Спосіб та пристрій для одержання електричного струму

1. Спосіб одержання електричного струму шляхом розподілу зарядів в стр умені рухомого газу взаємодією з твердими поверхнями і отриманням електричного сигналу, що знімається, який відрізняє ться тим, що процес здійснюють пропусканням струменя електроннодонорного газу при температурі не нижче 150°С над поверхнею твердих акцепторів електронів, якими служать напівпровідники або органічні -електронні речовини, наприклад пігменти. 2. Пристрій для одержання електричного струму, що складається з труби для формування рухомого струменя газу з вмонтованими електрогенеруючими і струмоприймальними елементами, який від різняється тим, що в трубі з електроізолюючого матеріалу розміщені попарно електроди двох типів: аноди, вкриті твердими акцепторами електронів, якими служать напівпровідники або органічні -електронні речовини, наприклад пігменти, і катоди з термостійкого електропровідного матеріалу, які розташовані далі за ходом струменя електроннодонорного газу. З. Спосіб і пристрій за пп. 1, 2, які відрізняються тим, що як струм електроннодонорного рухомого газу використовують наприклад перегріту водяну пару, пари аміаку, спирту, простих е фірів, їхні суміші з перегрітою водяною парою; гази, що відходять, наприклад вихлопні суміші, які містять перегріту водяну пару. 4. Спосіб і пристрій за пп. 1, 2, які відрізняються тим, що для підвищення створюваної напруги процес проводять в присутності каталізатора, який використовують в складі твердого акцептора електронів. Винахід відноситься до нетрадиційних методів одержання електричного струму і розробки пристроїв для здійснення цього процесу. Може знайти застосування в якості джерела електрики для стаціонарних установок з рухомим струменем газу, рухомих установок або засобів, наприклад, транспортних або тих,. що транспортують, використовуючи для цієї мети гази, що транспортуються або ті, що відходять, наприклад, димові, вихлопні й т. п. Відомий генератор Фалкова, який передбачає одержання електричного струму за ракунок потоку газу (повітря) створюваного рухом транспортного засобу, на складених пьезоелементах в формі хвилеподібних пластин, розташованих із зазором в корпусі генератора, обладнаного спрямовуючими раструбно-щілинними пристроями і принаймні одним крилом модифікації кута атаки потоку. При переміщенні транспортного пристрою по дорозі або повітрю потік робочого тіла (газ або пар) надходить в корпус генератора, розташованого на цьому пристрої, крізь раструбно-щілинний пристрій, призводить до руху матеріала пьєзоелемен тів (вібрація, деформація), які виробляють електричний сигнал, що знімається струмоприймачами [1. СССР а.с. №613421, MKИ Н01L 41/08, надруковано в БИ .№24 від 30.06.78 - прототип]. В генераторі Фалкова електрика буде вироблятися за рахунок збільшення опору повітря рухові транспортного засобу; тобто зниженню ККД самого засобу, основною функцією якого є здатність пересуватися з максимально високим ККД. В основу винаходу спосіб та пристрій для одержання електричного струму поставлена задача вдосконалення засобу і пристрою шляхом пропускання струменя електронодонорних газів над поверхнею твердих акцепторів електронів при підвищенні температури за допомогою пристрою для формування струменя газу, що рухається, з електроізолюючого матеріалу; в якому вмонтовані електростворюваної й струмоприймальі елементи, що дозволяє забезпечити одержання електричної енергії, як додаткової, водночас з виконанням рухомими газами їхньої основної функції, або після такого виконання. Технічній результат досягається: за рахунок A (19) UA (11) 45719 (13) p p 3 45719 4 здійснення способу одержання електричного туючі тр убопроводи неможлива. струму шля хом розподілу зарядів в струмені рухоЗапропоновані спосіб та пристрій для мого газу; взаємодією з твердими поверхнями і oдержaння електричного струму ілюструються отриманням електричного сигналу, що знімається, наступними прикладами. за способом, процес здійснюють пропусканням Приклад1. Кврцеву тр убку діаметром 30мм, струменя електронодонорного газу