PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO POR ELECTROLISIS GRAVITACIONAL Y ELECTROLIZADOR GRAVITACIONAL CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un procedimiento para la electrolisis gravitacional del agua y a un electrolizador gravitacional. La invención, si se acopla a un motor de combustión interna, aprovecha las perdidas termicas de dichos motores, para que conjuntamente con una energía eléctrica aplicada y un movimiento de giro del electrolizador permite la electrolisis gravitacional para obtención de hidrógeno y oxígeno del agua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En principio son posibles tres métodos para separar electrones de una solución, concretamente, a través de la aplicación de campos eléctricos, electromagnéticos o de gravitación. Sin embargo, en la práctica solo han encontrado aplicación los primeros dos métodos. Así la aplicación de un campo eléctrico en la electrolisis clásica lleva al aumento de la concentración de electrones al lado de los electrodos correspondientes y al aumento de su carga, en el cátodo son cationes y en el ánodo son aniones. El efecto análogo se observa si sobre la solución en movimiento aplicamos el campo magnético constante (efecto de Holl), el cual impide el proceso de la separación de los iones al actuar las fuerzas de Culombio de los enlaces hidratados junto el movimiento térmico de las moléculas del electrolito, estas dos circunstancias actúan intentando nivelar la concentración.

En el primer método conocido, la concentración de electrones se supera con un consumo de energía eléctrica, a través de la elevación de la tension eléctrica entre los electrodos hasta el nivel de descomposición del electrolito e incluso con la aplicación de más tensión

eléctrica para compensar el efecto de-su polarización.

En el segundo método, la solución del electrolito se lleva a una velocidad mayor que la crítica y al frenar los iones dentro del campo magnético en los electrodos se crea la necesaria diferencia de potenciales.

El tercer método es el objeto de la presente invención, y se gasta la energía para cambiar la velocidad del movimiento de la solución. La obtención de hidrógeno del agua se realiza por medio del calentamiento y rotación de la solución acuosa del electrolito a través de un mecanismo especial y a una frecuencia determinada.

Uno de los métodos de obtención de hidrógeno del agua implica el empleo de carbono o hidrocarburos a una temperatura de 1.000-1.300°K, con o sin catalizadores, utilizando energía térmica, de acuerdo con las reacciones (1) y (2) (Carbono) C + HO-H + CO-132 Julios (1) (Hidrocarburo) CH4 + HXO-3H + CO-80,9 Julios (2) Actualmente la producción de hidrógeno a partir del agua es considerado como el único método práctico para la energética del hidrógeno del futuro.

Es conocida teóricamente la posibilidad de producir hidrógeno a partir del agua usando únicamente el calor aplicado y extraído de distintas temperaturas.

La descomposición de la molécula del agua en condiciones normales necesita de una aportación de trabajo de 228,71 kJ/mol y una cantidad de calor de 13,211 kJ/mol.

La cantidad de trabajo puede suministrarse en forma de energía eléctrica, necesitándose 2,83 Kwh para la producción de 1 m3 de hidrógeno y en caso de sustituir el calor por electricidad, la cantidad total de trabajo en energía eléctrica es de 3,00-4,00 Kwh.

En caso de sustituir el trabajo por calor, la

temperatura necesaria para la descomposición de la molécula del agua es del orden de los 5.000°K.

La experiencia teórica demuestra que la descomposición directa del agua en un solo paso puede llevarse a cabo únicamente mediante el aporte de calor sin gastar ninguna cantidad de trabajo, en cuyo caso la energía de la cantidad de calor que debe sustituir al trabajo necesario debe ser igual, al menos, a la energía libre de Gibbs para este proceso.

Un proceso de expansión-compresión basado en la utilización de calor y los procesos termoquímicos, con sustancias reductoras, disminuyen considerablemente la temperatura necesaria para la reacción a niveles de los 700°K y con la presencia de algunos reactivos se elimina la necesidad de membranas para la separación de los gases.

En lo que se refiere a los motores de combustión interna que son los soportes físicos utilizados para la aplicación de la invención, existen actualmente dos tipos de motores, los que funcionan con el ciclo Otto, en los cuales la mezcla de combustible se inflama al final de la carrera de compresión mediante la acción iniciada por una chispa y los motores de ciclo Diesel, en los que la compresión del aire se alcanza solamente mediante émbolos para alcanzar la presión y la temperatura adecuadas para inflamar el combustible inyectado al final de la carrera de compresión de los émbolos. Los ciclos anteriormente mencionados tienen un rendimiento energético máximo del 30% (Otto) y del 452 (Diesel).

Los motores actuales que funcionan con los ciclos Otto y Diesel usan derivados del petróleo como combustible, habitualmente gasolina para los de ciclo Otto y gasóleos para los de ciclo Diesel. Alternativamente, variantes de mezclas de alcohol y GLP se inyectan con el aire en motores de ciclo Otto y esteres de aceite vegetal con los de ciclo Diesel.

Los combustibles derivados del-petróleo crean un grave problema y una disminución de las reservas de petróleo mundiales, junto con el problema de contaminación. La dependencia del petróleo tiene como consecuencia un elevado coste estratégico, al tener que mantener la seguridad de las fuentes de suministro.

Hace tiempo que se esta trabajando en soluciones alternativas a la utilización de los hidrocarburos como combustibles, tal es el caso de la utilización de energía eléctrica para la propulsión de vehículos y la utilización del hidrógeno como combustible de motores de combustión interna y turbinas.

Los vehículos propulsados por motores eléctricos, pueden recibir la energía eléctrica de acumuladores o bien de una célula de combustible. Los que utilizan como fuente de alimentación los acumuladores adolecen de baja potencia y baja velocidad máxima, a la vez que plantean problemas debido al peso de las baterías de los acumuladores, la pequeña autonomía y el excesivo tiempo de recarga de las baterías.

Los vehículos que utilizan una célula de combustible, que se alimenta con hidrógeno, para el suministro de la energía eléctrica, tienen problemas semejantes a los vehículos que utilizan hidrógeno como combustible.

El uso del hidrógeno como combustible en un motor de combustión interna empezó hace más de 100 años cuando el Reverendo Cecil lo empleó por primera vez en el año 1820.

En 1870 Otto utilizó como combustible un gas sintético con un 50% de hidrógeno. La idea se extendió a un gran número de inventores y pequeñas compañías y en 1930 Rudolf Erren transformó los motores de 1.000 vehículos para que funcionaran con hidrógeno o con una mezcla de hidrógeno y gasolina.

Durante la Segunda Guerra Mundial el alemán Oechmichen informó de rendimientos superiores al 50% en un

motor que solo funcionaba con hidrógeno.

El hidrógeno puede obtenerse de varias fuentes tales como el agua, el metano, el metanol, el petróleo, etc., a través de energía eléctrica, solar, eólica, etc.

Desde hace más de 40 años casi todos los países industrializados han ido desarrollando programas de alta tecnología con el fin de utilizar el hidrógeno como fuente de energía.

Existen numerosas patentes relativas a sistemas y métodos para alimentar un motor de combustión interna con hidrógeno, mezclas de hidrógeno con otros elementos, o mejoras en el funcionamiento de un motor de combustión interna, alimentado con gasolina, añadiéndole hidrógeno.

También existen patentes relativas al uso del agua como combustible. En general, estas patentes consisten en suministrar agua a un dispositivo para producir la electrolisis del agua, utilizándose el hidrógeno obtenido como combustible para el motor. El hidrógeno se inyecta en la cámara de combustión solo, mezclado con otros gases, con otros elementos, con sobrecarga, etc.

Actualmente existen plantas experimentales que producen energía eléctrica mediante células de combustible y los gobiernos de diferentes países han lanzado programas de ayuda para financiar los programas que utilizan el hidrógeno.

Prácticamente todos los fabricantes de vehículos tienen un modelo experimental que funciona con un motor alimentado por hidrógeno directamente o con una célula de combustible [Mercedes Benz, BMW, Ford, Volvo, Toyota, Mazda y Renault están a la cabeza de los programas de desarrollo de estos vehículos].

En la actualidad casi todos los programas que usan hidrógeno como combustible para motores de combustión interna y programas de células de combustible emplean hidrógeno líquido o gaseoso almacenado en depósitos

especiales, lo que plantea problema-s logísticos y de seguridad.

La infraestructura de las redes de producción y distribución del hidrógeno para recargar los vehículos no existe todavía y su comienzo tardará en producirse.

La célula de combustible standard funciona a 80°C de temperatura y en su interior se produce una reacción inversa a la electrolisis del agua. Los componentes principales son dos electrodos y un electrolito. El agua se descompone en dos protones y dos electrones. Los electrones se van al exterior en el dispositivo electrodos-electrolito produciendo energía eléctrica antes de volver al otro electrodo donde reducen el oxígeno, siendo el resultado de la reacción agua. La electricidad generada se utiliza para la alimentación-carga de baterías que, en el caso de un automóvil, dan la energía eléctrica a los motores eléctricos del coche. Shell/Daimler- Benz/Ballard han firmado un Acuerdo de Colaboración para acelerar dicha utilización. La aportación de cada participante es la siguiente, Daimler-Benz : vehículos y motores, Ballard : células de combustible (Fuel Cell) y Shell : tecnología de reforma de combustibles clásicos (metanol) en gas rico en hidrógeno (oxidación parcial).

Actualmente Mercedes está probando un Mercedes Clase A modificado que recorre 400 km con 40 litros de metanol.

