DE202008014315U1 - H2O converter - Google Patents

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Abstract

H2O-Konverter; Optimierung der Energieausbeute von Verbrennungsanlagen (gasbetriebene, Otto-, Diesel-, Ölkraftstoff betriebene Aggregate)
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels Elektrolyse das Medium Wasser, unter Hinzuführung eines Leiters chemisch in die Bestandteile „H" und „O" zerlegt wird.
H2O-Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Vorder- und Rückseite des Konverters jeweils eine nicht mit den leitfähigen Metallplatten verbundene Abdeckung zur Erhaltung der der Dichtigkeit angebracht ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Abdeckungen parallel zueinander leitfähige Metallplatten (Form, rund oder eckig) angebracht werden, die mittels dazwischen angebrachter Dichtungen (Form, entsprechend der leitfähigen Metallplatten), voneinander getrennt sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß die angebrachten leitfähigen Metallplatten mittels Zuleitungen (Stromversorgung) mit unterschiedlicher Polung „Plus" und „Minus" versehen werden.
dadurch gekennzeichnet,
daß die leitfähigen Metallplatten mit je zwei Öffnungen versehen sind, die dem Medium das Durchfließen ermöglichen.
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Abdeckungen (Vorder- und...H2O converter; Optimization of the energy yield of incinerators (gas-powered, petrol, diesel, oil-fueled units)
characterized,
that by means of electrolysis, the medium water, with the addition of a conductor is chemically decomposed into the components "H" and "O".
H 2 O converter according to claim 1,
characterized,
that at the front and rear of the converter is in each case a not connected to the conductive metal plates cover to maintain the tightness is attached.
characterized,
conductive metal plates (shape, round or square) are mounted between the covers in parallel with each other, separated from each other by means of gaskets (shape corresponding to the conductive metal plates) interposed therebetween.
characterized,
that the attached conductive metal plates by means of supply lines (power supply) with different polarity "plus" and "minus" are provided.
characterized,
that the conductive metal plates are each provided with two openings which allow the medium to flow through.
characterized,
that on the covers (front and ...

Description

Der H2O-Konverter spaltet mittels Elektrolyse die chemische Verbindung des Mediums Wasser (H2O) unter Einwirkung eines speziell errichteten elektrischen Stromfeldes in diverse Bestandteile auf.Of the H2O converter splits the chemical compound by means of electrolysis of the medium water (H2O) under the influence of a specially constructed electrical Electric field in various components.

Um die elektrolytische Auflösung dieses Mediums herbeiführen zu können sind einer bestimmten Bauart unterliegende Metalle, vorzugsweise Edelstahl, die über Zuführung von elektrischer Energie über Anode und Kathode arbeiten, notwendig. Die Anzahl der verwendeten Anoden bzw. Kathoden bestimmt die Menge der konvertierten Menge an Hydrogen und Oxygen. Ferner bedarf es einer Flüssigkeit (Elektrolyt), um die Leitfähigkeit und den Transport sowohl der Kationen, als auch Anionen gewährleisten zu können. Die im Rahmen dieser chemischen Konvertierung erhaltene Konfektion entspricht einer gasförmigen Substanz, bestehend aus Hydrogen und Oxygen, die sowohl brennbar ist, als auch einen energetisch hohen kalorischen Wert besitzt.Around the electrolytic dissolution of this medium to be able to are metals of a certain type, preferably Stainless steel, over feed from electrical energy over Anode and cathode work, necessary. The number of used Anodes or cathodes determines the amount of converted amount on hydrogen and oxygen. Furthermore, it requires a liquid (electrolyte), about the conductivity and to ensure transport of both cations and anions to be able to. The confection obtained during this chemical conversion corresponds to a gaseous Substance consisting of hydrogen and oxygen, both flammable is, as well as has an energetically high caloric value.

Die hier angewandte Form der Elektrolyse ist die Umkehrung der Vorgänge in einer Batterie, der Entladung eines Akkumulators oder des Betriebs einer Brennstoffzelle. Bei der Elektrolyse wird somit elektrische in chemische Energie umgewandelt. Besonders im Falle der Wasserzerlegung in Wasserstoff (Hydrogen) und Sauerstoff (Oxygen) ist das auch das Ziel der Elektrolyse.The The form of electrolysis used here is the reversal of the processes in one Battery, the discharge of a battery or the operation of a Fuel cell. In the electrolysis is thus electrical in chemical Energy converted. Especially in the case of water decomposition in hydrogen (hydrogen) and oxygen (oxygen) is also the goal of electrolysis.

