Пристрій для одержання водню

Пристрій для одержання водню, що містить корпус з розташованими в ньому електродами та 29853 Для підтримання високого тиску при протіканні реакції, корпус пристрою виконано у вигляді посудини високого тиску та включає, для рівномірної взаємодії електроліту з поверхнею активної речовини, установлений у корпусі коаксіально та закріплений на кришці перфорований катод. Для ізоляції електродів один від одного та створення можливості проникнення електроліту активної маси анода до перфорованого катоду зі сторони корпусу прилягає пориста діелектрична прокладка. Для створення можливості хімічного зв'язування кисню, що виділяється у процесі реакції, в об'ємі активної речовини та виділення водню високого тиску на пасивному електроді, порожнина, що виконана між прокладкою та корпусом, заповнюється дрібнодисперсною речовиною, яка хімічно зв'язує кисень та утворює сумісно з корпусом анод. Для створення умов вільного іонного обміну та протікання електрохімічних процесів у об'ємі корпуса, весь його внутрішній об'єм заповнено електролітом. Таким чином, всі розпізнавальні ознаки пристрою є загально-необхідними та достатніми для досягання технічного результату і, в сукупності з ознаками обмежуючої частини, приводять до розв'язання поставленої задачі. На малюнку (фіг.) схематично зображено загальний вигляд пристрою. Пристрій для одержання водню містить виконаний у вигляді товстостінної посудини високого тиску корпус 1 з фланцем 2, в якому через шар діелектрика 3 установлена кришка 4. Розташований у корпусі 1 та закріплений на внутрішній стороні кришки 4, виконаний за формою, що відповідає конфігурації корпуса 1, перфорований катод 5, установлений коаксіально останньому так, що розділяє внутрішній об'єм корпуса 1 на внутрішню порожнину 6 та реакційну порожнину 7. Перфорований катод 5 може бути виконаний із нікелю або нержавіючої сталі. З сторони корпуса 1 до перфорованого катода 5 щільно прилягає пориста прокладка 8 з діелектричного матеріалу, наприклад, міпласту або азбесту. Реакційна порожнина 7, що утворена між корпусом та прокладкою 8, заповнена дрібнодисперсною речовиною, здатною хімічно зв'язувати кисень, в ролі якої можна використати суміш з губча того заліза з графітом, в яку впресовані металічні вкраплення з метою забезпечення підвищеної провідності активної маси. Порожнина 7 сумісно з корпусом 1 утворює анод, а весь внутрішній об'єм корпуса 1 заповнено електролітом, наприклад, 10% розчином NaOH, що проникає в усі структури елементів, які установлені в корпусі 1. Кришка 4 споряджена відвідним патрубком 9. Робота пристрою полягає ось в чому. При подачі електричного струму на електроди на зверненій до пористої діелектричної прокладки 8 біля поверхні перфорованого катода 5 відбувається розкладання електроліту, що міститься в порах прокладки 8 з виділенням газоподібного водню, який через отвори перфорації катода 5 надходить у внутрішню порожнину 6, накопичується в ній і під заданим тиском через патрубок 9 надходить до споживача. В активній речовині аноду відбувається реакція: 2ОН--е®1/2О+Н2О, в ході якої атомарний кисень, що вивільняється, окислює губчате залізо, що міститься в активній речовині, за реакцією: 2Fe+2О=2FeO. Сумарна реакція може бути записана у вигляді: Fе+Н2О=FeO+Н2. Кількість отриманого водню залежить від кількості активної речовини в об'ємі порожнини 7 та запасу електроліту в об'ємі корпуса 1. Приклад конкретного виконання Посудина високого тиску об'ємом 0,7 л з об'ємом внутрішньої порожнини 0,3 л заповнюється сумішшю губчатого заліза з графітом, що має дисперсність 30-50 мк. Як електроліт використовується 10% розчин їдкого лугу NaOH. Кількість заліза в активній масі становила 350 г. Густина струму в електроліті досягала 0,15-0,3 А/см 2 та більше при зміні напруги на електродах від –1,95 до 1,95 В. В той час, коли 70% заліза вступило в реакцію, виділялось 100 л водню з вихідним тиском 52 МПа. Для отримання більш високих ви хідних тисків водню, наприклад, 75 МПа, кількість заліза в активній масі збільшували, відповідно, до 700 г. Для повторної експлуатації установки можлива її регенерація шляхом електрохімічного відновлення окислу заліза (FeO) до заліза без розробки пристрою. Відсутність у запропонованій установці клапанів, мембран і іншої запірної та керованої апаратури дозволяє максимально спростити її конструкцію, підвищити експлуатаційну надійність та стабільність роботи установки, що зумовлено протіканням процесу отримання вихідного продукту з заданими параметрами, тому як швидкість вивільнення водню однозначно залежить від величини електроструму, що пропускається через пристрій. 2 29853 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3