Mercedes estima que en el año 2.000 se fabricarán alrededor de 40.000 vehículos con célula de combustible.

Recientemente se ha presentado una célula de combustible para uso doméstico que produce entre 5 y 10 Kw. También se puede usar el calor desprendido durante su funcionamiento para calefacción.

Varias investigaciones apuntan a que el mejor método para la obtención de hidrógeno, destinado al funcionamiento de los motores alimentados por ese gas, es a través del metano, debido principalmente a la gran

cantidad de este hidrocarburo existente en muchos países.

Se han desarrollado varios sistemas muy eficientes utilizando procesos plasma-químicos para la obtención del hidrógeno a partir del metano, los cuales requieren descargas de diferentes microondas y radiofrecuencias con diferentes potencias, hasta un máximo de 150 Kw. Estos métodos utilizan Pirólisis en Plasma (Plasma pyrolisis), Flujo de Plasma o Reformadores de CO2.

Pirólisis en Plasma : a) CH4 + H20--> 1/2 C-H-+ 3/2 H- [la energía para obtener el hidrógeno es de 2,4 Kwh/m']; b) CH4--> C + 2 H2 [la energía para obtener el hidrógeno es de 0,6 Kwh/m]; y c) CH4--> 1/2 C-H + H [este proceso está en investigación].

Flujo de Plasma : a) CH4 + HO--> 3 H2 + CO [la energía para la obtención del hidrógeno es de 1,6 Kwh/m].

Otros procesos que comprenden la adición de oxígeno se están experimentando actualmente.

Los procesos de obtención de hidrógeno a través de plasma, tendrán, sin ninguna duda, grandes oportunidades de aplicaciones comerciales en la producción de combustibles sintéticos.

Se han desarrollado dos métodos para la formación de una mezcla combustible basada en el hidrógeno para la alimentación de los motores de combustión interna : a) la formación externa de la mezcla, en la que la mezcla se inyecta a baja presión en el colector de admisión; y b) la formación interna de la mezcla, en la que el hidrógeno es inyectado a alta presión, directamente

en la cámara de combustión, durante la carrera de compresión del cilindro.

La formación externa de la mezcla implica que una tercera parte del volumen de la admisión prácticamente es hidrógeno, con lo que se produce una pérdida de la eficiencia volumétrica y una pérdida adicional debido al bajo valor calorífico.

El método de formación externa de la mezcla ha sido estudiado por numerosos Institutos de Investigación y fabricantes de vehículos, entre ellos Mercedes Benz. Este método produce numerosos problemas de autoencendido, preignición, baja potencia del motor, etc. Para evitar dichos problemas se han ensayado alternativas de inyección de agua junto con el hidrógeno, refrigeración de las cámaras de combustión y recirculacion de los gases de escape.

Independientemente de que el hidrógeno se mezcle a temperatura ambiente o baja temperatura, no se logró evitar totalmente la preignición, solamente algunos progresos con un motor rotativo Wankel han permitido un limitado éxito en la formación externa de la mezcla, dando <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> potencias de un 60% en comparación con el mismo motor alimentado por gasolina. La eliminación de la válvula de escape y la separación física en diferentes cámaras del proceso de admisión, combustión y escape podría dar lugar a la eliminación del autoencendido y preignición.

El método de formación externa de la mezcla ha sido descartado por todas las compañías e Institutos de Investigación que están realizando pruebas con motores alimentados por hidrógeno.

Actualmente todos los motores experimentales utilizan el método de formación interna de la mezcla, utilizando turbo-compresores para lograr las presiones necesarias de inyección del hidrógeno entre 10 y 15 atm [1.000 y 1.500 KPa], para el funcionamiento de dicho método.

Los parámetros medios de los vehículos que funcionan con hidrógeno son : Tipo : Coche medio para 5 personas Motor : Otto 85 Kw Consumo : 2,2 kg LH2/100 km Volumen Tanque : 130 L/LH2 Precio medio de 1 Kg de LH2 : 3,05 US$ (dólares USA) En cualquiera de los casos de formación externa o interna de la mezcla, el problema irresoluble de los métodos antes mencionados, en el caso de querer producir el hidrógeno necesario para el funcionamiento del motor, a bordo del vehículo que utiliza dicho motor, es que ninguno de ellos puede cerrar positivamente la ecuación energética; es decir, la capacidad de producción y almacenamiento de la energía eléctrica por la dinamo y el acumulador acoplados al grupo motor que utiliza el hidrógeno como combustible, no es suficiente para cubrir la necesidad de la energía eléctrica precisa para que el más moderno sistema de electrolisis pueda producir la cantidad de hidrógeno necesaria para el funcionamiento del motor.

Dasytec ha llevado a cabo varias investigaciones con varias mezclas de combustible, formado por combinaciones de varios elementos, tales como vapor de agua, agua, hidrógeno, aire y gasolina. Algunos de los resultados obtenidos han sido los siguientes : a) Gasolina-Agua-Aire Esta mezcla se puede realizar de dos formas diferentes : -preparando inicialmente una mezcla de dichos componentes, estabilizada con polímeros, tales como resinas, etc.; la concentración máxima de agua es del 50 del peso. Este método ofrece varios problemas tales como inestabilidad de la mezcla, lo que produce inestabilidad en el

funcionamiento del motor cuando concentraciones diferentes de agua-gasolina alcanzan la cámara de combustión, parada del motor cuando la concentración de agua de la mezcla es superior al 50%, y problemas de congelación del agua de la mezcla; o bien -formando la mezcla en la entrada del sistema de alimentación del motor. Este método requiere sistemas de mezclado para lograr las proporciones deseadas.

En la mezcla de combustible formada por gasolina y agua normalmente se forman pequeñas gotas de vapor cubierto por una capa de gasolina, durante el calentamiento de la mezcla, las pequeñas gotas explotan haciendo posible la pulverización mas fina del combustible, por lo tanto, se aumenta la efectividad de la combustión y se aumenta el rendimiento del motor disminuyéndose las emisiones de contaminación. También esta mezcla de combustible puede llevar a la formación de partículas energosaturadas de tipo carbónico que inician el proceso de ignition. b) Hidrógeno-Gasolina Aire La cantidad de hidrógeno de la mezcla fue de 3 a 30 ml/s, producida por electrolisis (cuba electrolítica o electrolizador de membranas de polímeros). El hidrógeno se añade en el sistema de inyección de la mezcla. Los resultados de estos experimentos indican que : -las condiciones físico-químicas del proceso, implican mezclas más explosivas. Como el hidrógeno tiene una alta velocidad de difusión, permite obtener mezclas homogéneas que reaccionan fácilmente con el oxígeno; -la velocidad de estas reacciones y la velocidad de los radicales y difusión de las moléculas es más alta que en el caso de radicales orgánicos;

y -el hidrógeno acelera la oxidación de la gasolina (si hay suficiente oxígeno), mientras que H2 y H+ fácilmente reducen el NOx y el CO.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las caracteristicas del invento, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente : La figura 1 representa una vista en sección esquemática del generador de hidrógeno objeto de la invención.

La figura 2 representa una vista en sección del equipo generador de hidrógeno similar al de la figura 1 en el cual se no usan los separadores ni el termopermutador interno.

La figura 3 representa la sección A-A incluida en la figura 2.

La figura 4 representa la sección B-B de la misma figura 2.

La figura 5 representa el esquema de las tres variantes de interacción de los iones periféricos pesados con las moléculas de agua en el campo de fuerza de gravedad artificial.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un procedimiento para la

obtención de hidrógeno por electrolis-is gravitacional y a un electrolizador gravitacional para la obtención de hidrógeno.

En la Figura 1 se muestra el esquema del generador de hidrógeno [electrolizador gravitacional] objeto de la presente invención, que funciona sobre la base del procedimiento propuesto.

El generador tiene un armazón [1], dentro del cual, en los soportes de cojinetes [2], se fija flexiblemente el eje compuesto [3], vinculado cinemáticamente con la fuente de la energía mecánica, por ejemplo, un motor de combustión interna (en la figura no se indica), depósito del rotor [4], abastecido por el termopermutador [5] y separador [6].

En el cuerpo del eje [3] existen los conductos [7], [8], [9] y [10] para sacar el hidrógeno, el oxígeno, suministrar el agua y circular el termoportador a través de acoplamientos [11], [12] y [13]. El armazón se fija en el eje [3] por medio de las bridas [14], electro-aisladas de las últimas por las juntas [15]. El separador [6] está hecho de plástico y está fijado en los discos metálicos [16], intercomunicados entre si, los cuales a su vez están montados en el eje [3] con la posibilidad de rotación independiente con respecto al armazón [4] y juegan el papel de otro electrodo.

El separador también puede fabricarse en forma de fundas de malla fina o membránicas puestas con una holgura necesaria sobre los discos [16]. Las superficies laterales de los discos [16] están perforadas, lo que crea condiciones para la circulación normal de la solución en la dirección axial.

