Электролиз в наночастицах водяного пара

К энергоэкономному производству «зеленого» водорода для безуглеродной энергетики

Ким С.Г., д.х.н., академик ЕАЕН. академик МАФО,

Мамбетерзина Г.К., к.х.н., академик ЕАЕН, Григоров В.А., инженер-конструктор

Аннотация

Классический, широко применяемый электролиз воды даёт «отрицательное энегопроизводство». Потому что энергия от сжигания получаемого водорода меньше затрачиваемой на электролиз электроэнергии. Для реализации «положительного энергопроизводства» предлагается высоковольтный низкоточный (…мА) электролиз в наночастицах водяного пара. Рассматриваются технологические схемы «положительного энергопроизводства» на электролизе в наночастицах водяного пара.

Ключевые слова: климатическая катастрофа, наночастицы, электролиз, «зелёный» водород,

ELECTROLYSIS IN WATER STEAM NANOPARTICLES

(to the energy-efficient production of «green» hydrogen for carbon-free thermal power engineering in the face of a catastrophic Warming of the Earth’s climate)

Kim S.G., Doctor of Chemical Sciences, Academician of the EANS. Academician IAME, Mambeterzina G.K., Ph.D., Academician of the EANS, Grigorov V.A., design engineer

Abstract

The classical, widely used electrolysis of water gives «negative energy production». Because the energy from the combustion of the produced hydrogen is less than the electricity expended on electrolysis. For the implementation of «positive energy production» proposed high-voltage but low-current (…mA) electrolysis in nanoparticles of water vapor. Technological schemes of «positive energy production» at electrolysis in nanoparticles of water vapor are considered.

Key words: climatic disaster, nanoparticles, electrolysis, «green» hydrogen.

Россия в мировом походе на «зелено»-водородную энергетику

Развитые страны Западной Европы, Северной Америки, а также Япония, Южная Корея, Китай осваивают «зелено»-водородную энергетику. В таком, можно уверенно говорить, мировом энергетическом тренде Россия, как мировая энергетическая держава не может остаться в стороне. В России разработан комплекс мер поддержки водородной энергетики, сформирована необходимая правовая и исследовательская база. Об этом говорится в плане мероприятий по развитию отрасли до 2024 года, утверждённом Председателем Правительства Михаилом Мишустиным в Распоряжении от 12 октября 2020 года №2634-р и Распоряжении от 05 августа 2021 года №2162-р.

«Зеленый» водород в отличие от «чёрного», «серого» и «голубого» водородов, получаемых из угля и природного газа, производят классическим электролизом воды. Электричество для электролизёров генерируют солнечными батареями, ветряками, ГЭС, приливными электростанциями на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ) и атомных электростанциях. «Зеленый» водород будет использоваться топливом тепловых электростанций в производстве тепла и электричества, значительная доля которого и в промышленности, и на транспорте, и в сельскохозяйственном производстве, в социальной сфере, и в быту преобразовывается в тепло.

В настоящей же работе «зеленый» водород предлагается получать специальным электролизом в наночастицах воды (водяного пара) при высокой напряжённости электрического поля. Научное обоснование такого специального электролиза в наночастицах водяного пара изложено в научных изданиях ( один из них: Наноструктурирование в паро-газовой среде (к генерации кислорода и водорода ) опубликован на этом же портале новостей науки, техники и технологий.

Лабораторные исследования показали, что при специальном электролизе в наночастицах водяного пара затраты электрической энергии намного меньше, чем при классическом электролизе жидкой воды (до 20 раз).

1. При классическом электролизе воды и использовании получаемого «зелёного водорода» в качестве топлива в тепловых электростанциях получается «отрицательное энергопроизводство», т.е. энергия от горения такого водорода меньше затрачиваемой электроэнергии на электролиз воды.

2. Электролиз в наночастицах водяного пара удешевляет «зелёный водород», что ведёт к «положительному энергопроизводству». Снижение же цены «зелёного» водорода только в 10 раз позволяет всю тепловую электроэнергетику перевести на «зелено»-водородное «положительное энегопроизводство». Это позволит перевести всю мировую тепловую электроэнергетику на «положительное энергопроизводство», а России экспортом Российского «зеленого» водорода и оборудования для его производства сохранить статус мировой энергетической державы.

Всемирный Совет по водороду утверждает, что при цене «зеленого» водорода в 10 раз ниже нынешних, в Мире может произойти полная замена угле-углеводородного топлива на «зеленый» водород.

А что же с громадными Российскими залежами углей и природного газа?

Россия огромна, огромны и залежи углей, природного газа, на 1000 и более лет нарастающего энергопроизводства с развивающейся промышленной добычей и транспортировкой. Что же с ними? Захоронить навсегда в грядущем «зелено»-водородном Мире? Это очень неразумно (убыточно)!

Более того, работы лишатся сотни тысяч, возможно, миллионы людей. Это – гуманитарная катастрофа!

Чтобы сохранить угле-углеводородную энергетику необходимо сильно сократить выбросы углекислого газа в атмосферу. А лучше использовать его как бесплатное топливо в тепловых электростанциях. Возможно ли такое?

Возможно, если совместить наноструктурирование в парогазовой среде с электролизом. Такая возможность изложена в статье (Углекислый газ из труб – выгодное топливо) на этом же портале. Для этого требуется в тепловой электростанции на угле-углеводородном топливе совместить наноэлектролизёр с специальным модулем разложения углекислого газа в электрическом поле высокой напряженности.

Блок-схема наноэлектролизёра представлена на рисунке:

Таким образом, одним «наноэлектролизёром» между топкой тепловой электростанции и её трубой можно сократить выбросы углекислого газа в атмосферу.

Пандемия остановится, экономика восстановится. Всё пройдёт, и грядёт … век новой энергетики (ab-news.ru)