Новые источники энергии

Итак, источник подает импульсы, до тех пор, пока не наступит диссоциация молекулы воды. Заметим, что до этого момента, между электродами нет тока проводимости, и нет затрат мощности от источника питания. Как писал Герловин, происходит «активация среды». Мейер пишет «молекулы воды растягиваются под действием электрических поляризующих сил». Это про постоянное электрическое поле поляризации… Второй фактор: импульсы «раскачивают» молекулы, как пишет автор, «растет уровень колебательной энергии молекул».

Итак, молекулу «растягивает» постоянное поле, а еще она «колеблется» под действием импульсного поля. Собственно, эти условия не включают каких-либо затрат на токи проводимости, и мощность потребления от первичного источника может быть минимизирована.

Далее, при появлении тока проводимости, схема измерения тока питания выявляет этот скачок тока, и запирает источник импульсов на несколько циклов, позволяя воде распадаться без затрат от источника питания. Длительность паузы регулируется вручную. Электролиз во время паузы идет «по инерции», и без затрат. Затем, начинается новый цикл импульсов, заряжающих конденсатор электролизера «ступенчатым методом», заставляющим молекулы «растягиваться и колебаться». Интересное и простое решение, так сказать «вытряхивающее эфирные связи» из молекулы воды, в результате чего, она распадается на атомы.

Замечания по конструкции: предлагаемое Мейером в патенте расстояние между пластинами равно примерно 1.5 мм. Потенциал в импульсе для схемы Мейера достигал десятков тысяч вольт (20 Киловольт и более), но так как ток был мал, то мощность потребления от первичного источника небольшая. Важно отметить, что импульсы короткие, в некоторых экспериментах последователей Мейера, отмечалась длительность импульсов 0.3 микросекунды. Это частоты воздействия на воду в диапазоне около 3 Мегагерц.

Мейер получал эффективность 17 к 1, то есть 1700 %. Современные эксперименты подтверждают эти заявления, хотя у разных авторов получаются разные результаты: от 200 % до 600 %. Патент Мейера подвергался трехлетнему испытанию и проверкам экспертов, в том числе военных специалистов США. Это подняло предоставленные автором патенты до уровня независимого критического научного и инженерного подтверждения того, что устройства фактически работают, как описано. Редкий случай! Обычно, авторы патентов излагают свою идею формально и весьма туманно. Стенли Мейер построил также электролизерный генератор газа, которого хватало для работы двигателя автомобиля, при питании от автомобильного аккумулятора, и демонстрировал его в поездках на тысячи миль. Сегодня сотни последователей развивают данную тему, начиная с добавки гремучего газа к топливно-воздушной смеси в целях экономии солярки, и заканчивая модернизацией двигателя автомобиля для работы только на водно-газовой смеси.

Интересная особенность разработки Мейера: он предлагал использовать лазер, для дополнительной активации воды в его схеме электролизера. Аналогичный метод, с применением «зеленого» лазера изучался японскими учеными. Возможно, воздействия фотонов, определенной частоты, на воду создает оптимальные условия для ее диссоциации. В сочетании с импульсами электрического поля, это дает повышение эффективности процесса.

Надо отметить, что ранее, аналогичные исследования в США вел Генри Пухарич (Andrija Henry K. Puharich). Он нашел специальные резонансные частоты расщепления воды, в частности 620 Гц, 630 Гц, 12000 Гц и 42800 Гц. Кстати, Джон Кили также указывал, что частота 42712,2 Гц является «частотой распада воды». Пухарич писал: «Молекулы воды разрушают вибрации частотой около 600 Гц». Добавляя к этому воздействию другие гармоники этой же основной частоты, он заставлял протон в атоме водорода «вращаться», что усиливало эффект. Сочетание «звуков нескольких частот», гармонирующих между собой, производило эффект распада воды при небольших затратах на электролиз. Современные конструкторы резонансных электролизеров называют частоту 600 Гц «частотой Пухарича». Напряжение в электролизере Пухарича достигало 40 киловольт, намного менее «уровня пробоя». При зазоре 5 мм между электродами конденсатора (пластины электролизера) пробой наступал при напряжении 150 киловольт. Исследовались разные частоты, в том числе и короткие импульсы с частотой 9,94 МГц. Эти условия Пухарича позволяли получать в 20 раз больше водорода, чем в обычном электролизере. Для детального изучения, рекомендую найти патент США № 4,394,230 от 19 июля 1983 года, автор Henry K. Puharich.