A la superficie exterior del armazón del rotor [4] y al extremo de salida del eje [3], esta conectado el trole [17], a través de los contactos deslizantes, con una carga útil exterior (en las figuras no se indica). El eje [3],

convendría fabricarlo de tubos coaxiales. El termopermutador [5], está lleno de termo-portador y por medio de los canales [10], se conecta con la fuente exterior de calor, por ejemplo, en serie con los sistemas de enfriamiento del motor de combustión interna y salida de los gases de escape, y el depósito del rotor [4], con la solución acuosa de electrolito. La superficie interior del depósito del rotor [4], tiene forma cónica y tiene canaletas helicoidales, espirales o circulares [18] y [19], que sirven para el desagüe de productos líquidos de la electrolisis y de esta manera se limpia la superficie activa de los electrodos, de las sustancias precipitadas, lo que lleva a una reducción de la frecuencia de rotación y al aumento de la producción del generador. Con el mismo objetivo, en las superficies laterales de los discos [16], existen aletas radiales [20], que tienen en sus picos unos bordes afilados (agudos) [21]. Las aletas pueden hacerse por el roscado instrumental o estampado de embutición del metal laminado, doblando los pétalos cortados. Las superficies laterales de las aletas [20], componen entre si un ángulo agudo y las mismas están inclinadas hacia la parte de rotación del rotor [4]. En los canales [7], [8] y [9] están incorporadas las válvulas [22], las cuales se abren después de obtener el rotor del armazón [4] la frecuencia programada de rotación.

En la Figura 2 se muestran los detalles de fabricación del electrogenerador gravitacional de hidrógeno.

Al unir el generador con el motor de combustión interna, no es necesario separar el hidrógeno de oxígeno, y como los dos se envían a la combustión posterior no se utiliza el separador [6]. Además, la solución de electrolito puede cumplir la función de termo-permutador y por esto no se utiliza el termopermutador interno [5].

Para asegurar la circulación de la solución de

electrolito, como mínimo uno de los-discos [16] tiene orificios radiales [23] (tipo tubos Pitot) al lado de los cuales están unos salientes [24], que se profundizan en un canalete radial [19] (véase la Figura 4). Este disco está instalado de forma móvil sobre el eje [3] y se pone en rotación adelantada con respecto al armazón [4], debido a la interacción con las corrientes circulares de la solución que surgen en resultado de energetización de los productos de electrolisis y la transmisión de la cantidad de movimiento, adquiridas por ellos en la periferia a las capas centrales del líquido que tienen menor velocidad absoluta. A la necesidad de intensificar la circulación dicho disco [16] se frena con el freno [25], o sea, tiene ya menor frecuencia de rotación que el rotor del armazón [4] y con esto se asegura, gracias a la presión dinámica de la solución por delante de los salientes [24], a través de los orificios [23] y los canales correspondientes en el eje [3], la alimentación del líquido desde el depósito del rotor [4], al termopermutador exterior de la fuente de la energía térmica y las corrientes laminares relativas, de la solución a lo largo de las superficies de electrodos, realizan la limpieza efectiva de los productos de la electrolisis. En este caso el agua se añade a la solución fuera de la cavidad del rotor [4] (no se indica en las figuras).

En el caso del funcionamiento en el régimen de la generación de hidrógeno, o sea, en la frecuencia de umbral de la rotación del rotor [4], su cuerpo puede estar conectado eléctricamente con los discos [16] (cortocircuitado) y por esto no se utiliza el trole [18].

Para la disminución del consumo energético y el ruido, en el armazón [1] se fija la funda [26] que crea una cavidad hermética que se comunica a través de una válvula de retorno con el sistema de toma de aire del motor de combustión interna o una bomba al vacío y esto rebaja la

presión del aire y el consumo energét-ico por la fricción y reduce el nivel de ruido durante el funcionamiento.

Al compaginar el generador con el motor de combustión interna, el generador puede cumplir la función del volante, así como la del recuperador de la energía cinética del medio de transporte, lo que permite ahorrar hasta 10% del combustible hidrocarburo en cada 100 km.

Para esto en el sistema de la alimentación de hidrógeno a las cámaras de combustión del motor, es necesario prever la instalación de un deposito acumulador de gas.

En la Figura 3 se muestra la sección A-A de la Figura 2.

En la Figura 4 se muestra la sección B-B de la Figura 2.

En la Figura 5 se muestra el esquema de las tres variantes de interacción de los iones periféricos pesados con las moléculas de agua en el campo de fuerza de gravedad artificial : a) funcionando el dispositivo en el limite inferior de la frecuencia de rotación o en el régimen del generador de hidrógeno; b) estado transitorio (régime económico del generador de hidrógeno); o c) funcionando en el régimen de electrogenerador de hidrógeno al conseguir la frecuencia de rotación que supera considerablemente el limite inferior (obtención del estado de saturación).

La frecuencia de rotación (cj) en el procedimiento de la presente invención viene determinada por la ecuación (3) : # # {[qαqk(1-αT)][16###0#mphk(r-0,5h)(2rß+rµ)²]-1}½(3) donde q, q, son cargas eléctricas de anión y catión de

electrolito, Kr; T es la temperatura absoluta de la solución, °K; Am es la diferencia de masas de los cationes y aniones hidratados, kg; p es la concentración lineal de los iones pesados, M-1 ; p = 10 (C x N) 1/3, donde C concentración molécula-gramo de la solución, mol x l-'; N es el número de Avogadro, mol-1; h es la altura de la columna de la solución, m; K es el grado de disociación de electrolito, 10-2% ; r es el radio interior del depósito del rotor, m; a es el coeficiente de temperatura de cambio de la longitud del enlace hidratado, 0K-1; es la constante dieléctrica absoluta, ¢. m~1 ; es la constante dieléctica relativa del agua; rp es el radio efectivo de la molécula del agua, m; rk, es el radio efectivo del ion pesado, m; y n es 3,141.

En una realización particular de esta invención, el radio interno del depósito del rotor, r, es 0,3 m, la altura de la columna de la solución de electrolito, h, es 0,23 m, y el radio medio de la columna de la solución, r, p, es de 0,185 m, y el electrolito es una solución acuosa de ácido brómico (HBrO3), a una temperatura T de 18°C, una concentración, C, de 6 M y un grado de disociación, K, de 0,85.

Los parámetros críticos son los siguientes : -del hidrógeno, P = 1,3 MPa, T =-240°C, p = 0, 07.10³ kg. m; -del oxígeno, P = 5,0 MPa, T =-118°C, p = 1,14.103 kg. m'.

Aquí y más adelante, los datos iniciales y de

consulta se tomaron en el rotor [4].

Masa de los iones y de la molécula del agua, m, 1.10-26 kg : BrO4-: 23,92 Brio3- : 21,26 H30+ : 3,16 H+ : 0,166 H2O: 2,99 Calor volumétrico (integral) de hidratación, kJul. gr- ion-' (Julio. ion-1) : H+: 1107,7 (184.10--(') H, O+ : 401,28 (66,65.10--') Br- : 317,68 (52, 77.10-20) OH- : 180,7 (79,85. 10-20) Los limites orientativos de la energía (calor) completa de un enlace lineal hidratado de ion para diferentes electrolitos, 1.10-- julio. ion-1 : inferior : 4,69 (28,24 kJulio. gr-ion-1) superior : 23 (138,46 kJulio. gr-ion-') medio : 13,845 (83,35 kJulio. gr-ion-1) Radio efectivo, 1.10-10 m : Br- : 1,96 BrO3- : 2,93 <BR> <BR> <BR> <BR> H2O : 1,38<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> °2-1,36 H+ : 0,46 Energía (calor) de enlace OH : Wr, H : 23, 71.10-19 Julio, que es un poco mayor que el limite superior de la energía (calor) de un enlace lineal hidratado.

El procedimiento para la obtención de hidrógeno por electrolisis gravitacional proporcionado por esta invención, que incluye el empleo del electrolizador gravitacional mencionado previamente, aprovecha las pérdidas térmicas de los motores de combustión interna en

dicho el procedimiento de obtención de-hidrógeno por medio de la electrolisis gravitacional. En general, dicho procedimiento de obtención de hidrógeno por electrolisis gravitacional comprende las etapas de : a) hacer rotar una solución acuosa de un electrolito en el rotor [4] de un electrolizador gravitacional, a una frecuencia que viene definida por la ecuación (3) previamente mencionada, generándose como consecuencia de dicha rotación una fuerza centrífuga que crea un campo de gravedad artificial que permite separar las especies iónicas presentes en función de su peso, las cuales migran a sus electrodos respectivos; y b) efectuar la reducción de los protones en el cátodo para generar hidrógeno.

Estas etapas se describirán de forma más detallada a continuación, con referencia al electrolizador gravitacional proporcionado por esta invención.

De forma más concreta, el procedimiento seguido para el funcionamiento del electrolizador gravitacional, se realiza del modo que se describe a continuación.

La solución acuosa, previamente preparada, del electrolito, en un volumen dosificado, se envia al depósito en rotación [4] a través del canal [9]. El nivel de la solución cubre los discos [16]. El rotor [4] gira hasta la frecuencia de rotación fijada para dicho dispositivo y electrolito por la fórmula (3). Si el parámetro indicado es inferior al valor calculado (umbral) se baja bruscamente la efectividad del proceso de disgregación del agua y la electrolisis será irrealizable.

Al llegar a esta frecuencia de rotación las válvulas [22] se abren, dejando la entrada libre dosificada del agua o solución al depósito del rotor [4] y extracción del depósito de hidrógeno y oxígeno a través de los correspondientes canales [7], [8] y [9].

Bajo la acción de la fuerza centrífuga se crea en el

depósito [4] un campo de fuerza de gravedad artificial, en el cual los iones en forma de solvatos tipo fórmula (4) se desplazan hacia su superficie interior y se pegan a ella.

(X/* y H-O) +Z (4) donde X es la cantidad de iones en solvato; /* es el ion pesado; y es la cantidad de moléculas de agua en la envoltura hidratada; y es la carga de ion.