Allgemeine ErklärungGeneral statement

Durch zwei Elektroden wird ein elektrischer Gleichstrom in eine leitfähige Flüssigkeit geleitet. An den Elektroden entstehen durch die Elektrolyse Reaktionsprodukte aus den im Elektrolyten enthaltenen Stoffen.By Two electrodes become a direct electrical current into a conductive fluid directed. At the electrodes caused by the electrolysis reaction products from the substances contained in the electrolyte.

Die Spannungsquelle bewirkt einen Elektronenmangel in der mit dem Pluspol (Anode) verbundenen Elektrode und einen Elektronenüberschuss in der anderen, mit dem Minuspol (Kathode) verbundenen Elektrode. Die Lösung zwischen der Kathode und Anode enthält als Elektrolyte positiv und negativ geladene Ionen. Die positiv geladenen Kationen wandern durch das Anlegen einer Spannung zur negativ geladenen Kathode. An der Kathode nehmen sie ein oder mehrere Elektronen auf und werden dadurch reduziert. An der Anode läuft der entgegengesetzte Prozess ab. Dort geben die negativ geladenen Anionen Elektronen ab, werden also oxidiert. Die Menge der an der Anode übertragenen Elektronen ist gleich der an der Kathode übertragenen.The Voltage source causes an electron deficiency in the with the positive pole (Anode) connected electrode and an excess of electrons in the other electrode connected to the negative pole (cathode). The solution between the cathode and anode contains as electrolytes positive and negatively charged ions. The positively charged cations migrate by applying a voltage to the negatively charged cathode. At the cathode they pick up one or more electrons and become thereby reduced. At the anode, the opposite process is running from. There, the negatively charged anions release electrons so oxidized. The amount of electrons transferred at the anode is the same the transmitted at the cathode.

Die Spannung, die zur Elektrolyse mindestens angelegt werden muss, wird als Zersetzungsspannung (Uz oder Ez) bezeichnet. Diese oder eine höhere Spannung muss angelegt werden, damit die Elektrolyse überhaupt abläuft. Für jeden Stoff, für jede Umwandlung von Ionen zu zwei oder mehratomigen Molekülen kann die Zersetzungsspannung, das Abscheidepotential anhand des Redoxpotenzials ermittelt werden. Aus dem Redoxpotential erhält man noch weitere Hinweise, wie zur elektrolytischen Zersetzung von Metallelektroden in Säure oder zur Verminderung von Zersetzungsspannung durch Abänderung des pH-Wertes. So lässt sich durch das Redoxpotential berechnen, dass die anodische Sauerstoffbildung bei der Wasserelektrolyse von Wasser in basischer Lösung (Zersetzungsspannung: 0,401 V) unter geringerer Spannung abläuft als in saurer (Zersetzungsspannung: 1,23 V) oder neutraler (Zersetzungsspannung: 0,815 V) Lösung, an der Kathode hingegen bildet sich Wasserstoff leichter unter sauren Bedingungen als unter neutralen oder basischen Bedingungen.The Voltage that must at least be applied to the electrolysis is referred to as decomposition voltage (Uz or Ez). This or a higher voltage must be created so that the electrolysis takes place at all. For each Fabric, for each Conversion of ions to two or polyatomic molecules can determines the decomposition voltage, the deposition potential based on the redox potential become. From the redox potential one receives further hints, as for the electrolytic decomposition of metal electrodes in acid or for reduction of decomposition voltage by modification of the pH. So lets calculate by the redox potential that the anodic oxygen formation in the electrolysis of water in basic solution (decomposition voltage: 0.401 V) takes place under lower voltage than in acidic (decomposition voltage: 1.23 V) or neutral (decomposition voltage: 0.815 V) solution the cathode, on the other hand, makes hydrogen lighter under acidic conditions Conditions as under neutral or basic conditions.

Sind in einer Elektrolytlösung mehrere reduzierbare Kationen vorhanden, so werden zunächst die Kationen reduziert, die in der Redoxreihe (Spannungsreihe) ein positiveres (schwächer negatives) Potential haben. Bei der Elektrolyse einer wässrigen Kochsalzlösung bildet sich an der Kathode normalerweise Wasserstoff und nicht Natrium. Auch beim Vorliegen von mehreren Anionenarten, die oxidiert werden können, kommen zunächst diejenigen zum Zuge, die in der Redoxreihe möglichst nahe am Spannungsnullpunkt liegen, also ein schwächeres positives Redoxpotential besitzen.are in an electrolyte solution several reducible cations present, so are the first Cations reduced in the redox series (voltage series) a more positive (weaker negative) potential. In the electrolysis of an aqueous saline solution forms usually at the cathode hydrogen and not sodium. Also in the presence of multiple anion species that are oxidized can, come first those that move in the redox series as close as possible to the voltage zero point lie, so a weaker possess positive redox potential.