Развитие идей Мейера на качественно новом уровне получено группой исследователей, которыми руководит Сергей Анатольевич Петров. В данном случае, после «активации» электролизер переключается в режим работы аккумулятора, а с его электродов снимается электрический ток в накопительный конденсатор. Вырабатываемый при этом газ является побочным продуктом, который можно сжигать, либо вернуть в исходное состояние воды, применив известные топливные ячейки. Таким образом, электролиз воды из высокозатратного и дорогостоящего метода получения газа превращается в способ генерирования электроэнергии без внешнего источника питания, а также без расхода воды. Построен опытный образец, предлагается лицензия на данную технологию генерации электроэнергии или водорода. Для сравнения: стандартный процесс электролиза, который сегодня применяется в промышленных масштабах, требует 4–7 кВт/час электроэнергии на получение одного кубометра газа (кислорода и водорода). Технология Петрова позволяет получать это количество газа, затрачивая всего 10–20 ватт в час. У данной технологии есть большие перспективы коммерческого применения. При такой эффективности, в паре с топливной ячейкой, электролизер становится автономным источником электроэнергии, причем, вода не расходуется, циркулируя в данной системе.

Отметим еще одну важную особенность схемы Мейера: коаксиальные электроды. В схемах с плоскими электродами создаются другие условия для диссоциации воды. Цилиндрически или полусферические электроды, уже за счет оптимальной пространственной структуры электрического поля, обеспечивают высокую эффективность. Такие электролизеры или нагреватели воды работают в условиях объемного резонатора среды, в котором могут создаваться стоячие волны. Как писал Мейер, молекула воды в таких условиях «растягивается и колышется», а затем, распадается на атомы (газ).

Другой вариант: резонансный нагреватель воды Питера Дэви (Peter Davy), который был изобретен еще в 1944 году. Эффективность нагревателя достигает 2000 %. Автор не профессионал в электротехнике, он саксофонист. На фото рис. 219 показана схема и фотография нагревателя Дэви. Его теория основана на представлениях автора о звуковых резонансах. Питер Дэви демонстрировал свое изобретение на конференции в 2008 году, когда ему было 92 года. Фаза подключается на центральный электрод, ноль – на внешний. Используется обычная частота 50 Гц сети переменного тока, расстояние между электродами 2–4 мм регулируется изоляционной шайбой, устанавливаемой между электродами на оси, для настройки по минимуму потребления тока.

Рис. 219. Высокоэффективный нагреватель Питера Дэви

Данное изобретение Питера Дэви не относится к источникам энергии, или способам получения водорода, это «кипятильник», но мы можем себе представить его применение в промышленном масштабе для получения пара высокого давления из воды, который затем может вращать турбины электрогенераторов. При эффективности 20 к 1, этот простой метод позволяет создать автономный режим даже на примитивной паровой машине с электрогенератором.

Проверка в моей лаборатории была сделана на минимальном уровне затрат: два полусферических электрода от звонков старых телефонных аппаратов, разного размера. Измерялись затраты электроэнергии и теплопроизводительность. Получена эффективность около 400 %, не считая выделение газа.

Рассмотрим еще один пример: низкоамперный электролизер, патент России № 2227817, автор Профессор Филипп Михайлович Канарев, Краснодар. Фактически, устройство Канарева использует напряжение всего в 60 милливольт при силе тока 20 миллиампер. Отметим, что в лабораторных моделях электролизера Канарева также применяются конические и цилиндрические стальные электроды, как и в схеме Мейера. Ячейка низкоамперного электролизера представляет собой конденсатор, который заряжается при низком напряжении 1,5–2 Вольта, но при силе тока, значительно большей, чем 20 миллиампер. Затем, он постепенно разряжается под действием происходящих в нем электролитических процессов. В это время устройство потребляет очень мало энергии. Затраты энергии на получение водорода из воды, при низкоамперном электролизе Канарева, практически уменьшаются в 12 раз, а теоретически, могут быть снижены в 2000 раз (до 2 Ватт в час на производство одного кубометра водорода вместо обычных 4 кВт/час).