El esquema de la interacción, a la fuerza, de los iones con las moléculas del agua en el campo de la fuerza de gravedad artificial [véase a y b en la Figura 5] indica que a la frecuencia inferior del umbral de rotación del depósito del rotor [4], la distancia minima entre las cargas homónimas para la mayoría de electrolitos en caso de llegar al estado de saturación [véase la Figura 5], es un poco mayor de 2rp.

El funcionamiento del equipo en la frecuencia intermedia, cuando el parámetro anteriormente indicado está próximo al valor (r+r ;), asegura el funcionamiento a un régimen económico, en el cual se consigue la correlación óptima entre el trabajo mecánico gastado y la energía térmica consumida por una unidad de masa de un cuerpo de trabajo (solución), o sea rendimiento específico máximo. Este parámetro es característico para cada electrolito concreto y para la construcción del generador.

A medida que aumente la frecuencia de la rotación del depósito [4], se va hacia la disminución de la constante dieléctrica relativa, ya que en el espacio entre los iones homónimos se quedan solamente los iones de electrolito, las moléculas de agua se desplazan casi por completo por

los iones, esta circunstancia limita,-en lo fundamental, la interacción específica de los iones hidratados con el campo de fuerza de gravedad artificial.

Debido a que el catión y el anión tienen una masa considerablemente diferente, la fuerza centrífuga actúa sobre ellos de diferente manera. Los iones diez veces más pesados, por ejemplo, los aniones, actuarán con su campo unos sobre otros y conjuntamente desplazarán a los cationes más ligeros ya que ellos, en mayor escala, responden a la influencia de la gravitación, y los ligeros prácticamente no la sienten pero son más sensibles a los cambios del campo eléctrico e interaccionan con él activamente.

En el procedimiento objeto de la presente invención, se crea una zona con una concentración elevada de aniones, lo que equivale al surgimiento de una carga espacial (tridimensional) la cual induce en la superficie exterior del depósito [4] una carga adecuada (véanse las propiedades del cilindro de Faraday); a su vez, los iones ligeros se concentran al lado de las superficies de los discos [16] creando una carga potencial de valor contrario. En la solución se crea, entre las cargas volumétricas de aniones y cationes así como en el circuito exterior entre los electrodos correspondientes, un campo eléctrico cerrado de peso uniforme de una gran tensión interna. Lo más importante es que la distancia entre los aniones y los cationes en la frontera de contacto de las cargas volumétricas en la solución siempre es mayor que la distancia entre los cationes hasta el cátodo, la cual es aproximadamente la mitad del espesor de la envoltura de los hidratados y por esto la interacción de fuerza de los cationes con los aniones y con el cátodo será diferente.

Por esta causa el equilibrio será, en primer lugar, quebrado precisamente en el cátodo, si el valor conseguido de su potencial es suficiente para la

deformación parcial o total, debido a-la acción del campo eléctrico de las envolturas hidratadas de los iones ligeros. En este caso, se acercarán a las superficies de los discos [16] y se descargarán desprendiendo gran cantidad de calor conforme a la reacción (8).

En la electrolisis clásica, el mecanismo de la descarga de iones en el electrodo es diferente. Los iones no contactan directamente con el electrodo, y los electrones pasan del electrodo al ion o en la dirección contraria por medio de interacción por turno supercorto con la cadena de moléculas de agua de la envoltura hidratada-que se encuentran en el espacio adyacente al electrodo, así como los jugadores de water-polo que pasan el balón en un solo toque, por lo tanto, los electrones bombardean la superficie del ánodo y, al salir del cátodo, crean una nube de electrones de polarización inversa que ioniza el hidrógeno molecular y atómico y dificulta la realización normal del procedimiento alcanzándose un aumento de la tensión para la descomposición del agua (sobretensión). El potencial de la salida de los electrones del cátodo y la captura de los electrones por las moléculas del agua, o su ionización negativa sin tener en cuenta la sobretensión, es el potencial eléctrico de la descomposición del agua. Los iones mas pesados, comprimidos por la fuerza centrífuga contra la superficie interna del depósito [4], no pueden existir en la solución individualmente de forma independientemente de los iones ligeros, por esto, ellos también entregarán su carga al electrodo y con esto cambiarán su composición química a la electro-neutral conforme a la reacción exotérmica (11), si no surge su interacción química con el agua conforme a las reacciones secundarias. A través del trole [17] circula la corriente eléctrica continua. Este proceso será irreversible y obtendrá un carácter estable ya que los productos finales de las reacciones químicas abandonan la

solución. Las reacciones de la recuperación de los iones de oxígeno e hidrógeno hasta el estado molecular son exotérmicas, el campo de la fuerza de gravedad artificial es una constante por el valor y en el tiempo y a cambio de los iones descargados, vienen nuevos de las capas alejadas del líquido.

Así que, el factor determinante aquí es el valor del campo eléctrico creado por la carga espacial de iones ligeros. Por esta causa, el área efectiva de electrodo en el que se descargan (en el área del cátodo [16]), es la función lineal del radio del depósito, y su valor numérico depende de la profundidad o volumen de la carga espacial, o sea de la frecuencia de rotación del depósito [4], y el área del otro electrodo (ánodo) queda prácticamente constante, al final se cambia solo la densidad de la corriente eléctrica que pasa por el área. Esta corriente eléctrica es máxima al llegar al estado de saturación. Es muy importante remarcar que todos los procesos electroquímicos que tienen lugar en el cátodo son absolutamente idénticos al proceso de electrolisis clásico pero con una alta presión de la solución.

El aumento de la frecuencia lleva al rápido crecimiento de la tensión y a la reducción del coeficiente de rendimiento, al tener la presencia de la fuerza de la corriente eléctrica. El limite superior de la frecuencia de rotación esta limitado solo por la resistencia constructiva del dispositivo concreto. Su producción de hidrógeno se determina por la magnitud de la corriente de saturación, la cual en cada caso es el parámetro característico del generador electrolizador. Teniendo en cuenta que los productos de la electrolisis en condiciones de alta presión de solución, que sobrepase la crítica para hidrógeno y oxígeno, se producen en forma compacta en forma de vapor líquido, este indice para diferentes electrolitos puede llegar a más de 35 mol. m~2. c~1 a las

densidades de la corriente hasta 5.102-A. cm~2. Las gotas de los gases anódicos líquidos que tienen mayor densidad que la solución se escurren bajo la acción de la fuerza centrífuga por la superficie cónica del depósito [4], caen en los canales [18], [19], se expanden y se extraen del depósito a través del orificio [23], hacia el sistema de termopermutadores donde se mezclan con el agua o la solución fresca, las más ligeras, por ejemplo, oxígeno líquido, emergen en dirección radial hacia el centro de rotación, donde contornean los anillos del separador [6], desviándose en la dirección de la pared lateral [14] (en la Figura 1 a la derecha) y se acumulan sobre el líquido por delante del canal [8]. El hidrógeno líquido se escurre hacia el centro de rotación desde las superficies activas de las aletas [20], los bordes agudos [21] que se forman por las superficies laterales de las aletas [20], son los responsables del despegue de las gotas de la superficie de los electrodos en mayor escala que las redondas y además concentran en su superficie los electrones de conducción aumentando así la intensidad del campo eléctrico entre el cátodo y cationes, lo que lleva a una reducción de la frecuencia del umbral de la rotación del depósito del rotor [4]. Además, en el logro del objetivo deseado, contribuye, en parte, la fuerza centrífuga que actúa sobre los electrones de conducción del cátodo, desplazándolos a su periferia, o sea, en la dirección hacia el ánodo. El hidrógeno emerge por delante del canal [7], las salpicaduras de la solución se pegan por la fuerza centrífuga a la superficie del líquido, y los gases anódicos entran en reacción entre si y las moléculas del agua en reacciones secundarias, creando la solución inicial de electrolito.

El hidrógeno y el oxígeno evaporados y secados de esta manera salen del dispositivo a través de los canales correspondientes. Para la intensificación de la

autolimpieza de los electrodos-es útil crear periódicamente en los discos [16] los impulsos de freno de alta frecuencia (0,3-0,5 kHz), los cuales estimularán el escurrimiento de gases a los canales [18] y [19], crearán microrremolinos en la película fronteriza de la solución y asegurarán la separación desde la superficie del ánodo y cátodo de sedimentos llevándolos al área central del depósito [4].

La alimentacion para el consumo de la solución lo define el cambio de la corriente eléctrica en la carga exterior, añadiendo al depósito [4] por el canal [9] el agua o solución de electrolito, si se utiliza como termoportador. El procedimiento de obtención de hidrógeno se regula fácilmente con el cambio de la frecuencia de rotación del depósito [4] o de la magnitud de la resistencia ohmimétrica de la carga exterior. El hidrógeno y oxígeno líquidos no se mezclan entre si y químicamente no reaccionan si no existe el iniciador de esta interacción, por ejemplo, una chispa, una fuente local térmica, ondas de choque, etc. Por ésto en el dispositivo deben estar previstas medidas especiales de seguridad.

La descomposición del agua en oxígeno e hidrógeno se acompaña con la disminución de la entalpia de la solución debido a que se baja constantemente su temperatura y si no se completan las pérdidas térmicas la solución se congela y se para el procedimiento.

En el caso de que la temperatura de la solución sea menor de la del ambiente se crean las premisas necesarias para la absorción por el generador de su calor en el régimen de una bomba térmica electroquímica, la cual transforma la energía térmica de bajo potencial en la energía química de alto potencial del hidrógeno y oxígeno recuperados del agua, lo que permite después de su combustión obtener de nuevo la energía térmica pero ya de un potencial más alto, o sea, concentrándola al máximo

para su aplicación útil.