при темперадовжиною 1200мм розміщюють в трубчастій електурі не нижче 150°C над поверхнею твердих акцетричній печі під невеликим ухилом з таким розрапторів електронів, в якості яких служать напівпрохунком, щоб верхній край трубки був поможливості коротший. Піч обладнана регульовавідники або органічні p -електронні речовини, ним підігрівом, а між сітками трубки та печі встанаприклад, пігменти; для підвищення створюваної новлена термопара. До верхньої частини тр убки напруги процес проводять в присутності каталізаприєднують джерело насиченої пари. Ділянка трутора, який застосовують у складі твердого акцепбки на відстані 10-300мм від верхнього краю слутора електронів, в якості струменя електронодожить зоною перегріву пари, на відстані 400-500мм норного рухомого газу використано, наприклад, місіться анод що являє собою металеву лодочку з nepeгріту водяну пару, пари аміаку, спирту, просмідної або алюмінієвої фольги місткістю 3-5см 3, а тих е фірів, їхні суміші з перегрітою водяною паділянка - 500-600мм - місце катоду, який являє рою; гази, які виходять , наприклад, вихлопні сумісобою виток мідної сітки площею 30см 2. Анод і ші, що містять перегріту водяну пару. Спосіб катод ізольованими провідниками приєднують до здійснюють за допомогою труби для формування клем конденсатора. Заздалегідь в холостому дорухомого струменя газу, з вмонтованими електросліді встановлена температурна поправка в показгенеруючими й струмоприймальними елементами, никах термодатчиків у міжтрубному просторі та в - та пристроєм, в трубі з електроізолюючого матезоні очікуваного генерування електричного струму. ріалу розміщені попарно електроди двох типів, При 350°С ι швидкості подачі пари 0,25г/хв. Різнианоди, вкріті твердими акцепторами електронів, і ця в по-казниках термодатчиків склала мінус 10°С. катоди з термостійкого електропроводячого матеВ лодочці з мідної фольги розміщюють 1,5г диріалу, розташовані далі за ходом струменя електіміду перилен-3,4,9,10-тетракарбонової кислоти ронодонорного газу. (диіміда ПГК) [Pigment Violet 29, Cоlour index Спосіб, що пропніується передбачає викорисinternational, The Socitty of D yers and Cbolourists, таняя кінетичної й теплової енергії газів в період Bredford, England, 1997] з наважкою на його поабо після виконання основної функції. Він базуєтьверхню 0,1г однохюристою міддю, та вносять в ся на розподілі електричних зарядів електронодокварцеву трубку установки в зону генерування норного газу, що проходить на поверхні твердого атектрики при темпфатурі 150°C. Використовуююакцептора електронів,властивостями акцептора чи лодочку з наважкою пігменту в якості аноду; сприймати і частково накопичувати електрони. встановлюють в кварцовій трубці на рівні 500Розподіл зарядів настає внаслідок одноелектрон600мм від верхнього краю катода, і з'єднують обиного переносу заряду від газу на гюверхню акцепдва електрода з клемами конденсатора і ведуть тора електронів. Тут же заряд накопичується в підігрівання, вимірюючи напругу на клемах конкристалі у формі аніон-радикалів. Подібні згустки денсатора через кожні 20 хвилин мультиметром енергії можуть розглядатися як ексиплекси. ПозиДТ-830В. В процесі вимірювання настає розряд тивні заряди-дірки· виносяться струменем пари. конденсатора. Кінетичні дані залежності напруги Накопичення аніон-радикалів в кристалі пігменту від температури перегрітої пари й тривалості обможе бути візуалізовано на основі пірофорносгті робки ілюструють таблиці 1 і 2. спалахування зразка при переміщенні його в повіПриклад2. Змішують 1,5г індантрона [Pigment трянe середовище, за спекторами ЕПР (елекBlue60] з 0,3г мідного порошку, одержану сумнії тронного паромагнітного резонансу), або вимірювносять в лодочку аналогічно описаному в приванням напруги на електродах звичайними кладі1 і спостерігають кінетичну залежність наросзacoбaми. В останньому випадку електродами тання напруги від природи твердого акцептору служить металева підставка, на поверхню якої електронів і умов експерименту. Результати в табнанесений органічний пігмент (анод) або напівпролиці2. відник (анод) і металева