kanarev_ proceso actual baja de electrólisis del agua.pdf

11/10/2015 KANAREV:PROCESOACTUALBAJADEelectrlisisdelagua

http://guns.connect.fi/innoplaza/energy/story/Kanarev/lowcurrent/index.htm 1/8



Fig.2.DiagramadeFormacindeorthohydrogen

a)yb)losdiagramasdemolculasdeaguac)orthohydrogenSesabequeuntomogramoesigualalamasaatmicadelasustanciaungrammoleculeesigualalamasamolecular

delasustancia.Porejemplo,elgrammoleculedehidrgenoenlamolculadeaguaesigualadosgramoseltomogramodeltomodeoxgenoesde16gramos.Elgrammoleculedelaguaesiguala18gramos.Masadehidrgenoenunamolculadeaguaes2x100/18=11,11%masadeoxgenoes16x100/18=88,89%estaproporcindehidrgenoyoxgenoestenunlitrodeagua.Estosignificaque111.11gramosdehidrgenoy888,89gramosdeoxgenosonen1000gramosdeagua.

Unlitrodehidrgenopesa0,09gunlitrodeoxgenopesa1,47g.Estosignificaqueesposibleproducir111,11/0,09=1234,44litrosdehidrgenoy888,89/1,47=604,69litrosdeoxgenoapartirdeunlitrodeagua.Sedesprendedeestoqueungramodeaguacontiene1,23litrosdehidrgeno.Elconsumodeenergaparalaproduccinde1000litrosdehidrgenoesde4kWhyparaunlitro4Wh.Comoesposibleproducir1.234litrosdehidrgenoapartirdeungramodeagua,1.234x4=4,94Whsegastaparalaproduccindehidrgenoapartirdeungramodeaguaahora.

Instrumentosyequiposutilizadosduranteelexperimento

Electrolizadorbajacorrienteexperimentalespecial(Fig.3)voltmetrodelaclasemsaltaprecisin(clasedeprecisinde0,2GOST971178)ampermetrodel(clasedeprecisinde0,2GOST971178)clasedeprecisinmsalto'bsculaelectrnicaconvalordivisindeescalade0,1y0,01gdejardeverconelvalordeladivisindeescalade0,1s.



Fig.3.electrolizadorBajacorrienteenformacerrada(enelprocesodeconcesindepatentes)

ElautorexpresaelreconocimientoalaIATlishev,candidatodelascienciastcnicas,paralaproduccindeestedispositivoexperimentalydemsysuspruebas.

ResultadosexperimentalesMesa1

ndices Sum1duracindelexperimento 6,0002lecturasdelvoltmetroV,voltios 3,7503lecturasdelampermetroI,amperios 0,0204potenciaP,vatioshora(P=VxIx/60) 0,4505seguirdeexperimentosinaportedeenergaen6series,min 0,0006diferenciademasa,gramos 0.527masadeaguaevaporada,gramos 0.01x6=0,068masadeaguaconvertidaenhidrgenom,gramos 0.469potenciaPespecfica'=P/m,Watt/gramodeagua 0.9810existentepotenciaPespecfica'',Watt/gramodeagua 4.9411lareduccindeenergaenlaproduccindehidrgeno,lostiemposdeK=P''/P' 5.0412cantidaddehidrgenoliberado,=0.46x1.23x0.09=0,051,gramos 0,051Obtenindosecontenidodeenergadehidrgeno13(=0.051142/3,6)=2,008Wth 2,00814eficaciaenergticadebajaprocesodeamperiosdelaelectrlisisdelagua(E100/P),% 446.2