En el electrolito : Br2 + H2O--> HBr + HBrO (5) 4HBr + O2 --> 2Br2 + 2 H2O (6) 3HBrO--> HBrO3 + 2HBr (7) En el cátodo : 2H+ + 2e- + H2O --> H2# (8) En el ánodo : 2BrO2- - 2e- + H2O --> O2# + HBrO4 + HBrO (9) 2BrO4--2e-+ H20--> 0-1 + HBrO, + HBrO (10) BrO3--2e---> O2# + BrO- (11) [La frecuencia y el equipo de rotación del electrolizador gravitacional es uno de los aspectos más importantes ya que un mal cálculo o diseño dan como resultado que se produzcan varios procesos colaterales con las siguientes reacciones al mismo tiempo que las reacciones principales, cuyas consecuencias son que en el cátodo no se produce el H y se restablece el bromo y sus uniones] <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Reacción electródica Potencial electródico estandard, E, B 2BrO-+2H, 0 + 2e- Br- + 40H-0,45 BrO3- + 2H2O + 1/e- = BrO- + 4OH- 0,54 Bro3-+ 3H, O + 6e-Br-+ 60H-0,61 BrO- + H, O + 2e- Br-+ 20H-0,76 Br2 + 2e- = 2Br- 1,0652 HBRO-+ H'+ 2e-= Br-+ H, O 1,33 BrO3- + 6H+ + 5e- = ½Br2 +3 H2O 1,44 HBrO- + H+ + e- = ½Br2 + H, O 1,52 La fuerza y la energía de la interacción (repulsión) de dos aniones hidratados en la distancia efectiva (de reacción) en el caso del funcionamiento del generador en

el régimen cercano al económico viene-determinada por la ecuación (12) : FB = e2 (4nod2)-1 = od {4neeo [2 (rp+r]}-' (12) donde e es la carga del electrón, KL; d es la distancia entre los núcleos [d = 2 (rb + r,,) m; y n, e, eo, r « y r,, son los definidos previamente.

Me = e2 2 (13) donde e, n, e, !, rp y rk, son los definidos previamente.

Para los iones hidratados H-OxBrO~ Fg = (1,6x10-19)²[4x3, 14x80x8,85x10-12.

2 (2,93x 10-1° + 1,38x10-10)²]-1 = 3,8787x10-12 H (14) Wg = (1,6x10-19)²[4x3,14x80x8,85x10-12.

2 (2,93x10-10 + 1,38x10-10)] = 3,33x10-21 Jul (15) Las magnitudes obtenidas de la energía de interacción de aniones en este régimen de trabajo del generador son menores en casi un orden de magnitud del calor inferior del umbral de hidratación de un enlace lineal lo que indica el carácter intermedio de este régime.

[Nota : La energía cinética media del movimiento térmico de las moléculas del líquido es alrededor de 6.10- Julio].

La condición para la realización del procedimiento de electrolisis, es la disminución de la entropía del potencial termoquímico de la solución de electrolito por medio de acción sobre el último del campo de gravitación

medio de acción sobre el último del campo de gravitación exterior artificial, el cual asegura el desplazamiento del equilibrio químico de las reacciones (5) (11) a la parte derecha de las ecuaciones, a cargo del trabajo mecánico contra la energía de hidratación de los iones a la compensación simultánea de inevitable reducción, del contenido térmico del sistema (entalpia) por la afluencia del calor del ambiente o de una fuente exterior.

Es conocido que en la solución el ion está rodeado habitualmente por dos capas de moléculas de agua (llamado "abrigo"). La energía volumétrica integral (calor) de la interacción del"abrigo"con el ion es la energía de hidratación. Aproximadamente la mitad de la energía recae sobre la primera capa hidratada, la más cercana al ion, que está compuesta supuestamente por 4 moléculas de agua.

Por esta causa, para la deformación completa (por turno- por capa) de la envoltura hidratada es necesario y suficiente que la acción energética exterior sobre el ion fuera en los limites de la magnitud de energía de un enlace lineal evaluado al máximo en 138,46 kJ x g-ion~1 ó 23x10-2° y x ion (volumétrica en 8-10 veces mayor).

En la forma analítica, la energía completa del sistema en la forma diferencial es : dU = dA + dQ = Te + dQ (16) donde dA es el trabajo mecánico elemental del campo de gravitación para superar las fuerzas de los enlaces hidratados de los iones con las moléculas de agua; dQ es la energía térmica elemental absorbida por la solución; y T es la fuerza electromotriz del campo de gravitación.

El coeficiente del rendimiento de la máquina frigorífica del procedimiento y de la fuerza electromotriz del campo de gravitación en la forma integral es : Usa-'= 1 + Qu~1 = X (17) v = (U-Q) e-'> 0,018B (18) La particularidad principal de la realización del procedimiento objeto de la presente invención en un campo fuerte de gravitación, es la permanencia de la cantidad del movimiento de la solución durante el funcionamiento del generador en el régimen establecido. El trabajo mecánico de la fuente externa (a), que se gasta para el incremento de la energía cinética del agua que entra al depósito del rotor para la descomposición y decantación de los iones del electrolito se compensa considerablemente por la energía cinética de los gases que emergen hacia el eje de rotación y por la mezcla de la solución al desplazar los electrones ligeros por los pesados [véanse las ecuaciones (8) y (11)].

El hidrógeno y el oxígeno, moviéndose hacia la superficie del campo gravitacional fuerte, entregando su energía cinética adquirida a las moléculas cercanas del agua, crean flujos vertiginosos circulares tangencial- radiales en el líquido y con esto también del depósito [4], ayudando a la caída de la película de vapor-gas desde los electrodos y a la salida de los iones más ligeros a las capas superiores del líquido. El movimiento relativo de la solución por la superficie del cátodo y el contorno de sus bordes agudos llevará a la ionización de las moléculas del agua y su desplazamiento a las capas mas alejadas, donde entregarán su carga negativa induccional a los cationes aumentando así el volumen de reacción alrededor del cátodo.

De esta manera, en la electrolisis gravitacional, el

trabajo mecánico de la fuente externa-de energía se gasta principalmente en superar las fuerzas de fricción con el aire y los soportes del rotor de electrogenerador de hidrógeno, decantación de los iones pesados del electrolito, fricción liquida y la circulación del agente frigorífico en el sistema de termopermutación. La magnitud de estas necesidades de energía mecánica depende del sistema cinético adoptado para la unión del dispositivo con la fuente de la energía mecánica, perfección de los aparatos de termopermutación y circulación. Así, en el caso del dispositivo con el motor eléctrico a través del multiplicador tenemos las pérdidas más grandes que se evalúan aproximadamente en 1,2 A, y uniendo directamente con el motor de combustión interna este indice puede ser reducido hasta 0,2 A. Por tanto, el rendimiento general hidromecánico del generador oscilará entre 0,45 y 0,85.

Durante su trabajo en el diapasón de las frecuencias de rotación, que aseguran la fuerza electromotriz del campo gravitacional T<0,018V, toda la energía eléctrica producida es interna y se consume en superar sus propias resistencias óhmicas, o sea, en asegurar las necesidades minimas del generador. Este régimen de trabajo obtuvo la denominación de la generación de hidrógeno. Si el generador funciona con las frecuencias que sobrepasan el umbral arriba indicado, paralelamente con la realización de la electrolisis, el exceso de la energía mecánica suministrada se transformó en electricidad capaz de <BR> <BR> <BR> <BR> realizar el trabajo útil externo, ya que con v » 0,018V la densidad de la corriente catódica llega a su magnitud máxima (corriente de saturación), cercano por la magnitud a la anódica y la tensión en el circuito externo crece considerablemente.

Este régimen de trabajo del generador recibió el nombre de electrogeneración de hidrógeno.

Hay que remarcar, que la temperatura de la solución

juega un papel sustancial en el procedimiento analizado.

Con su elevación, se aumenta la longitud del enlace hidratado y la energía interna cinética de las moléculas de agua, crece la cantidad de colisiones con los iones lo que en conjunto lleva a la disminución de la resistencia del desplazamiento de estos últimos en el campo de gravitación y con este se crean las premisas para la intensificación de la transformación de la energía térmica y la minimización de la frecuencia de rotación del rotor.

El diapasón óptimo de las temperaturas de trabajo es de 30-70°C, pero representa un interés especial el funcionamiento del generador con la solución sobrecalentada, esta posibilidad es actualmente objeto de las investigaciones del solicitante.

A la temperatura normal, teniendo en cuenta la masa del ion del hidrógeno, debido a su valor insignificante, se determina la frecuencia minima o umbral de rotación del depósito del rotor de generador que represente en el <BR> <BR> <BR> <BR> régimen próximo al económico.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>(3) X > {[qqK (1-aT)][16###0#mphk(r-0,5h)(2rß+rµ)2]-1}½ =<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> = {[1,6x10-19]2.[16x3, 14x80x8,85x10-'2 (21,26x10-26 + 2,99x10-26) x 10 (6x6,02x10²³) 1/3x0,23x0,85 (0,3- (1,38x10-1° + 2,93x10-10)2]-1}½ = 568,966 rad. s-I (19) Se toma la rotación minima de trabajo del rotor de generador como N = 5.500 min-1 (N1 = 91,666 s-1, W = 575,666 rad. s-1).