Elektrolyse von H2O mit dem H2O-KonverterElectrolysis of H2O with the H2O converter

Die Elektrolyse von Wasser besteht aus zwei Teilreaktionen, die an den beiden Elektroden (Kathoden- und Anodenräumen) ablaufen. Das Gesamt-Reaktionsschema dieser Redoxreaktion lautet:
Wassere wird durch elektrischen Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten.The electrolysis of water consists of two partial reactions, which take place at the two electrodes (cathode and anode chambers). The overall reaction scheme of this redox reaction is:
Wassere is split by electricity into hydrogen and oxygen.

Die Elektroden tauchen in Wasser ein, welches durch die Zugabe eines Leiters (NaOH, KOH) besser leitend gemacht wird.The Electrodes dip into water, which by the addition of a Conductor (NaOH, KOH) is made more conductive.

Positiv geladene Oxonium-Ionen (H3O+) wandern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron aufnehmen. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoffmolekül vereinigen. Übrig bleiben Wassermoleküle.
Kathodenraum: 2H3O+ + 2e- → H2 + 2H2O oder auch: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-Positively charged oxonium ions (H3O +) migrate in the electric field to the negatively charged electrode (cathode), where they each receive an electron. Hydrogen atoms are formed, which combine with another H atom formed by reduction to form a hydrogen molecule. Remain water molecules.
Cathode space: 2H3O + + 2e- → H2 + 2H2O or else: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-

Der abgeschiedene, gasförmige Wasserstoff steigt an der Kathode auf, wobei der Kathodenraum basischer wird. Die negativ geladenen Hydroxid-Anionen wandern zur positiven Anode – soweit dies nicht durch die Teilung von Anoden- und Kathodenraum oder den Einsatz von Leitsalzen oder Ionenaustauschern verhindert wird – wobei sich negative Hydroxidionen mit Protonen zu Wasser neutralisieren oder sich an der Anode unter Elektronenabgabe zu Sauerstoff umwandeln.
Anodenraum: 4OH- → O2 + 2H2O + 4e- oder auch: 6H2O → O2 + 4H3O+ + 4e-The separated, gaseous hydrogen rises at the cathode, whereby the cathode space becomes more basic. The negatively charged hydroxide anions migrate to the positive anode - if not is prevented by the division of anode and cathode space or the use of conductive salts or ion exchangers - wherein negative hydroxide ions neutralize with protons to water or convert to oxygen at the anode under electron donation.
Anode space: 4OH- → O2 + 2H2O + 4e- or else: 6H2O → O2 + 4H3O + + 4e-

Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als Gas an der Anode auf, gleichzeitig wird der Anodenraum saurer. Die entstandenen Protonen wandern in Richtung Kathode – analog zu den Vorgängen im Kathodenraum.Also here the separated oxygen rises as gas at the anode, At the same time, the anode compartment becomes more acidic. The resulting protons migrate in the direction of the cathode - analog to the operations in the cathode compartment.

Verwendunguse

Die im Rahmen des oben beschriebenen Prozesses entstandene bzw. erhaltene Substanzen lassen sich mittels Vermischung mit z. B. einem weiteren Energieträger (fossile oder pflanzliche Brennstoffe), aber auch als Einzelbestandteil sowohl in Verbrennungs- aber auch druckbetriebenen (Wasser, Luft, Wärme) Maschinen in Arbeit umsetzen.The in the context of the process described above Substances can be mixed by mixing with z. B. another fuels (fossil or vegetable fuels), but also as a single component both in combustion but also in pressure (water, air, Warmth) Implement machines in progress.

Ferner können die, mittels dieses Prozesses erhaltenen Gase unter Berücksichtigung einer gleichzeitigen Reduktionen von z. B. fossilen Brennstoffen, bei gleichbleibender Leistung, sowohl zu einer effizienteren Ausbeute und Verbesserung der Energiebilanz führen, als auch den Schadstoffausstoss zu reduzieren. Die Einsatzmöglichkeiten von z. B. herkömmlichen Stoffen wie Otto- oder Dieselkraftstoff, Pflanzenöl, Heizöl, Erd- oder Flüssiggas unter Beimischung der mittels Elektrolyse entstandenen Gase ist realistisch und führt zu den b. e. Ergebnissen. Reduzierung des Verbrauchs fossiler und pflanzlicher Brennstoffe bei gleichbleibender Leistung in Verbindung mit einer Reduktion des Schadstoffausstosses.Further can taking into account the gases obtained by this process a simultaneous reductions of z. As fossil fuels, at consistent performance, both to a more efficient yield and improve the energy balance, as well as the pollutant emissions to reduce. The possible uses from Z. B. conventional Substances such as petrol or diesel fuel, vegetable oil, fuel oil, natural or LPG with admixture of gases produced by electrolysis is realistic and leads to the b. e. Results. Reducing the consumption of fossil and herbal fuels at constant power in conjunction with a reduction of pollutant emissions.

