专利名称：一种节能高效制氢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制氢技术，具体地说是一种节能高效制氢装置。
技术背景目前制氢多以普通电解水为主，将水通过电解直接变为氢气和氧气，但效率很低；另外是电解海水制氢，但也存在效率较低问题；还有是水的热分 解制氢，其能耗高，安全性差。 一般电解水是来自水电站的电机，发电机不 仅可以发电，而且还有很多多余的磁场没有利用到，但目前没有对水电站的 电解水进行直接的应用。 发明内容本实用新型的目的是提供一种直接利用发电机电能来电解水，利用电机 中的磁能进行制氢的节能高效制氢装置。本实用新型的技术方案为直接利用发电机发出的电能与内部磁能电解 水，采用磁场能迫使带电离子在其中偏转的原理，使水中的H"与OIT分开到 电解槽两极，增加两极H"离子浓度与OHT浓度，从而加快水电解速率，高效 制氢。具体的制氢装置的结构为用一条水管(可用管壁薄的塑料水管压成长方形)，在管的左右两边各放 入一铜片并粘紧在管的内外壁上，使外壁铜片为一、内壁铜片为+与导线连接， 开两个小口将导线引出，在开口处插入两根导管，水管为密封环形；用若干 马蹄形磁铁通过磁铁架固定在电动机转轴上或发电机的叶轮轴上，上为N极， 下为S极，电动机竖直放置，将环形水管装入，使水管正好处于马蹄形磁铁N 极和S极中央(保证磁铁N极S极可以在水管的上下方转动)，水管上方对N 极，下方对着S极，将两根导管(氢气和氧气导管)置入集气装置。采用电解水的方法，应用原理如下H20是一种极弱的电解质，在其内 部有如下电离平衡H20-tT+OH—，该电离过程为一动态平衡，水分子在电 离过程中生成JT和0H—的同时，tf和OH—也在结合生成H20;若将IT和0H 一迅速分开，使产物H+与OH—不再相遇，那么水的离子化速度将大大增快 另一方面，H+与OH—分别向不同方向聚集之后，在两端聚集的区域，H+和OH—浓度将高于普通情况，从而使水电离的程度随之提高，使水的离子积(Kw) 升高。磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷定向移动形成的，又因为0H 一和H+所显电性不同，故当OH—和H+运动在相同磁场作用下各自受到方向彼 此相反的两个力(即洛伦兹力)，从而OH—和H+会因受到不同方向的力而向不 同方向聚集。若离子所显电性不一样，则电量(q)有正负之分，代入表达式 F-qvB力将其分开，破坏水解平衡。所以可以通过磁场运动，使静止的水中 的H+与0H—相对于磁铁有相对速度，从而分别受到相反的两个力，使OH—和 H+相对地分开，使得溶液中央离子积下降，打破水电离的动态平衡，使OH— 和H+分别向两个方向聚集(电极两端离子浓度升高)，达到提高电解水的速率 与节能的目的。本实用新型的节能高效制氢装置直接利用发电机中电解水和磁力，不仅 直接利用了电能电解水，也利用电机中的磁能。与普通方法相比，在用电能 的同时，利用了磁能，达到了高效、节能的目的。本实用新型构思新颖，用 物理学中的洛伦兹力，与化学平衡原理结合，创造了一种非传统法的新的电 解水制取氢气的装置。
图1是本实用新型的节能高效制氢装置的原理结构示意图； 图2是本实用新型的节能高效制氢装置的水管截面示意图； 图3是本实用新型的节能高效制氢装置的结构示意图； 图4是图3中的水管截面示意图。图中，1 —马蹄形磁铁，2—水管，3—磁铁架，4一电机支架，5 —电动机， 6—铜片，7—金属线圈，8—发电机中的叶轮，9一排氧气槽，IO—排氢气槽。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的节能高效制氢装置的构成是用一条水管2 (可用管壁薄的塑料水管压成长方形)，在管的左右两边各放入一铜片6并粘 紧在管的内外壁上，使外壁铜片为一、内壁铜片为+接上导线，开两个小口将 导线引出，在开口处插入两根导管，然后密封管子开口与导管接口处；在电 机转轴上连接磁铁架，磁铁架上置若干马蹄形磁铁并固定，上为N极，下为 S极，将电机用支架支好，竖直放置，将环形水管装入，使水管正好处于马蹄
形磁铁N极和S极中央(保证磁铁N极S极可以在水管的上下方转动)， 水管上方对N极，下方对着S极，将导管导入集气装置，水管是若干圈组成。把水充满水管并加入适量酸(H2S04可加快电解速率)，环形密封水管作为电解槽(留出进水口)，发电机转动时，转盘四周的磁体可与水管中的水产生 相对速度，从而使水管中的0H—和IT向水管的两侧聚集，最后再通过发电机 的直流电，在H+聚集的一方，使IT被还原，产生&与02。此装置可以用于大型水电站，将水电站发电机组改装如图2所示，下面 是通过水的叶轮，水流动带动叶轮转动，从而将动能，传到磁铁上，将磁铁 带动，与上述原理相同，溶液中H+与0H—浓度升高，并且富集到两极。加快 了电解的速度，将金属线圈7绕在管上，线圈切割磁力线产生电流提供部分 电解水的电能。有利于氢气的大规模使用，大大降低制氢成本，在一定程度 上节省能源，从根本上解决石油紧缺，环境污染，真正达到可再生，可持续 发展。本实用新型的装置还可用于分离制取其它气体。
权利要求1、一种节能高效制氢装置，其特征在于它的构成是用水管，在管的左右两边各放入一铜片并粘紧在管的内外壁上，使外壁铜片为一、内壁铜片为+与导线连接，导线引出处插有两根导管，管子为环形密封；若干磁铁通过磁铁架固定在电动机转轴上或发电机的叶轮轴上，上为N极，下为S极，环形水管置于马蹄形磁铁N极和S极中央，两根导管置入集气装置中。
2、 根据权利要求1所述的节能高效制氢装置，其特征在于水管是若干圈 组成。
3、 根据权利要求1所述的节能高效制氢装置，其特征在于水管上绕有金 属线圈。
专利摘要本实用新型是一种节能高效制氢装置。其特征在于它的构成是用水管，在管的左右两边各放入一铜片并粘紧在管的内外壁上，使外壁铜片为-、内壁铜片为+与导线连接，导线引出处插有两根导管，管子为环形密封；若干磁铁通过磁铁架固定在电动机转轴上或发电机的叶轮轴上，上为N极，下为S极，环形水管置于马蹄形磁铁N极和S极中央，两根导管置入集气装置中。本实用新型的节能高效制氢装置与普通方法相比，在用电能的同时，利用了磁能，达到了高效、节能的目的。本实用新型构思新颖，用物理学中的洛伦兹力，与化学平衡原理结合，创造了一种非传统法的新的电解水制取氢气的装置。
文档编号C25B1/04GK201040773SQ20072010439
公开日2008年3月26日 申请日期2007年2月8日 优先权日2007年2月8日
发明者王建翔 申请人:王建翔