En este caso la velocidad periférica del centro de gravedad de la columna de la solución y de los iones periféricos (en el caso concreto serán aniones) equivaldrá a : vcp = 2#rcp.n1 = 2.3,14.0,185.91,666-106,6 M. c-1 (20)

Vn = 2nr. n1 = 2.3,14.0,3.91,666-172,7 M. c-1 (21) Se determina la fuerza centrífuga máxima que actúa sobre el ion periférico en el campo de gravitación : Fµ max = #mphKvcp²rcp-1 = (22) (21, 26. 10- + 2, 99. 10- 26). 10 (6.6,02.1023) 113.0,23.0,85.16,52.0,185-1 = 4,447.10-12 H La energía propia de este ion es : Wp = 0,5#mvn² = 0,5 (21,26.10-'+ 2, 99.10-26).172, 72 = = 3,61.10-21.2,173 (kJ. g-ion-') (23) La energía suma de la columna de iones sin contar con su deformación, la que actúa sobre el ion periférico y como consecuencia sobre los electrones de conducción concentrados sobre la superficie del cátodo : W# = 0,5#mphvcp² = 0,5 (21,26. 10-26 + 2,99.10- 26).10 (6.6,02. 1023).

10-1 Julios (24) Es mucho mayor que el trabajo de la salida y por supuesto mayor que la energía lineal y volumétrica de hidratación, lo que permite hacer la suposición previa pero bien argumentada sobre la posibilidad de la realización de este procedimiento con los parámetros dados.

La propia fuerza electromotriz del anión periférico en el campo gravitacional viene determinada por la ecuación (25) ## = Wµe-1 = 3, 61.10-21.(1, 6.19)-1 = 2,256.10²B (25)

La fuerza motriz externa integral de la columna de aniones (mejor dicho, potencial eléctrico interno inicial de ánodo y cátodo) WNe-1 = We' = 4,113.10-'3. (1,6.10-19)-l = 2,57.106B (26) La energía (volumétrica) gravitacional del disco de los iones pesados del electrolito sin contar el desplazamiento del centro de gravedad.

W7 = 0,5AmNCKUmea = 0,5 (21, 26.10-26 + 2,99.10 26).6,02.10²³.6,085.106,5²-4,222k (Julios) (27) El trabajo útil del campo gravitacional para el desplazamiento de los iones pesados del disco viene determinado por la ecuación (28) W7P = 0,5 (Am-mp) NCKUmef = 0,5. 21, 26.10-26.6,02.10²³.6, 085.106,52 = 3,7 Kj (28) La potencia instalada del generador viene determinada por la ecuación (29) : Wv = W3. = 4,222.0,8-= 5s277R (watios) (29) donde n es el rendimiento general hidromecánico del generador de hidrógeno.

La densidad de la solución en este caso es de 1,75 g.cm-3, mientras que la anchura del disco de la solución con el volumen de 1 litro viene determinado por la ecuación (30) :

Sd = 1000 {II [r2- (r-h2)}} = 1000 {3,14 [302- (30-23) 2]}-'= 0, 374 cm (30) El peso, Gd, es de 1,75 kg, y el área del ánodo viene determinado por la ecuación (31) : Sa = 2nrSd = 2.3,14.30.0,374 = 70,46 cm2 (31) La presión centrífuga del líquido sobre la superficie interna del rotor (ánodos) viene determinada por la ecuación (32) : P.a.=Yh(gr)-'-=O,00175.23.10650'.980-'.(gr)-'-=O,00175.23.10 650'.980-'. 18,5-1 = = 251,8 kg. cm-- (25,18 MPa) (32) donde g es la aceleración de la fuerza de la gravedad, cm. s-'.

El área de la superficie lateral del disco de líquido bien determinada por la ecuación (33) : SgL-2n [r-- (r-h)']-3,14 [30--(30-23)] = 2672,2 cm2 (33) La presión de las moléculas de agua no influye mucho sobre el mecanismo de aproximación de los iones pesados y sobre el crecimiento de su concentración en el espacio adyacente a ánodos. Esto se confirma por el hecho de que el desplazamiento (movimiento de avance) de los iones en la solución de las moléculas del gas disuelto o de las partículas de Brown.

La idea fundamental es lograr en el generador, las condiciones para el desplazamiento de los iones pesados hacia la periferia y consumir el trabajo mecánico equivalente numéricamente a la energía del campo gravitacional o al potencial energético del cátodo capaz

de superar la resistencia de los enlaces hidratados de los cationes con las moléculas de agua y asegurar su descarga espontánea conforme a la reacción exotérmica (8).

A-Wf"-Ux (34) Con la N constante para la realización de este trabajo es necesario tener una reserva del momento rotatorio que mueve el rotor en el motor. Después de conseguir la frecuencia crítica de la rotación, el incremento del trabajo mecánico pasa a la energía química potencial de los productos de la electrolisis y este proceso se acompaña con la absorción del calor desde la solución. El rendimiento de las transformaciones se aproxima a una unidad.

El balance energético del procedimiento será el determinado por la ecuación (35) : U = n-lA + Q = n_lWFw (35) donde Q es la energía térmica absorbida, y U es la energía suma del procedimiento La productividad del generador es proporcional al momento rotatorio. Acoplado al motor de combustión interna, su rendimiento general crecerá hasta 0,7-0,85.

Para el régimen del generador eléctrico del hidrógeno, como se dijo antes, la frecuencia laboral de rotación del rotor debe ser mucho mayor que la crítica Np >>N.,,,(36) Es evidente que esta variante de uso del generador para el automóvil es preferible ya que su dirección se

realiza, en lo principal, por el modo-de frecuencias.

A la conexión o desconexión, después de una larga pausa, del circuito eléctrico del generador de hidrógeno que trabaja en el régimen estable, son posibles los saltos de la corriente eléctrica, incluso hasta algunos kA. cl 1 de la sección del conductor, lo que habrá que tener en cuenta durante la construcción.

La productividad específica del generador de hidrógeno se puede definir partiendo de las siguientes posiciones : -de los datos iniciales se ve que la densidad de aniones en el ánodo es p = [2(#ß + rkl)]-2 = [2 (1, 38.10-8 + 2,93.10-8)]-2 = (37) 1,3.10" ion.cm-2 -es conocido que en el espacio entre los electrodos la intensidad del campo eléctrico en la electrolisis clásica es constante y en la distancia del cátodo equivalente al espesor de la envoltura hidratada más el radio efectivo del ion de hidrógeno d# = 4#ß + ru, (4.1,38 + 0,46).1010 = 5,98.1010 (38) -con el potencial mínimo de la descomposición del agua en el electrodo de platino E, = U1dC = 1,07 (5,98.10-')-. 178,9.108 (B.m-1) (39) y en el electrodo de hierro E#H = U2d# = 1,17 (5,98. 10--)-= 195,6.101 (B. rn) (40) En este caso, la distancia efectiva minima y máxima entre el cátodo y ánodo viene determinada por las

ecuaciones (41) y (42) : cL=E=2,57.106. (178,9.107)-1 = 0,0014365 (m) (41) Ci =E'=2,57.10'. (195, 6.107)-1 = 0,001314 (m) (42) El tiempo de descarga en la distancia máxima entre electrodos viene determinado por la ecuación (43) : t = RC_LptYf (43) donde R es la resistencia eléctrica del circuito externo del generador, Om [se considera R = 0,750 Om- la corriente de cortocircuito]; Ce es el depósito eléctrico del sistema"cátodo- ánodo", t = 0,5R##0Sadmax-1L### 70,46.10-'.

(1, 436.10-3)-1.6. Lp2,57 = 0, 74.107c La velocidad del desplazamiento de los aniones viene determinada por la ecuación (44) : U, = 2 (Fp + #µ)t-1 = 2. (1,38.1o"+2,93.10-) (0,74. 10-7)- 10,19.10"m.c" (44) Se corresponde bastante bien con la velocidad del movimiento de los cationes en la solución en la electrolisis clásica que se realiza en las condiciones de intensidad media del campo eléctrico ya que el valor obtenido no es mucho mayor.

En este caso, con la potencia establecida

anteriormente del generador en un segundo se descargará en una unidad del área : q = p. t-1 = 1,3.1011. (0t74 10-7)-1 = = 1,756.1021 ion. cm~2. c~l lo que equivale al avance de la corriente eléctrica In = q. e = 1,6.10-12 = 281 A. cm.-2 (46) El área del anillo del ánodo, Sa = 70,46 cm2, por lo que la corriente anódica es IA = I. Sa = 281.70,46 = 19799,3 A (47) La diferencia de los potenciales del ánodo y cátodo se debe a la diferencia de la actividad de los cationes y aniones durante la descarga o su concentración volumétrica temporal en la zona adyacente a los electrodos. Los cationes son el iniciador del proceso de la descarga. Por esto, su concentración delante del cátodo siempre será menor que la de los aniones delante del ánodo. Es decir, en el cátodo se sentira algún déficit de los electrones de conducción, lo que significa que condicionalmente recibirá un pequeño potencial positivo con respecto al ánodo lo que creará la tensión eléctrica entre ellos y equivaldrá numéricamente a varios decivoltios.