Die Einsatzmöglichkeiten der erhaltenen Gase sowohl als Einzelbestandteil, aber auch in Kombination bereits erwähnter brennbarer Stoffe führen zu einer grundsätzlichen Optimierung vorhandener Wirkungsgrade bzw. expotentieller Steigerung der Leistungs- und Energieausbeute.The applications the gases obtained both as a single component, but also in combination already mentioned lead combustible materials to a fundamental Optimization of existing efficiencies or expotential increase of Power and energy yield.

Claims (1)

H2O-Konverter; Optimierung der Energieausbeute von Verbrennungsanlagen (gasbetriebene, Otto-, Diesel-, Ölkraftstoff betriebene Aggregate) dadurch gekennzeichnet, daß mittels Elektrolyse das Medium Wasser, unter Hinzuführung eines Leiters chemisch in die Bestandteile „H" und „O" zerlegt wird. H2O-Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorder- und Rückseite des Konverters jeweils eine nicht mit den leitfähigen Metallplatten verbundene Abdeckung zur Erhaltung der der Dichtigkeit angebracht ist. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Abdeckungen parallel zueinander leitfähige Metallplatten (Form, rund oder eckig) angebracht werden, die mittels dazwischen angebrachter Dichtungen (Form, entsprechend der leitfähigen Metallplatten), voneinander getrennt sind. dadurch gekennzeichnet, daß die angebrachten leitfähigen Metallplatten mittels Zuleitungen (Stromversorgung) mit unterschiedlicher Polung „Plus" und „Minus" versehen werden. dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Metallplatten mit je zwei Öffnungen versehen sind, die dem Medium das Durchfließen ermöglichen. dadurch gekennzeichnet, daß an den Abdeckungen (Vorder- und Rückseite) Öffnungen vorhanden sind, die mit Schläuchen versehen, sowohl den Zufluß des Wassers aus dem Vorratsbehälter in den Konverter ermöglichen, wie auch das Abströmen der mittels Elektrolyse erhaltenen Gase „H" und „O" in den Gasbehälter. dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorratsbehälter, in welchem das Wasser bevorratet wird, mittels Schlauch mit dem Konverter verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasbehälter mittels Schlauch mit dem Konverter verbunden ist, der die entstandenen Substanzen „H" und „O" bevorratet. dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gasbehälter ein weiterer Schlauch zu dem zu betreibenden Aggregat hinführt, um das erhaltene und bevorratete Gas „H" und „O" zu diesem zu transportieren. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schlauch, welcher die Verbindung zwischen Gasbehälter und Aggregat darstellt, ein Rückschlagventil angebracht ist, welche den Fluß der Gase ausschließlich in die Richtung zum betreibenden Aggregat ermöglicht.H2O converter; Optimization of the energy yield of incinerators (gas-fired, petrol, diesel, oil-fueled units) characterized in that by means of electrolysis, the medium water, with the addition of a conductor is chemically decomposed into the components "H" and "O". H 2 O converter according to Claim 1, characterized in that a cover, which is not connected to the conductive metal plates, is attached to the front and rear sides of the converter for maintaining the tightness. characterized in that between the covers parallel to each other conductive metal plates (shape, round or square) are attached, which are separated by means of interposed seals (shape, corresponding to the conductive metal plates). characterized in that the attached conductive metal plates by means of leads (power supply) with different polarity "plus" and "minus" are provided. characterized in that the conductive metal plates are each provided with two openings which allow the medium to flow through. characterized in that on the covers (front and back) openings are provided which provide with hoses, both allow the inflow of water from the reservoir into the converter, as well as the outflow of the gases obtained by electrolysis "H" and "O "in the gas container. characterized in that a storage container, in which the water is stored, is connected by means of hose to the converter. characterized in that a gas container is connected by means of hose to the converter, which stores the resulting substances "H" and "O". characterized in that from the gas container another hose leads to the unit to be operated to transport the obtained and stored gas "H" and "O" to this. characterized in that in the tube, which is the connection between the gas container and the unit, a check valve is mounted, which allows the flow of gases exclusively in the direction of the operating unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103195199A (en) * 2013-04-08 2013-07-10 江苏南方雄狮建设工程有限公司 Photoelectric curtain wall

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