, care încorporează un aparat de electroliză a apei la un motor cu 25 ardere internă (cerere de brevet WO 2008/051479 A1), folosește în locul radiatoarelor de energie electromagnetică un generator de unde sonore cu profil rectangular, în scopul inten- 27 sificării procesului de electroliză prin slăbirea legăturilor moleculare la moleculele de apă.
Sistemul electrocatalitic de generare a hidrogenului conform prezentei invenții, 29 utilizabil deopotrivă la instalații energetice staționare și la motoarele autovehiculelor, elimină dezavantajele sistemelor descrise anterior, oferind o soluție constructivă simplă și cu 31 eficiență mare, fără să fie necesare mijloace suplimentare consumatoare de energie pentru intensificarea electrolizei. 33
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în mărirea eficienței procesului de generare a hidrogenului prin descompunerea apei, prin evitarea acumulării la electrozi 35 a unor impurități care reduc eficiența procesului de electroliză.
Sistemul electrocatalitic conform invenției rezolvă această problemă tehnică, prin 37 aceea că acesta cuprinde următoarele componente:
- o incintă de generare a hidrogenului, alcătuită dintr-un vas cilindric din material 39 plastic, închis la partea superioară cu un capac în care sunt prevăzute un racord tubular pentru alimentarea cu apă, un racord tubular pentru evacuarea hidrogenului, precum și 41 conectarea la o sursă electrică de curent continuu, un record la vasul cilindric pentru evacuare apă și un modul generator, constând într-o incintă de formă cilindrică, dispusă în 43 interiorul vasului cilindric, având ca suprafață laterală o sită din oțel inoxidabil, iar la capete câte un electrod în formă de disc, din carbură metalică complexă P30, conținând 9,1% 45 cobalt, 5,5% titan și restul carbură de wolfram, izolat electric de restul incintei și prevăzut cu contact pentru cuplarea la sursa de curent continuu, o încărcătură de cărbune activ granular 47 care umple interiorul incintei modulului generator;
RO 125541 Β1
- un vas cilindric din material plastic, al cărui capac are prevăzute racorduri pentru intrare gaz primar și evacuare hidrogen, care este inserat în circuitul de gaz al sistemului electrocatalitic, apa din acest vas jucând rolul de membrană lichidă pentru separarea grosieră a hidrogenului generat;
- o membrană polimerică cu mare selectivitate pentru hidrogen, instalată în capacul vasului cu apă pentru purificarea hidrogenului generat;
- o conductă pentru transportul hidrogenului generat la camera de ardere a unui motor cu ardere internă sau a unei instalații energetice staționare (de exemplu cazan de abur);
- o pompă de circulație pentru apa din sistemul de generare a hidrogenului;
- un sistem electronic pentru reglarea potențialului electrozilor și schimbarea intermitentă a polarității acestora, precum și pentru reglarea debitului de apă, pentru adaptarea cantității de hidrogen produsă la cerințele consumatorului;
- o sursă de curent continuu.
Invenția prezintă avantajul că permite obținerea cu costuri mici a hidrogenului din apă sau din hidrocarburi lichide, la temperatură ambiantă, în vederea utilizării acestuia drept combustibil.
Invenția este prezentată pe larg, în continuare, în legătură și cu fig. 1...4, care reprezintă:
- fig. 1, secțiune longitudinală printr-un modul al sistemului electrocatalitic de generare a hidrogenului din apă;
- fig. 2, vedere în secțiune longitudinală a părții superioare a unui modul al sistemului;
- fig. 3, vedere în secțiune transversală a unui modul al sistemului;
- fig. 4, schema de ansamblu a sistemului electrocatalitic de generare a hidrogenului, revendicat.