La gran resistencia interior del generador en el proceso de descarga lleva a la caída interna de la tensión y por esto la potencia del generador en la carga externa sera : Na = Ia. T = 19799,3.0,02256 = 446,67 V (48) Conociendo el equivalente electroquímico del hidrógeno

se puede determinar la masa del gas-desprendido en el cátodo según la ecuación (49) mo = F.Ia = 3 = 2,069.10-' kg.c-1 (49) La densidad del hidrógeno es PH = 0109-10-3 kg. L-1, en cuyo caso el volumen del gas desprendido viene determinado por la ecuación (50) : Vs = Mp. pp-1 = 2, 069.10-4.(0,09.10-3)-1 = 2,3 L. s-1 (50) La veracidad del resultado obtenido puede confirmar el hecho de que el factor determinante que influye sobre la productividad del generador es el valor del área efectiva del cátodo que tiene que ser menor que el área del ánodo y la densidad de la corriente eléctrica mayor.

El área del disco fino del cátodo siendo la función de radio para sus dos superficies laterales equivale a : Skmax = 2#[#²-(#-dmax)]² = 2.3,14 [302- (30-0,14365) 2] (51) <BR> <BR> <BR> <BR> -54 cl-<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> = 2.3,14 [30- (30-0, 1314)] = (52) = 49,4 cm- La densidad catódica de la corriente es mayor que la anódica, crece rápidamente más cerca del ánodo, y en la dirección hacia el eje del depósito a partir de la marca de referencia (r-dmax) disminuye con la misma rapidez.

De aquí los valores máximos y mínimos de la densidad de la corriente catódica son : Ikmin = Ia(Skmin)-1 = 19799,3. 49,4-1 = 400,35 A. CM-2 (53) Ikmax = Ia(Skmax)-1 = 19799,3.54-1 = 366,65 A.cm-2 (54) El valor medio de la densidad de la corriente catódica

es aproximadamente : Ikmedio = 0,5 (I max + Imil) = 0,5. (400,35 + 366,65) = (55) = 383,5 A. cm jxmedio > Ia lo que había que demostrar.

Una prueba más de la veracidad de los resultados obtenidos puede ser la referencia al experimento cuantitativo de Tolmen y Stuart, realizado en 1916 (5).

Por primera vez fue experimentalmente utilizada la masa propia de los portadores libres de la carga para obtener la fuerza electromotriz en un campo mecánico inerte. Está claro que la masa del electrón es unas 2,355.105 veces menor que la masa del anión bromato, por lo que la fuerza electromotriz surgida y de corta duración, medida en unas cuantas partes de décimas de mkV, no podría ser una causa optimista para buscar el campo de la aplicación práctica de este fenómeno hasta hoy en dia.

Además, la física del estado y el comportamiento de las cargas libres en metales se diferencia considerablemente de sus características en las soluciones de electrolitos. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>Up = UK+Q = A+Q = #H298Vs = 285,56.0,1 z 28,56 kJulios (56) donde #H298 es la energía estándar de la formación del agua al quemar el hidrógeno; AH298 = 285,56 kJulio. mol'', lo que corresponde a la potencia térmica específica equivalente a 4MAT. mi2 del área del ánodo.

El coeficiente de masa del rendimiento de la máquina frigorífica a la descomposición del agua por el procedimiento propuesto viene determinado por la ecuación (57) :

X = U, A-'G,-1 (57) En caso de que el régimen establecido de trabajo del generador, los iones pesados, decantados sobre la superficie interior del depósito como electrolitos, por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido perclórico, etc., en la descarga en el ánodo se transforman en los gases anódicos líquidos con una densidad menor que la de la solución, y emergiendo en la dirección radial conjuntamente con el oxígeno hacia la superficie de la solución, entregan el hidrógeno al líquido, o sea al depósito, casi toda la energía cinética reservada del movimiento rotatorio, por lo que disminuyen los consumos energéticos en el accionamiento del generador de hidrógeno. El efecto menor se puede conseguir utilizando el bromo para mejorar la calidad del electrolito o sus uniones de hidrógeno. Para esto es necesario un trabajo mecánico complementario para trasladar los aniones con el contenido de bromo y del bromo líquido hacia el centro de rotación del depósito.

Estos gastos están incluidos en el rendimiento general hidromecánico del generador y equivalen aproximadamente a un 10-12E del trabajo útilN/'.

En este caso, el coeficiente, arriba indicado, del rendimiento de la máquina frigorífica equivaldrá a : Xµ = Uµ(W##)-1.Gd-1 # 28,55.3,7'. 1,751~ 36,17 44,09 (58) Esto significa que para cada unidad del trabajo mecánico gastado, con el rendimiento relativamente alto, el generador absorberá y transformará de 36 hasta 44 unidades de la energía térmica de bajo potencial en la energía química de alto potencial de hidrógeno recuperado por cada kilogramo de solución, la cual puede, después,

quedarse almacenada y ser utilizada para los objetivos energéticos, industriales, etc. En comparación con las bombas térmicas de los compresores, en los cuales se utilizan las fuerzas débiles de Van der Waals de la interacción intermolecular de las partículas del cuerpo de trabajo, el generador gravitacional de hidrógeno tiene el rendimiento específico 4-5 veces mayor que la máquina frigorífica, porque en él actúan los enlaces iónicos más potentes y esto abre buenas perspectivas de aplicación en los sistemas de aparatos del aire acondicionado, calefacción y producción de frío. Además, el indice más importante de la efectividad de la transformación de la energía térmica es el coeficiente térmico de su transformación que refleja el grado de concentración del calor de bajo potencial.

Q =T,.T"(59) donde T1 es la temperatura de la llama hidrógeno-oxígeno durante su combustión, °K; Q = T,. T-' = 2873. 291-' (60) En las bombas térmicas de los compresores este indice es un poco mayor de 1. Por esto, el generador de hidrógeno permite utilizar el calor secundario no solamente para la calefacción sino para los procesos industriales de obtención de la energía mecánica y eléctrica secundaria.

En algunos casos es razonable utilizar lo que el solicitante ha denominado"régimen de acumulación"del trabajo del generador, cuando una parte del tiempo funciona consumiendo el electrolito, y en el estado desconectado recupera su composición anterior.

Para esto es necesario utilizar una buena calidad de electrolito, por ejemplo, la sal bien disuelta de un metal

activo pesado.

En el primer régimen, este metal se decantará en el ánodo, y en la solución se acumulará el ácido, después, en el segundo régime, el metal se disolverá en el ácido y el electrolito adquirirá su composición inicial. Como en el primer y en el segundo régimen de trabajo, el generador produce constantemente el hidrógeno, pero con distinta intensidad.

Las variantes de los cálculos realizados llevan al mismo resultado cualitativo, lo que demuestra que con valores mínimos dados y técnicamente conseguibles de los parámctros (r, h, W, K, T, C) y sobre todo de la condicionalidad admitida en la definición del tiempo de la descarga de iones (t), se asegura el funcionamiento del generador en el régimen de obtención de hidrógeno con el rendimiento de la máquina frigorífica próximo al óptimo.

El objetivo de pasar al régimen de electrogenerador de hidrógeno puede resolverse por medio del cambio de cualquier parámetro lineal del procedimiento (r, h, K, T, C), de la frecuencia de rotación (W) o de su conjunto, pero eso no es el objetivo de los cálculos presentes.

En el caso dado es suficiente constatar el hecho de que el procedimiento propuesto es realizable, el dispositivo es capaz de funcionar y existen reservas sustanciales para garantizar los indices específicos así como perspectivas satisfactorias para la introducción a la práctica industrial.

En la electrolisis gravitacional el factor determinante de su capacidad de trabajo no es el valor de la fuerza electromotriz, sino es el valor del potencial interno eléctrico catódico, el cual, incluso con la fuerza electromotriz insignificante a primera vista, para tener perspectivas de la aplicación industrial es capaz de crear condiciones para un proceso efectivo de alta productividad de recuperación de iones de oxígeno e hidrógeno en los gases moleculares y esto sirvió de base teórica del

procedimiento propuesto. En este caso, es importante el mismo hecho de que los resultados cualitativos y cuantitativos del experimento anterior teniendo en cuenta la masa crecida en muchas veces del portador sustituido de la carga eléctrica corresponden totalmente a los resultados del presente cálculo, extrayendo las siguientes deducciones prácticas.

La obtención de la cantidad de volumen de hidrógeno sin tener en cuenta el rendimiento del generador es igual a la absorción y transformación de la energía térmica.

En el electrogenerador se logra, en el líquido, la formación de vacíos (cavernas) que constantemente se crean y desaparecen durante el movimiento térmico de las moléculas de agua, sobre todo durante el movimiento rotatorio (~ !. 10-12 oscilaciones al segundo) en el que volumétricamente son asimétricas y durante la reconstrucción de la estructura crean cavernas con las dimensiones transversales, entre 4 y 7.101° m y la duración de su existencia es del orden de 1.10-1°.

La constante"reconstrucción cavernosa"de la estructura del líquido en el campo de fuerza asegura el movimiento dirigido de los iones durante la electrolisis.

La diferencia en la movilidad de los iones se explica por la frecuencia del surgimiento de las cavernas de dimensiones aceptables para los iones de un electrolito concreto. En los fuertes campos de fuerza que tienen lugar en la electrolisis gravitacional, ocurre también la introducción forzosa de los iones grandes en las cavernas con menores dimensiones transversales, por esto aparece el efecto térmico de la resistencia óhmica de la solución del electrolito. En el caso de la electrolisis clásica, la velocidad del movimiento de los iones es proporcional a la tensión del campo eléctrico y constante en el espacio interelectrodos. A la superposición sobre el electrolito

del campo mecánico centrífugo o gravitacional se cambia radicalmente el carácter del movimiento de iones y se convierte en dinámico.