Nota:EnlaTabla1,losresultadosdelexperimentosedancuandolafrecuenciadecasiel500Hzsehageneradoenla

fuentedealimentacinTabla2

ndices Sum1duracindelexperimentoconlaenergadeentradaen6series 6x30=180,0



2lecturasdelvoltmetroV,voltios 3,7503lecturasdelampermetroI,amperios 0,0224potenciaP,vatioshora(P=VxIx/60) 0,2475seguirdeexperimentosinaportedeenergaen6series,min 6x30=180,06diferenciademasa,gramos 0.457masadeaguaevaporada,gramos 0.1x6=0,068masadeaguaconvertidaenhidrgenom,gramos 0.399potenciaPespecfica'=P/m,Watt/gramodeagua 0.6310existentepotenciaPespecfica'',Watt/gramodeagua 4.9411lareduccindeenergaenlaproduccindehidrgeno,lostiemposdeK=P''/P' 8.4012cantidaddehidrgenoliberado,=0.39x1.23x0.09=0,043,gramos 0,043Obtenindosecontenidodeenergadehidrgeno13(=0.043142/3,6)=1,70Wth 1.7014eficaciaenergticadebajaprocesodeamperiosdelaelectrlisisdelagua(E100/P),% 689.0

Nota:EnlaTabla2,losresultadosdelexperimentosedancuandonohayfrecuenciaadicionalhasidogeneradaporla

fuentedealimentacinTabla3

ndices Sum1duracindelexperimentoconlaenergadeentradaen6series 6x5=302lecturasdelvoltmetroV,voltios 13.603lecturasdelampermetroI,amperios 0,0204potenciaP,vatioshora(P=VxIx/60) 0,1365seguirdeexperimentosinaportedeenergaen6series,min 6x55=3306diferenciademasa,gramos 0.447masadeaguaevaporada,gramos 0.01x6=0,068masadeaguaconvertidaenhidrgenom,gramos 0.389potenciaPespecfica'=P/m,Watt/gramodeagua 0,35810existentepotenciaPespecfica'',Watt/gramodeagua 4.9411lareduccindeenergaenlaproduccindehidrgeno,lostiemposdeK=P''/P' 13.8012cantidaddehidrgenoliberado,=0.38x1.23x0.09=0,042,gramos 0,042Obtenindosecontenidodeenergadehidrgeno13(=0.042142/3,6)=1,66Wth 1.6614eficaciaenergticadebajaprocesodeamperiosdelaelectrlisisdelagua(E100/P),% 1220.0

Nota:EnlaTabla3,losresultadosdelexperimentosedancuandolafrecuenciadecasiel500Hzsehageneradoenla

fuentedealimentacinEnprimerlugar,hayquesealarqueelnodoyelctodosondeunoyelmismomaterial:deacero.Seexcluyela

posibilidaddeformacindeunaclulagalvnica.SianalizamoslasTablas1,2y3,yaveremoselprocesodeelectrlisissellevaacaboamuybajacorrientede0,02Aesporesoquesehallamadobajoactual.Adems,esteprocesoconsistiendosciclosenalgunosexperimentosenunciclo,elelectrolizadorestconectadoalalneadealimentacinenotrociclo,sedesconecta.

Procesodegeneracindegassemanifiestaporlaliberacindelasburbujasqueseforma.Lasburbujassalganaserliberadodespusdequeelelectrolizadorsedesconectadelalneadesuministro(Tablas2y3).DesenergizadoCuandoelelectrolizadorse,laintensidaddeliberacindegassereduce,peronosedetienedurantemuchashoras.Sedemuestraporelhechodequelaelectrlisissellevaacaboaexpensasdeladiferenciadepotencialenloselectrodos.Cabesealarquelaspequeasdiferenciadepotencialtienelugarenloselectrodosdelelectrolizadorvacoeinmediatamentedespusdehabersidocargadaconelectrolitoantesdesuconexinalalneadesuministro.

Silaelectrlisisdelaguasellevacabosloaexpensasdeloselectronesemitidosporelctodo,esdecir,deacuerdoconlaleydeFaraday,elvaloractualseramayoryelstockdeestoselectronesdaraacabodespusdequeelelectrolizadorsedesenergizayelprocesodeliberacindegasharaserdetenido.

