Новый электрофизический эффект был открыт учеными – эффект холодного испарения и
диссоциации жидкостей и водных растворов. Теперь диссоциация в топливные газы может происходить без затрат электрической энергии за счет применения капиллярного электрического осмоса под высоким напряжением [1].

Водородная энергетика – ее перспектива и проблемы

Давняя мечта цивилизации – это возможность эффективного получения водорода из воды. Это обусловдено огромным количеством воды на планете, а также тем, что водородная энергия – чистая, к тому же получать ее можно будет в неограниченных количествах без загрязнения окружающей среды. Несмотря на то, что данная проблема стоит остро, до сих пор эффективно решить ее не смог никто. Все известные методы получения водорода из воды малоэффективны, поскольку разработать действительно продуктивную технологию еще не удалось. Главная причина заключается в том, что все они довольно сложны и требуют больших энергетических затрат.

Физико-химический состав обычной воды из водопровода довольно сложен, потому как в ней присутствуют разнообразные межмолекулярные связи и т.д. В частности, в воде из водопровода присутствуют цепочки молекул воды, соединенных особым образом и ориентированных с ионами примесей (кластерные образования), различные ее коллоидные соединения и изотопы, минеральные вещества, а также многие растворенные газы и примеси.

Как бы это не звучало парадоксально, но сама природа позаботилась о существовании эффективного способа электрокапиллярной перекачки и «холодного» испарения жидкости с переводом ее в газообразное состояние без использования тепловой и электрической энергии. Этот эффект реализуется в растениях для перекачки и «холодного» испарения водного раствора посредством капиллярного электроосмоса. Данная природная технология пригодна для применения в технике преобразования жидкостей в топливные газы. Автор этой статьи создал такие установки для экспериментального холодного электрокапиллярного испарения жидкостей по подобию электронасосов деревьев (Рис.1-3).

Самое простое устройство, которое осуществляет экспериментальную реализацию эффекта высоковольтного капиллярного электроосмоса для «холодного» испарения и диссоциации молекул воды вы увидите на Рис.1.

НОВЫЙ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКИЙ КАПИЛЛЯРНЫЙ СПОСОБ, ПОЗВОЛЯЮЩИЙ ПОЛУЧИТЬ ТОПЛИВНЫЙ ГАЗ ИЗ ВОДЫ

В самых первых опытах электрокапиллярной диссоциации разных жидкостей использовалась как обычная вода, так и ее растворы. Также были использованы водно-топливные эмульсии различных концентраций. Топливные газы были успешно получены во всех этих случаях, однако, стоит заметить, что все они были разными по составу и теплоемкости.

Технология электроосмотического испарения и диссоциация жидкостей: сначале наливают в емкость (1) водо- топливную смесь (эмульсию) (2), предварительно смачивают ею фитиль (3) и пористый испаритель (4). После этого необходимо включить источник напряжения – высоковольтного (6) и подать высоковольтную разность потенциалов (порядка 20кВ) к жидкости на некотором расстоянии от краев капилляров (фитиль (3) и испаритель (4)). Источник электрического поля необходимо присоединить через электроды (5-1) и (5), при этом пластинчатый дырчатый электрод (5) нужно разместить выше поверхности испарителя (4) на расстоянии, достаточном для предотвращения электрического пробоя между электродами (5) и (5-1). В итоге вдоль капилляров фитиля (3) и испарителя (4) под действием электростатических сил продольного электрического поля дипольные поляризованные молекулы жидкости будут двигаться из емкости к противоположному электрическому потенциалу электрода (5) (электроосмос). Электрические силы поля срывают молекулы жидкости с поверхности испарителя (4) после чего они превращаются в видимый туман, таким образом, жидкость переходит в другое агрегатное состояние, затрачивая на это минимальное количество энергии электрического поля (6). Далее по ним начинается электроосмотический подъем данной жидкости. При отрыве и столкновении испаряющихся молекул жидкости с молекулами воздуха и озона, а также с электронами в зоне ионизации между испарителем (4) и верхним электродом (5) происходит частичная диссоциация жидкости. В результате образовывается горючий газ, который далее поступает через газосборник (7), например, в камеры сгорания двигателя автотранспорта. Эксперименты показали, что изменение интенсивности процесса испарения и диссоциации молекул пара зависит от изменения расстояния электрода (5) от испарителя (4). Также эта зависимость обусловлена такими факторами как: изменением площади испарителя; видом жидкости; качеством капиллярного материала фитиля (3) и испарителя (4); параметрами электрического поля, а также источником напряженности (мощности) (6).