сітка (катод), що міститьПриклад3. Два грами (2,0г) пігменту зеленого ся в тр убі за ходом струменя пари. фталоціанінового [Pigment Green7] размішують в Для ρеалізації способу пропонується пристрій, мідній лодочці установки згідно прикладу1, підвиякий включає термостійку ізолюючу тр убу, κρίзь щують температуру до 300°С, ведуть обробку яку при підвищеній температурі може пропускатипродукту перегрітою парою з одночасним вимірюся епектронодонорий газ. Нa внутрішній стінці труванням напруги, що генерується. Отримана залеби закріплено анод і катод, з'єднані в зовнішній жність наведена в таблиці2. електричний ланцюг. У випадку використання в Приклад4. Пластинку з кремнію напівпровідниякості електронодонорного газу вихлопних газів кової кваліфікації масою 0,45г, площею 0,4см 2 двигунів вн утрішнього згоряння, ділянку труби, розміщюють в трубку аналогічно описаному в припризначену для генерування струму, виробляють кладі1. Величина напруги після прогріву протягом більшого діаметру, щоб не наступло зниження 120хв. при 350°С склала 39мВ (див. табицю2). потужності двигуна внаслідок збільшення опору Приклад5. Використовуючи в якості джерела вихлопу. насиченої пари колбу, розігрівають в ній 300мл За допомогою відомого пристрою [1, протопиводи до кипіння за прикладом1. Спостерігають пу] добитися такого ефекту не вдається, оскільки генерування електричної напруги в струмені перейого габарити великі, настанова його на транспор 5 45719 6 грітої водяної пари. При цьому за 20хв. накоші перегрітих парів води і спирту від умов експепичується напруга в 10мВ. Після цього з крапельрименту подано в таблиці2. ної лійки, обладнаної трубкою для подачі рідини Як бачимо з таблиць 1 і 2, напруга струм у; що під поверхню киплячої води, рівномірно зі швидкісгенерується має складну нелінійну залежність від тю 0,5мл/хв, подають водний 25% розчин аміаку. природи електронодонорного газу; властивостей При цьому збільшують нагрів колби настільки, щоб та кількості твердого акцептора електронів, зросінтенсивність випаровування не зменшувалася, та тає з підвищенням температури і тривалості попезалишалася на рівні 0,25 г/хв. реднього прогріву. Для підвищення напруги, що Підвищуючи температуру в зоні генерування генерується процес проводять в присутності катанапруги, спостерігають кінетичну залежність зрослізаторів. тання напруги в суміші перегрітих парів води і аміТаким чином, запропоновані спосіб та пристрій аку. Результати в таблиці2. для одержання електричного струму за допомогою Приклад6. Аналогічно описаному в прикладі5, струменя електронодонорного газу, що буде реаз тією лише різницею, що з крапельної лійки полізовано в системах з рухомими потоками, в тому дають етиловий спирт-ректифікат зі швидкістю числі і вихлопними газами; дозволять поліпшити 2мл/хв. Залежність наруги, що генерується в суміекологію і показники ресурсозбереження. Таблиця1 Залежності напруги, що генерується від температури і тривалості обробки перегрітою водяною парою L Приклад 1 Електронодонорний газ / твердий акцептор електронів Водяна пара /Диімід ПТК/ Iac від початку обробки, хвилини. 0 40 60 80 100 120 140 160 Температура, °С Напруга, MV 150 190 230 250 300 350 400 400 0 10 104 198 220 385 380 430 Таблиця2 Залежність напруги, що генерується при 350°С від умов експерименту №№ Прикладу Електронодо норний газ 1 Перегріта водяна пара 2 -« 3 -« 4 -«Суміш води з аміаком Суміш води зі спиртом 5 6 Твердий акцептор електронів Каталізатор Тривалість попереднього нагріву, хвилини. Величина напруги, що генерується, мВ Найменування Кількість, г Пігмент фіолетовий периленовий Пігмент синій антрахіноновий (індантрон) Пігмент зелений фталоціаніновий Кремній Пігмент фіолетовий периленовий Пігмент фіолетовий периленовий 1,5 CuC 100 385 1,5 Cu-пошок 100 96 2,0 Немає 60 170 0,4 Немає 120 39 1.0 Немає 80 150 1.0 Немає 80 180 ДП «Український інститут промислов ої в ласності» (Укрпатент) вул. Сім’ї Хохлов их, 15, м. Київ , 04119, Україна (044) 456 – 20 – 90 ТОВ “Міжнародний науков ий коміт ет” вул. Артема, 77, м. Київ , 04050, Україна (044) 216 – 32 – 71