Sistemul electrocatalitic conform invenției rezolvă problema tehnică a producerii hidrogenului din apă și din hidrocarburi lichide la temperatura mediului ambiant, prin aceea că acesta cuprinde următoarele componente:
- un corp 1, tip vas cilindric, din material plastic, cu un capac superior 11 ce are prevăzute racorduri tubulare a, b, pentru alimentarea cu apă și evacuarea hidrogenului, precum și pentru conectarea la o sursă electrică de curent continuu, permițând, totodată, fixarea incintei de generare a hidrogenului E;
- un modul generator 5, în formă de incintă de generare a hidrogenului, cu structură cilindrică, cu un capac inferior 3 și unul superior 9, și având ca suprafață laterală o sită c din oțel inoxidabil, iar la câte capete un electrod-disc 4,4’ în formă de pastilă, din carbură metalică complexă P30, conținând 9,1 % cobalt, 5,5% titan și restul carbură de wolfram, izolat electric de restul incintei și prevăzut cu contact pentru cuplarea la sursa de curent continuu: un contact inferior 2 și un contact superior 12 în formă de tijă și un contact electric 6 pentru sita c, prelungit cu o bornă de contact 15;
- o încărcătură din cărbune activ granular 17, care umple interiorul incintei menționate;
- un alt vas cilindric din material plastic F, inserat în circuitul de gaz al vasului 1, apa din acest vas jucând rolul de membrană lichidă, pentru separarea grosieră a hidrogenului generat;
- o membrană polimerică G cu mare selectivitate pentru hidrogen, instalată în capacul superior 11 al vasului cu apă, pentru purificarea hidrogenului generat;
- o conductă J pentru transportul hidrogenului generat la camera de ardere a unui motor cu ardere internă sau a unei instalații energetice staționare (de exemplu cazan de abur - K);
RO 125541 Β1
- o pompă de circulație pentru apa din sistemul de generare a hidrogenului, D; 1
- un sistem electronic pentru reglarea potențialului electrozilor și schimbarea intermitentă a polarității acestora, precum și pentru reglarea debitului de apă, pentru 3 adaptarea cantității de hidrogen produsă la cerințele consumatorului, B;
- o sursă de curent continuu, A. 5
Restul reperelor menționate pe fig. 1...3 sunt: 2 - legătură de contact electric; 7; 14piuliță; 8; 10 - garnitură; 13; 16 - șaibă. 7
La sistemul electrocatalitic de generare a hidrogenului conform invenției, sita c în interiorul căreia se află încărcătura de cărbune activ 17 este menținută la același potențial 9 ca și catodul, asigurându-se astfel o distribuție a liniilor de câmp electric în toată masa ocupată de cărbunele activ și apa care străbate sita și umple spațiile dintre granulele de 11 cărbune. Această configurație electrică, asociată cu efectul catalitic al cărbunelui activ, manifestat pe aria foarte mare a interfeței dintre apă și cărbune, asigură o eficiență foarte 13 mare a procesului de descompunere a apei și de generare, pe această cale, a hidrogenului.
Prin schimbarea intermitentă a polarității electrozilor 6,12 și prin aportul continuu de 15 apă de alimentare proaspătă, se evită acumularea la electrozi a unor impurități care ar reduce eficiența procesului de electroliză. Ionii de oxigen și de hidrogen rezultați din 17 descompunerea apei interacționează cu granulele de cărbune și cu apa, formându-se o serie de gaze (monoxid de carbon, dioxid de carbon, alcool metilic, alcool etilic, metan, aldehidă 19 formică) antrenate de apa care circulă prin incinta de generare a hidrogenului și reținute de al doilea vas al sistemului. Abundența de electroni liberi, asigurată de configurația electrică 21 menționată, favorizează și atașarea acestora de ionii de hidrogen, generându-se hidrogen atomic și ulterior hidrogen molecular, prin asocierea atomilor de hidrogen. Odată format, 23 hidrogenul molecular trebuie doar separat de celelalte gaze și dirijat la camera de ardere, constituind combustibilul curat dorit. 25
Principiul de funcționare este similar cu cel al celulei umane, pentru care hidrogenul produs de celula umană constituie combustibilul vieții. 27
Tensiunea minimă folosită este de 10...12 V, iar puterea minimă de 24 W, pentru o capacitate minimă a vasului 1 de 1,5 I, pentru care se obțin circa 2 dm3 H2/minut. Se poate 29 ajunge, cu creșterea capacității modulului generator 5, până la parametrii de curent:
25...40 A pentru autoturisme și 60...250 A pentru obținerea hidrogenului necesar centralelor 31 termice. Sistemul poate cuprinde mai multe module generatoare, cuplate în serie sau paralel la aceeași sursă de tensiune și la același sistem electronic de reglare. Raportul energetic: 33 energie electrică consumată/energie calorică produsă prin arderea hidrogenului obținut este de 1/3...1/5. Perioada optimă a ciclului de funcționare este de: 40 sec tensiune directă, 35 20 sec tensiune inversă.
într-o altă variantă, se pot utiliza, ca sursă de curent, condensatori de mare 37 capacitate (100...5000 pF), încărcați de către sursa de tensiune și descărcați periodic după încărcare prin circuitul electric al modulului generator, cu un ciclu de funcționare: 30 sec 39 pentru încărcare + descărcare.
Exemplu de realizare. într-un exemplu concret de realizare, s-a folosit un modul 41 generator 5, pentru generarea hidrogenului, cu capacitatea de 3 I apă, electrozii de inox și de carbură fiind conectați la o sursă de tensiune de 12 V și de putere de 50 W, cu electrozii 43 +-- pe electrozii din carbură metalică, electrodul - sită c din inox fiind conectat la potențial negativ, inițial, după care polaritatea este inversată după circa 40 sec și menținută inversată 45 circa 20 sec. Debitul rezultat de hidrogen este în acest caz de 4 dmc/min.