Первые же эксперименты на этой простой установке, которые происходили в 1986 году, показали, что «холодный» водный туман (газ) возникает из жидкости (воды) в капиллярах при действии высоковольтного электроосмоса вообще без видимых затрат энергии, а с использованием только потенциальной энергии электрополя. Этот вывод более чем очевиден, поскольку в процессе проведения экспериментов электроток был одинаковой величины и был равен току при холостом ходе источника энергии. Происходило испарение или нет, а величина напряжения тока была неизменной.

Проведенные опыты показали, что всего за 10 минут при капиллярном цилиндре диаметром 10 сантиметров, с помощью технологии капиллярного электроосмоса испарялся примерно 1 литр жидкости без каких-либо энергетических затрат. Таким образом, потребляемая электромощность – 10 Ватт – источника высоковольтного электрополя была постоянна вне зависимости от режима работы.

В ходе экспериментов было выяснено, что вся энергия, вся ее мощность ничтожно мала в сравнении с энергией испарения жидкости. Это объясняется тем, что мощность тратится только на создание электрополя и не увеличивается при капиллярном испарении жидкости за счет того, что работали ионный и поляризационный насосы. Как следствие, эффект холодного электрокапиллярного испарения жидкости – это самое экономичное расходование энергии. Энергетика этого процесса нами раскрыта еще не конца, однако уже ясно одно — «холодное испарение» и диссоциацию воды осуществляет потенциальная энергия электрополя. Точнее будет сказать, что процесс расщепления воды на кислород и водород, который мы видим, при капиллярном электроосмосе происходит именно за счет мощных электростатических сил Кулона этого электрополя большой силы.

Редактор: Удивительно не это, а то, как долго удерживаются стереотипы в сознании людей, усвоивших со школы постулат о том, что работа поля по замкнутому циклу равна нулю. Всем ясно, что поле может совершать работу, но если тело при падении с некоторой высоты ускоряется в потенциальном поле, и его кинетическая энергия растет, то обратный подъем тела на эту высоту тела потребует затрата энергии. Однако аналогия гравитационного поля с электрическим полем не является однозначной, поскольку электрическое поле может быть организовано лишь на части траектории движения ускоряемого тела. Электрическое поле может быть пульсирующим, его можно экранировать или менять направление на обратной части траектории таким образом, что поле всегда ускоряет тело. Отсюда появляется принципиальный вывод: суммарная работа потенциального поля по замкнутому циклу может быть не равна нулю. Этот вывод был ранее предложен Фроловым А.В. (статья была опубликована в США, Newsletter of the Institute New Energy, May 1994, стр. 1-4).

По большому счету, такой не совсем обычный электроосмотический насос-испаритель-расщепитель – это яркий пример вечного двигателя второго рода. То есть, высоковольтный капиллярный электроосмос жидкости обеспечивает за счет использования потенциальной энергии электрополя по-настоящему интенсивное и энергетически экономичное испарение и расщепление водных молекул на топливный газ.

Для повышенной диссоциации воды (молекул) на топливный газ нужно принудить целые молекулы воды соприкасаться между собой с силой удара, дробясь после этого на молекулы водорода и кислорода в дополнительном поперечном переменном поле (Рис.2).

На втором этапе диссоциации водных молекул используется энергия второго электрополя, а точнее, мощные электростатические силы, которые интенсифицируют колебательный резонансный процесс «соударения — расталкивания» молекул жидкости в виде водяного пара до той степени, когда эти молекулы разорвутся полностью и образуют молекулы горючего газа. Условия, при которых происходит оптимальная диссоциация жидкости, различаются в зависимости от вида жидкости. По отношению к которой происходит электроосмос, а также от характеристик капилляров и параметров самого электрополя. Эти условия продиктованы необходимой производительностью процесса диссоциации определенного типа жидкости. На рисунке 2 в мелочах показана функциональная структура устройства с двумя источниками электрополя. При предварительном разделении исходного материала – химически нейтральной воды – на химически активные составные, реализация технологии получения топливного газа из нее становится более реальной и возможной даже при температуре ниже 0. А это очень важно для транспортных средств, которые используются в холодное время года. Такая вода вообще не замерзнет даже при морозе около -30 градусов, а это означает, что установка по получению водорода из электроактивированной воды тоже может работать даже при минусовых температурах окружающей среды.