Despusdeelectrolizadordeenergizante,liberacindegasduranteunlargoperododetiempodemuestraelhechode



quelasmolculasdeoxgenoyelhidrgenoseformansinloselectronesemitidosporelctodo,esdecir,aexpensasdeloselectronesdelapropiamolculadeagua.Analicemosesteprocesoendetalle.

Fig.4.Diagramadelprocesodeelectrlisisdebajacorriente

EnlaFig.4,elnodosemuestrahacialaizquierdayelctodosemuestrahacialaderecha.Elprotndeltomode

hidrgenoenlamolculadeaguaestorientadaalctodootroprotndeestamolculaestconectadoconelprotndelionOHComoresultado,seformaunacadenaenracimohacialaderecha,lamolculadeaguaH2Oseencuentrahacialaizquierda,elionOHlamolculaorthohydrogenH2estenelcentro(Fig.4,a,b).Ambosprotonesdelamolculadehidrgenoseconectanporenerga0.485eVcorrespondientealamolculadeaguadeenergaformacindeagrupacionesalatemperaturade20C.EncuadernacinenergasdeelectrnizquierdadelamolculadehidrgenoconelelectrndeltomodeoxgenoyelelectrnderechaconelelectrndelionOH

Porlotanto,lascomplejascadenasderacimoconestrictaorientacinentreelnodoyelctodoseformanenlasolucinelectrolticabajolainfluenciadelcampoelectrosttico.

VamosaprestaratencinalhechodequeelelectrnejedeltomodeoxgenoysusseiselectronesdelanillodelionOHLasfuerzaselectrostticasqueatraenaseiselectronesdelanilloalnododeformanelcampoelectrostticodetalmaneraqueelelectrnejevienealncleodeltomodeoxgeno,yseiselectronesdelanilloseretirandelncleoatmico.Amedidaqueelprocesoderetiradadeelectronesdesdeelncleoatmicoesunoendotrmico,seiselectronesdelanilloabsorben1,18eVx6=7,08eV(s.Fig.5).Sevaatransformarautomticamenteambosejeselectronesdeltomodeoxgenoaloscorrespondientesnivelesdeenergadelestadoexcitadodeltomodeoxgeno.Energaabsorbidaporloselectronesdelanillodedostomosdeoxgenoes7,08x2=14,16eV.



Fig.5.Diagramadeuninaladistribucindeenergaentreloselectronesenlamolculadeoxgeno

Cuandodostomosdeoxgenohansidoseparadosdedoscadenasderacimo,susdoselectronesejesformanunenlacecovalenteliberacinde5,13eVdeenerga(s.Fig.5).OtrosdoselectronesdelostomosdeoxgenodispuestosenlosextremosdelejedelamolculadeO2sedestinarnalosnivelesdeenergaconenergasdeenlacede2,56eVhaberemitido(2,56a0,74)x2=6,92eV.

Elhidrgenolaenergadefusinmolculaes(4.530.4851.48x2)=1,085eVteniendoencuentauncambiodeenergadeenlaceentresusprotonesyelectrones(Fig.4)yconversindeorthohydrogenenparahidrgeno.Laenergadefusindedosmolculasdeparahidrgenoes1,085x2=2.170eV.Comoresultado,laenergatotaldefusindeunamolculadeoxgenoydosmolculadehidrgenoesde(5,13+6,92+2,170)=14,22eV.

Diferenciaentrelaenergaabsorbidaylaenergaemitidaser(14,2214,16)=0,06eV.Estaeslaenergaexotrmica.Sitenemosencuentaquecasiel0,5litrosdehidrgenohasidopuestoenlibertadduranteelexperimento,laenergatrmicasedebegenerar.