Другой простой способ эффективного получения горючей смеси газов из воды путем электролиза заключается в использовании специальных материалов электродов, между которыми в воде создана электрическая дуга. Фактически, это электрохимический процесс, идущий с выделением тепла за счет сгорания (расхода) материала, из которого изготовлены электроды. Большое практическое применение получили системы с угольными электродами, между которыми зажигается дуга. При работе, в большом количестве, и с минимальными затратами электроэнергии, образуются сгораемые газы СО и водород, но при этом происходит постепенный расход самих угольных электродов. Преимущество в том, что на выходе электролизера, в данном случае, нет гремучего газа, поэтому опасность взрыва уменьшается. Применение данной технологии, в настоящее время, производится изобретателями в частном порядке, для модернизации разнообразной техники, от газонокосилки до трактора и грузовиков, водители которых всеми методами снижают расходы на топливо (бензин и солярку).

В одном из вариантов такой конструкции, вместо угольного электрода применяется алюминиевый электрод (провод) с постоянной автоматической подачей его в область сгорания. Образуемый оксид алюминия периодически надо удалять из реактора.

Рассмотрим основы конструирования автономных электрогенераторов на базе стандартных двигателей внутреннего сгорания и электролизера. Важным условием безопасности таких систем является использование односторонних клапанов в газопроводах, а также хотя бы одной промежуточной емкости с какой-либо бензолосодержащей жидкостью (бензол, ацетон, спирт и т. п.), необходимой для того, чтобы пропускаемый через нее гремучий газ стал невзрывоопасным. В зависимости от типа жидкости, находящейся в данной промежуточной емкости, снижается температура горения газа. Схема подготовки водно-газовой смеси показана на рис. 220.

В двигатель подается вода, в распыленном виде (через форсунку), смешанная с воздухом и гремучим газом. Гремучий газ с выхода электролизера, должен пройти через клапан, а затем через распылитель аэратора на дне емкости с бензольной жидкостью. Мелкодисперсная распыленная вода, в сочетании с водородно-кислородной смесью, является отличным экологически чистым возобновляемым топливом.

Распыление воды (на рис. 220 не показано) может производиться различным способом, нагревом (горячий пар) или ультразвуковым излучателем, которые используются при создании холодного тумана в системах поддержания влажности помещений. Такая воднотопливная смесь может гореть не только в двигателе внутреннего сгорания, но и в любой котельной, а также использоваться на топливных электростанциях вместо солярки. Перспективы интересные: представьте себе, что все автономные электрогенераторы, силовые установки судов и мощные двигатели грузовиков, работающие сейчас на топливе могут быть модернизированы для работы на воде. Теоретических препятствий для этого нет. В таком случае, рынок автономных источников энергии ждут большие позитивные изменения.

Останавливают внедрение незнание технологии высокоэффективного резонансного электролиза, например, методов Мейера, а также сомнения по последствиям применения водно-топливной смеси для двигателей внутреннего сгорания (ржавчина, коэффициент детонации и т. п.) Все это требует практического изучения. В котельных меньше проблем с внедрением водно-топливных технологий, кроме трудностей с получением разрешения РОСТЕХНАДЗОРА на эксплуатацию таких энергосистем.

Предложенные методы получения дешевого водорода из воды можно будет использовать для создания промышленных электролизеров, которые найдут применение в будущей водородной энергетике. Очевидно, что на базе эффективных электролизеров, сжигая полученный газ в двигателе внутреннего сгорания или в газотурбинном приводе электрогенератора, представляется возможным создание электростанций любой мощности, а также транспорта, работающего на обычной воде.

Кстати, в Сочи начата программа по переводу всего городского транспорта на водород, а также строится водородная газотурбинная электростанция. В настоящее время, по проекту планируется привозной водород, но в будущем, его можно вырабатывать на месте из воды, используя для этого новые технологии, и затрачивая примерно 5 % электрической мощности, генерируемой электростанцией, на разложение воды в газ.

В некоторых частных случаях, такое применение воды в роли топлива уже началось. Американская компания GreenHomeHeaters продает технологию изготовления котельных для домашнего использования, работающих на воде. В данном случае, система не автономная, так как электролизер требует наличия внешнего источника электроэнергии. Смысл применить данную технологию есть, поскольку практические результаты ее внедрения говорят о том, что 400 Ватт электроэнергии дает возможность обогреть такой «водородной котельной» помещение площадью 100 квадратных метров. Экономия примерно в 10 раз, так как, обычно, для такого помещения требуется использовать нагреватель мощностью 5 кВт.