Это принцип дополнительного активирования воды показан на Рис.3., а обозначения элементов устройства приведены несколько ниже. Устройство на рисунке 3, в отличие от изображенных на рисунке 1 и 2, имеет дополнение – электрохимический активатор жидкости (3) с испарителями (4).

По своей производительности наша технология более прогрессивна и обладает более высокой производительностью по сравнению с известной и самой низкозатратной прогрессивной электрической технологией Стенли Мэйера [3], предназначенной для получения топливного газа из воды (ячейки Мэйера). Это можно объяснить тем, что электроосмотический эффект, который мы используем для испарения и диссоциации жидкости вместе с механизмом электростатического и ионного насоса обеспечивает как интенсивное испарение, как и диссоциацию жидкости, при минимальных и одинаковых с аналогом энергозатратах. Кроме того, отрыв молекул газа из диссоциативной зоны происходит еще эффективнее, с ускорением от края капилляров. Именно поэтому в данном случае эффект экранирования рабочей зоны вообще не образуется. А процесс генерации горючего газа не замедляется во временных рамках, как в известной технологии Мэйера, за счет чего производительность газа в данном случае при одинаковых затратах энергии будет на порядок больше, чем в аналогах.

Некоторые технико-экономические аспекты реализации новой технологии.

Предлагаемая нами новая технология превращения жидкости в топливный газ высокоэффективна и экономична. В короткие сроки ее можно довести до серийного выпуска высокоэффективных генераторов топливного газа, работающих на основе электроосмоса, при этом создающих топливный газ из любых жидкостей, даже из водопроводной воды. Особенно эффект будет заметен, если реализовать тот вариант установки по преобразованию водо-топливных эмульсий в горючий газ. Стоимость такой установки, которая создает топливный газ из воды. При этом производительность ее составляет 1000 кубометров в час, составит около 1 000 долларов США. При этом она будет потреблять при генерации газа не более 50 100 Ватт.

Именно поэтому такие компактные в размерах и эффективные в работе электролизеры топливного газа можно устанавливать практически в каждом автомобиле. Как результат, тепловые двигатели смогут работать не только от бензина. Но также от любой другой углеводородной жидкости и даже от обычной воды. Если внедрить эти устройства массово на автомобильный транспорт, то это приведет к тому, что произойдет резкое совершенствование транспорта, как в экологическом, так и в экономическом смысле. Кроме того, можно будет создать действительно экологически чистый и экономически выгодный тепловой двигатель. Ориентировочно финансовые затраты, которые потребуются на дальнейшую разработку, создание и довершение исследований первой в своем роде установки для получения топливного газа из жидкостей, в том числе и воды, производительность которой будет составлять 100 кубометров в секунду, доведение установки до разряда опытно-промышленного образца, составит около 450-500 000 долларов США. В эти финансовые затраты войдет следующее: затраты на создание проектов и дальнейшие исследования, себестоимость экспериментальной установки, стоимость стенда для апробации установки и доводки ее необходимого состояния.

ВЫВОД:
Электросмотическое «холодное» испарение и диссоциация воды и водных растворов через капилляры — это перспективный путь высокопроизводительного получения топливного газа при минимуме энергозатрат.
Литература:
1. Дудышев В.Д. Новая электроогневая технология — эффективный путь решения энергетических и экологических проблем //Жур.
2. «Экология и промышленность России» №3/ 97 г. Журнал «New Energy News», May 1994, (стр.1-5)
3. Стэнли Мейер, Патент США 4.936,961 Метод производства топливного газа

Дудышев В.Д.
д.т.н., профессор, чл-корреспондент Российской Экологической Академии ecolog@samaramail.ru http://www.intrasoft.ru/nizot