Claims (1)
- RevendicareSistem electrocatalitic de generare a hidrogenului din apă, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde:- o incintă (E) de generare a hidrogenului, alcătuită dintr-un vas cilindric (1) din material plastic, închis la partea superioară cu un capac (11) în care sunt prevăzute un racord tubular (a) pentru alimentarea cu apă, un racord tubular (b) pentru evacuarea hidrogenului, precum și pentru conectarea la o sursă electrică de curent continuu și un modul generator (5), modulul generator (5) constând într-o incintă de formă cilindrică, dispusă în interiorul vasului cilindric (1) și delimitată de un capac inferior (3), un capac superior (9) și o sită (c) din oțel inoxidabil care reprezintă suprafață laterală, o încărcătură (17) din cărbune activ granular care umple interiorul modulului generator (5), un electrod-disc superior (4) în formă de pastilă și un electrod-disc inferior (4') în formă de pastilă, confecționați din carbură metalică complexă, conținând 9,1% cobalt, 5,5% titan și restul carbură de wolfram, un contact inferior (2), un contact superior (12) în formă de tijă și un contact electric (6) pentru sita (c);- un vas cilindric (F) din material plastic, plin cu apă și inserat în circuitul de gaz al vasului (1) și jucând rolul de membrană lichidă pentru separarea grosieră a hidrogenului generat;- o membrană polimerică (G) cu mare selectivitate pentru hidrogen, instalată în capacul superior al vasului cilindric (F);- o conductă (J) pentru transportul hidrogenului separat în vasul cilindric (F), către camera de ardere a unui motor cu ardere internă sau a unei instalații energetice staționare tip cazan de abur (K);- o pompă de circulație (D) pentru apa din modulul (5) de generare a hidrogenului;- un sistem electronic (B) pentru reglarea potențialului electrozilor și schimbarea intermitentă a polarității acestora, precum și pentru reglarea debitului de apă, pentru adaptarea cantității de hidrogen produsă la cerințele consumatorului și- o sursă de curent continuu (A).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA200800976A RO125541B1 (ro) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | SISTEM ELECTROCATALITIC DE GENERARE A HIDROGE NULUI DIN APĂ Șl DIN HIDROCARBURI LICHIDE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA200800976A RO125541B1 (ro) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | SISTEM ELECTROCATALITIC DE GENERARE A HIDROGE NULUI DIN APĂ Șl DIN HIDROCARBURI LICHIDE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO125541A2 RO125541A2 (ro) | 2010-06-30 |
| RO125541B1 true RO125541B1 (ro) | 2012-02-28 |
Family
ID=45699136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA200800976A RO125541B1 (ro) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | SISTEM ELECTROCATALITIC DE GENERARE A HIDROGE NULUI DIN APĂ Șl DIN HIDROCARBURI LICHIDE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO125541B1 (ro) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4299794A1 (en) * | 2022-06-29 | 2024-01-03 | Daes Sa | Electrolysis device |
-
2008
- 2008-12-11 RO ROA200800976A patent/RO125541B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO125541A2 (ro) | 2010-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| El-Shafie et al. | Hydrogen production technologies overview | |
| Acar et al. | 3.1 Hydrogen Production | |
| Zhang et al. | Redox-mediated water splitting for decoupled H2 production | |
| Aslam et al. | Electrochemical hydrogen production: sustainable hydrogen economy | |
| Dutta | Review on solar hydrogen: Its prospects and limitations | |
| Ivanova et al. | Technological pathways to produce compressed and highly pure hydrogen from solar power | |
| Lee et al. | A review on integrated thermochemical hydrogen production from water | |
| Dincer et al. | Review and evaluation of hydrogen production methods for better sustainability | |
| Vozniuk et al. | Spinel mixed oxides for chemical-loop reforming: from solid state to potential application | |
| Acar et al. | Transition to a new era with light-based hydrogen production for a carbon-free society: An overview | |
| Zhang et al. | Hydrogen generation, storage and utilization | |
| KR101263593B1 (ko) | 전기분해 중에 가스 포집을 위한 장치 및 방법 | |
| US20140061060A1 (en) | Electrolytic cell and method of use thereof | |
| Dincer et al. | Review and evaluation of hydrogen production methods for better sustainability | |
| Guo et al. | Hydrogen production via electrolysis of aqueous formic acid solutions | |
| WO2010088800A1 (en) | Apparatus and method for producing combustible gas from carbon mass | |
| RO126312A0 (ro) | Sistem electrocatalitic membranar şi procedeu pentru obţinerea gazului combustibil din apă | |
| Meshksar et al. | Solar reformers coupled with PEMFCs for residential cogeneration and trigeneration applications | |
| Nouni et al. | Green hydrogen: An introduction | |
| KR20190066857A (ko) | 태양광-수소 기반의 소형 전력 발생 장치 및 그 방법 | |
| RO125541B1 (ro) | SISTEM ELECTROCATALITIC DE GENERARE A HIDROGE NULUI DIN APĂ Șl DIN HIDROCARBURI LICHIDE | |
| de Jesús Pozos-Texon et al. | Advancing green hydrogen production technologies: from renewable energy integration to leading electrolyzer solutions | |
| Roumpedakis et al. | Hydrogen Production and Storage | |
| Bhatia et al. | Hydrogen production through microbial electrolysis | |
| Chaturvedi et al. | Photocatalytic hydrogen production |