Необходимо отметить, что высокоэффективные методы разложения воды используют какой-либо секрет, то есть особенность технологии, существенный фактор… Например, всем известно, что вода кипит про 100 градусах по Цельсию, при обычном давлении. При пониженном давлении, вода закипит при небольшом нагреве. При определенном низком давлении, вода «кипит», то есть распадается на молекулы, при обычной комнатной температуре. Очевидно, что и электролиз воды будет происходить при различных условиях, если его организовать при пониженном или повышенном давлении.

Для случая использования соленой или морской воды, было найдено еще одно интересное решение. Химики из Пенсильванского государственного университета в США подтвердили, что инженеру Джону Канзиусу действительно удалось создать аппарат, позволяющий сжигать соленую воду. В аппарате Канзиуса, соленая вода подвергается воздействию радиоволн, которые ослабляют связи между ее компонентами и высвобождают водород. Возможно, это воздействие аналогично методу Пухарича, но для частот около 10 МГц. При наличии искры, водород воспламеняется и горит ровным пламенем, температура которого, как показывают эксперименты, может превышать 1600 °C. Автор подчеркивает, что процесс высвобождения водорода не является формой электролиза, имеет место другое явление, связанное с высокочастотным возбуждением соленой воды. Воду, по методу Канзиуса, не надо подвергать никакой специальной очистке, годится любая соленая вода (хотя разная соленость и разные дополнительно растворенные вещества влияют на температуру и окраску пламени), в том числе взятая непосредственно из моря. Это открывает большие перспективы. Соленая вода доступна почти в любом регионе Земли практически в неограниченном количестве, для окружающей среды аппарат безвреден: отходом производства является опять же вода. Автор подал заявку на патент по использованию соленой воды в качестве альтернативного топлива.

Из наиболее технологичных направлений получения водорода, необходимо рассмотреть «протонно-обменные мембраны» (proton exchange membranes PEM). Обычно, их применение в преобразователях энергии решает задачу получения электронов, например, в топливных элементах, подавая кислород и водород на вход, на выходе получают воду и электроэнергию. Проходя через мембраны, газ отдает свои электроны, и соединяется в воду. Однако, есть и другое применение мембран, «обратный процесс» сортировки протонов (атомарного водорода), который упрощенно показан на рис. 221.

Представим себе погруженную в воду трубку, нижний конец которой закрыт. Давление воды на стенки трубки зависит от высоты столба воды. Несущим материалом для стенок трубки может быть пористый диэлектрик, покрытый тонким слоем (пленкой) металла, пропускающего водород. Известны металлы, обладающие сродством к водороду, например палладий, платина, а также, менее дорогие титан и никель. При определенных условиях, внутри трубки будет собираться водород, который можно извлекать для практических целей. Трубки можно собрать в пучки, и такая установка будет компактной, а главное, не требующей затрат на получение водорода из воды. К недостаткам данного метода относится постепенное загрязнение мембран примесями воды, поэтому необходимо снижать себестоимость их производства. Новые перспективы данной технологии открываются при использовании нанотрубок нужного диаметра.

Отметим важный аспект внедрения топливных элементов: рост спроса на «технические металлы», обладающие сродством к водороду, а именно, палладий, платина, никель, титан. Эти химические элементы играют ключевую, стратегическую роль в развитии новой энергетики. Растет спрос – растет цена на сырье.

Существует и такой перспективный метод диссоциации воды на кислород и водород, как каталитический фотосинтез. Примером данной технологии являются работы Дана Нокера (Dan Nocera) в американском университете MIT. Как и при органическом фотосинтезе в природе, в реакции Нокера используется солнечный свет, двуокись углерода и вода, но энергия реакции не запасается в виде сахаров, как в растениях, а получается свободный водород. Технология называется ARPA-E. Получаемый водород можно преобразовать в электроэнергию с помощью топливного элемента, или просто «сжечь в котельной». Опытная установка Нокера уже демонстрируется, она производит 30 кВт в час, используя дистиллированную воду.