(1)

Masasolucinenelelectrolizadorfuedecasi0,3kg.Sitomamosenconsideracin,lasolucindebesercalentadopor

(2)

Elexperimentohademostradoquecuandoseenergizaelelectrolizador,temperaturadelasolucinseincrementapor1.52C.Cuandosedesactivaelelectrolizadoryelprocesodeelectrlisisseenciende,sereducetemperaturadelasolucin.Cuandosedesactivaelelectrolizador,elpotencialenloselectrodossereducegradualmente.Estosignificaqueelstockinicialdeloselectronesenelctodosereducetambin.Sellevaacabodebidoalarestauracindelosionesdeunmetalalcalino.Cuandoserestauranlosiones,tomanloselectronesdesdeelctodoyreducenelpotencialentreloselectrodos.Semanifiestaporcolordelasuperficiedelctodo.Seadquierecolordelmetalalcalinoqueseutiliza.

Porlotanto,bajoelectrolizadoramperiospuedefuncionarendosmodos:conectadoalalneadesuministroydesconectadodelamisma.Cuandoelelectrolizadorestconectadoalalneadesuministro,unapartedelosgasesseliberamedianteloselectronesdelctodo,yunaparteseliberasinelusodeestoselectrones.Cuandoelelectrolizadorsedesconectadelalneadesuministro,loselectronesdelctodosegastanparalarestauracindelosmetalesalcalinos.

EnlaFig.4,a,loslmitesdelamolculadeperxidodehidrgenoH2O2semuestranenlacadenadecluster(Fig.6).Estclaro(Fig,4)quelamolculadeperxidodehidrgenoseliberaslocuandountomodehidrgenoestarencontactoconelctodoseliberadelacadenadeclster.Sellevaacabocuandoseaumentalatensin.Elperxidodehidrgenoseliberaeinteractaconelmaterialdelnodosisetratadehierro,espumaconlasescamasdecolorrojoseformaalavez.Laespumaes



unacaractersticaevidentedeperturbacinprocesodeliberacindegasespontnea.

Fig.6.DiagramadelmodelodeperxidodehidrgenoH2O2

Involuntariamente,losresultadosseobtienenformaunaaspiracindeencontrarunaanalogadelprocesoamperios

bajodescritodelaelectrlisisdelaguaenlanaturaleza.SesabequeeldixidodecarbonoCO2esabsorbidodurantelafotosntesis.SeconsideraqueelcarbonoCdela

molculadeCO2seutilizaparalaconstruccincluladelaplanta,yeloxgenoO2selibera.AhoratenemostodaslasrazonesparadudarenelloysuponerquelamolculadeCO2seutilizatotalmenteparalaconstruccinclulavegetal.Lasmolculasdeagualiberanoxgenolostomosdehidrgenodelasmolculasdeaguaseutilizancomoenlacesdeconexindelasmolculas,delasqueseconstruyenlasclulasvegetales.EsteprocesoessimilaralprocesoquesemuestraenlaFig.4.

CONCLUSIN

Lasimplicidadyel100%dereproducibilidaddelosexperimentosquesedescribepermitirseterrenoparaelhechodequelahumanidadhatenidolaoportunidaddeevitarelhambredeenergaylacrisisambiental.

REFERENCIAS

1.Ph.M.Kanarev.LaFundacindePhyschemistrydeMicroworld.Krasnodar,2002.320pginas.2.Ph.M.Kanarev.LaFundacindePhyschemistrydeMicroworld.Lasegundaedicin(enruso)hppt:

//www.ikar.udm.ru/sb282.htm3.Ph.M.Kanarev.LaFundacindePhyschemistrydeMicroworld.Lasegundaedicin(enIngls).

http://book.physchemistry.innoplaza.net4.Ph.M.Kanarev.BalanceEnergticodeProcesosdefusindemolculasdeoxgeno,hidrgenoyagua.

Http://www.nt.org/tp/ts/eb.htm5.Ph.M.Kanarev.BalanceEnergticodeProcesosdefusindemolculasdeoxgeno,hidrgenoyagua.

Http://Kanarev.innoplaza.net

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