Александр Фролов - Новые источники энергии

• Название: Новые источники энергии
• Автор: Александр Фролов
• Жанр: Техническая литература

В книге представлены различные идеи и технические решения в области энергоснабжения. Рассматриваются схемы и принципы работы генераторов энергии, не зависящих от топлива, солнечной энергии и ветра. Конструктивные сведения даются читателю для экспериментальной проверки, поскольку исходная информация по данной теме, в некоторых случаях, не имеет официального достоверного подтверждения.

Книга предназначена для инженерно-технических специалистов и широкого круга читателей, интересующихся вопросами конструирования энергосистем, не требующих топлива.

Ваши комментарии и дополнения присылайте автору.

В книге более 200 схем, фотографий и рисунков.

Опубликованные материалы взяты из открытых источников, или присланы авторами.

---

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.

Рис. 221. Мембрана в роли генератора водорода

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.

Наконец, рассмотрим развивающийся проект по изучению методов эффективной генерации тепловой энергии в водородном реакторе замкнутого цикла. Проект был организован в моей лаборатории, в 2003 году, по инициативе Николаса Моллера (Nicholas Moller), компания Spectrum Investments, при 50 % финансовом участии сторон. Результаты работ также принадлежат обеим сторонам в равной степени. В 2010 году, интерес к проекту проявляла компания EADS, но согласование организационных вопросов по совместным исследованиям задерживается.

История данного проекта началась с того, что, изучив публикации по теме «атомарный водород», в том числе архивы компании General Electric за тот период, когда в ней работал известный физик Ирвин Ленгмюр, Моллер предложил мне построить и испытать экспериментальную установку, в которой мы сможем эффективно получать и сжигать (рекомбинировать) атомарный водород. Ирвин Ленгмюр, который в 1902 году занимался фундаментальными исследованиями по созданию надежных вольфрамовых нитей для ламп накаливания, обратил внимание на эффекты саморазогрева вольфрамовой спирали в атомарном водороде. Мы решили подробнее изучить данный вопрос, с целью получения избыточной тепловой энергии.

Необходимо уточнить, что во всех электролизерах, в большей или меньшей степени, кроме молекулярного водорода, на выходе присутствует некоторый процент атомарного водорода. Этот газ стали называть по имени Юлия Брауна (Yuli Brown), который исследовал факты избыточного тепловыделения при использовании такого газа в сварочных аппаратах или водородных резаках. Газ стали обозначать ННО или «газ Брауна», хотя, это обычный гремучий газ, Н2 и О, но с большим (до 20 %) содержанием атомарного водорода Н в смеси с кислородом О.

При обсуждении технического задания, мной было предложено не сжигать атомарный водород, а организовать замкнутый цикл его диссоциации и рекомбинации. Низкозатратные методы диссоциации водорода включают импульсный нагрев, электрический разряд в газе, возбуждение внешним электромагнитным излучением и другие способы воздействия на молекулярные связи. Для оптимальной рекомбинации необходимо использовать катализатор, например вольфрамовую поверхность. Образно говоря, атомам водорода легче «найти друг друга», если они притягиваются тяжелым атомом вольфрама, поэтому они лучше взаимодействуют друг с другом вблизи его поверхности. Оптимальными катализаторами рекомбинации водорода считают специальные полупроводники.

Теория процессов циклической диссоциации-рекомбинации учитывает вовлечение в процесс свободной энергии вакуума, то есть, участие эфирных частиц. При этом удается понять, «откуда берется избыточная энергия». Водород в данных процессах играет роль не топлива, а «транспорта», переносящего энергию из высокоэнергетического уровня вакуума на уровень инфракрасного (теплового) излучения. При рекомбинации атомов в молекулу, эта энергия высвобождается, и может быть нами использована. Эффективность цикла определяется затратами, то есть инженерным методом, применяемым для диссоциации газа. Аналогичные процессы происходят и в процессах «холодного синтеза» в воде, где также образуется атомарный водород и он рекомбинирует с выделением тепла. Этот подход подробно изложен в книге Виллияма Лайна (William Lyne «Occult Ether Physics»), письма и статьи которого опубликованы в журнале «Новая Энергетика», № 23, 2005 год.

Виллиам Лайн писал: «В действительности, реакцию атомарного водорода можно удовлетворительно объяснить, лишь ссылаясь на теорию эфира. Энергия процессов с использованием атомарного водорода зависит не от сжигания водорода с кислородом в воздухе, а от «атомарной» энергии, которая высвобождается, когда атомарный водород рекомбинирует и образует «обычный», двухатомный водород. Если Никола Тесла был прав, тогда и я прав в том, что энергия поступает из эфира. Я показал, что подводимая энергия в размере 103 калории на грамм-молекулу, каким-то образом, «увеличивается» примерно до 109000 калорий на грамм-молекулу водорода (умножается более чем в 1058 раз). Таким образом, я показал, что при использовании водорода в качестве «посредника» 103 калории – это начальная энергия (называемая «энергией активации»), приводящая в действие процесс, при котором атомарный водород извлекает 108897 калорий на грамм-молекулу из «эфира».

Виллиям Лайн, как и Николас Моллер, предлагали для экспериментов открытую схему сжигания атомарного водорода, в которой специальный теплообменник сможет поглощать избыточную тепловую энергию. Фактически, такая схема представляет собой водно-водородный резак металла, с теплообменником. Данный метод реализовать проще, чем метод замкнутого цикла, но в нем сложнее выполнить точные измерения получаемой тепловой энергии, с учетом всех тепловых потерь.

Молекулярный реактор, для изучения замкнутого водородного цикла, был спроектирован и изготовлен специалистами ООО «ЭЛТЕКС» НПО «СВЕТЛАНА», Санкт-Петербург. Нами был построен экспериментальный измерительный стенд, рис. 222.

Рис. 222. Схема реактора и фото испытательного стенда, 2003 год, ООО «Лаборатория Новых Технологий Фарадей»

Основная часть стенда – «молекулярный реактор», представляет собой обычную электронно-вакуумную лампу в керамическом корпусе, с бачком водяного охлаждения. Особенность конструкции – вольфрамовое покрытие на внутренней поверхности анода лампы, которое служит катализатором реакции рекомбинации. Катод был рассчитан на рабочее напряжение 12 Вольт и ток 100 Ампер, то есть примерно на мощность 1 кВт. Мы проводили исследования различных режимов, в том числе и импульсные режим нагрева (полупериоды) от сети 50Гц. Напряжение регулировалось с помощью мощного лабораторного трансформатора. В импульсе, катод выдерживал 14 Вольт. С помощью системы водяного принудительного охлаждения, включающей в себя насос, радиатор с вентилятором, и датчики температуры, мы получали точные значения генерируемой тепловой мощности. В проекте применялся вычислитель количества теплоты типа ВКТ, разработка и производство фирмы «Теплоком», Санкт-Петербург. Большую помощь в работе по данному проекту оказал Игорь Анатольевич Погоняйло.

Согласно Договора, после проведения экспериментов в Санкт-Петербурге, испытательный стенд был экспортирован во Францию. Проекты Моллера по данной теме, которые он проводил позже во Франции, называются MAHG (Moller Atomic Hydrogen Generator), они описаны в интернет, в частности на сайте Жана Луи Нода (Jean Louis Naudin) http://jnaudin.free.fr/.