Los enlaces hidratados conforme se acerca el ion a la periferia, se deforman paulatinamente, pero su descarga no se realiza de golpe contra la superficie del electrodo.

Esto, en parte, explica la alta efectividad de la electrolisis gravitacional. Es muy importante el hecho de que en este proceso participan activamente solamente aquellos iones que en el momento dado de tiempo están cerca de electrodos como en el caso de la electrolisis clásica, donde la masa principal de iones está en el estado de desplazamiento pasivo esperando en cola su momento de descarga. Hay que notar que en el electrodo central, en este caso el cátodo, durante la electrolisis gravitacional el carácter del comportamiento de iones (cationes), prácticamente es idéntico al clásico y la escala de las diferencias depende completamente del valor relativo de la masa propia de iones (cationes) y la profundidad de inmersión del electrodo (cátodo) en la solución. Para los cationes de hidrógeno estas diferencias son insignificantes debido a su pequeña masa en comparación con la masa de los aniones.

Partiendo de esto se pueden hacer las siguientes conclusiones argumentadas : a) la resistencia del material del ánodo y del cátodo en la electrolisis gravitacional es considerablemente mayor; y b) el hidrógeno, el oxígeno y el bromo en los electrodos correspondientes se desprenderán en forma de vapor-líquido.

La última circunstancia asegura una mayor densidad de la corriente eléctrica en comparación con un sistema análogo. Aproximadamente con las mismas dimensiones, las

gotas de los productos líquidos que-se forman en los electrodos tienen una densidad mayor, casi en 3 órdenes (secuencias), en comparación con las burbujas de gases que están bajo baja presión. Para minimizar las consecuencias negativas del efecto de polarización de electrodos, su superficie de trabajo ha de ser construida y fabricada de manera que los productos líquidos pesados se escurran por las canaletas helicoidales y espiral en dirección al eje, y los ligeros, moviéndose en dirección contraria se caigan, y el electrolito se mezcle intensivamente pero en régimen laminar del flujo de la solución.

Estas condiciones se logran, no solamente por los flujos internos circulares del líquido, provocado por la energeción de los gases y el frenado de los discos del cátodo, sino también en parte por la pulsación de la frecuencia de rotación del rotor, generada por la inestabilidad en el tiempo del momento rotatorio del motor y su insuficiente estado de compensación, sobre todo cuando se trata de un motor de combustión interna. La energeción de las gotas de vapor líquido se acompaña con el cambio de su estado de conjuntarse y como consecuencia un enfriamiento intensivo de la solución en la proximidad del ánodo y del cátodo. La masa principal de gases se evapora en la superficie de la solución, lo que puede llevar a la creación de hielo, sobre todo en los canales de evacuación en caso de que el agua que entra para la descomposición, no esté calentada suficientemente o exista una demora de evacuación de gases desde el depósito del rotor.

En este caso sería razonable aplicar la circulación forzada de la solución por medio de un termopermutador y añadirle dosificadamente el agua fuera del volumen del rotor del generador de hidrógeno. Para esto se recomienda compartir los procesos de la mezcla de la solución con el

bromo líquido desprendido en el ánodo (productos que contienen bromo) y la circulación de los mismos a través del termopermutador introduciendo en la construcción del rotor un disco con orificios radiales que se comunican por medio de los canales axiales correspondientes con el sistema de termopermutador (véase la Figura 2).

Esta solución técnica asegurará la posibilidad de orientar los flujos radiales y axiales, o sea, el proceso de termopemutación y el trabajo del generador en el régimen de seguimiento con respecto a los cambios del desprendimiento de calor de la fuente externa y de la energía mecánica del motor de combustión interna.

A continuación se dan algunos datos en el ejemplo de la perspectiva de la aplicación del electrolizador- generador en un automóvil con un motor de combustión interna con la capacidad de 110 Kw.

Tabla

Carburador Diesel 1 Balance térmico, 4 -uso útil de la energía térmica 70 68,3 -pérdidas con los gases de escape*)- -pérdidas en el sistema de enfriamiento**)-- -otras pérdidas 5 8 -consumo de energía térmica para el funcionamientodel dispositivo para obtener hidrógeno 25 23, 7 2 Area activa del termopermutador, m2 0,6 0, 58 3 Densidad máxima de la corrient, A.cm² 225 4 Area de electrodos, m2 0,250 0,248 5 Volumen de electrolito, m'0,018 0,017 6 Relación del depósito de combustible al 0,43 0,62 deposito de agua 7 Cantidad metálica específica del generador 0,73 y de los aparatos auxiliares, kg x kW-1 8 Volumen específico del generador, 0,00175 0,00175 m3 x kW- 9 Tolerancia para la rigidez de agua, mgEkv 7 <'1 menor de ***) 10 Pérdida del electrolito en el proceso de 10-12 explotación del generador, g, año 11 Disminución del consumo especifico del 230 170 combustible liquido,

Nota : En los motores sin el generador de hidrógeno : *) 45 40 **) 20 12 ***) 0, 5 de residuo seco <BR> <BR> <BR> <BR> -l electrcgeneradorpuedeenerarorgánicamenteenla<BR> <BR> <BR> <BR> composición del dispositivo de fuerza motriz del automóvil (motor) y se compagina bien con todas las piezas, sobre todo con la turbina té-mnca.

La utilización del electrogenerador en el automóvil

conjuntamente con la solución del objetivo técnico- económico principal (aumento de la economía del combustible y reducción de la emisión de polución del motor) no ofrece ningún problema de seguridad ya que durante el funcionamiento del dispositivo no se crea ninguna reserva de gas en exceso. Las necesidades de materia para el funcionamiento del electrogenerador pueden conservarse mucho tiempo en forma de agua y desprenderse en la cantidad necesaria y en el tiempo determinado solamente antes de la alimentación inmediata a los cilindros del motor o a la cámara de combustión de la turbina. La ausencia de los complicados problemas, vinculados con la conservación del hidrógeno en forma de gas, es una de las ventajas del dispositivo propuesto por esta invención.

Simultáneamente con el hidrógeno la mezcla combustible se enriquece por el oxígeno, lo que lleva al aumento de la temperatura media del ciclo termodinámico del motor y eso.

Por sus consecuencias, equivale al aumento del coeficiente de rendimiento (fuerza útil), a la reducción del contenido de óxidos en los gases de escape, a la combustión completa del combustible y la mejor formación de la mezcla. La construcción del electrogenerador permite obtener el hidrógeno a presiones por debajo de 2 MPa lo que no exige un compresor adicional para el motor de diesel y de turbina.

La utilización de hidrógeno en la mezcla combustible- aire permite aumentar la escala de compresión y utilizar los combustibles más baratos de menor cantidad de octanos.

Durante la explotación de tal automóvil a la temperatura baja del aire ambiental el depósito de agua ha de fabricarse con medios de calentamiento eléctrico y termoaislamiento y dotación de un termostato. El arranque del motor en frío es más fácil con la mezcla de hidrógeno.

En el funcionamiento del electrogenerador en el <BR> <BR> <BR> <BR> régimen óptimo, consume menos del 12% de la energía, de la formación del agua. En este caso es capaz de transformar directamente la mayor parte del calor útil producido por el motor de combustión interna, en energía eléctrica (hasta 80%), lo que implica que el rendimiento térmico del motor bajará de 70-68% hasta 56-54% (véase la tabla anterior). En otras palabras, en la transmisión del automóvil o en otros nudos, piezas y puestos de mando, en vez de energía mecánica puede utilizarse la corriente eléctrica continua y eso prácticamente ya es un electromóvil con la fuente termoquímica de la corriente eléctrica.

Esta invención permite no solo mejorar los indices técnico-económicos del dispositivo de fuerza energética de un automóvil tradicional, sino crear las premisas para elaborar en un futuro próximo un medio de transporte nuevo, de construcción más moderna, incluyendo su transmisión, sistema eléctrico, de freno y de mando.

La conclusión principal que se puede hacer en base al análisis de los resultados de los cálculos realizados, consiste en que el procedimiento propuesto de descomposición de agua en el campo gravitacional artificial es realizable aplicando soluciones técnicas constructivas ordinarias. También es evidente que es posible utilizar diferentes soluciones de construcción del generador o electrogenerador de hidrógeno y que también es posible la utilización de una gama amplia de electrolitos aptos para la utilización en estos dispositivos, e incluso con las propiedades más ventajosas desde el punto de vista técnico-económico y ecológico, o sea que tengan mayor diferencia de masa de cationes y aniones, mejor solubilidad, alto nivel de disociación y menor salinidad.

La productividad específica del generador y su

rendimiento es más que suficiente para compaginarlo con los motores de combustión interna, incluyendo automóviles, aviones, etc.

Los parámetros del campo gravitacional indicados en los cálculos no son máximos y en la práctica pueden ser superados considerablemente utilizando en la construcción del rotor del generador materiales ligeros de alta resistencia. Esto crea las premisas para la construcción del electrogenerador de hidrógeno como dispositivo muy efectivo y performante, sobre todo en automóviles. Esto abre las posibilidades a la creación de un medio de transporte principalmente nuevo que se diferenciará del automóvil por su ahorro de combustible, seguridad ecológica, etc. Sería razonable enlazar el electrogenerador de hidrógeno con el motor de turbina de combustión interna.

La misma solución constructiva es viable en la aviación, energía eléctrica, así como en los casos donde el bloque mecánico del electrogenerador está alejado del motor o de la fuente de energía a una distancia considerable.

Al proyectar (diseñar) el generador de hidrógeno es razonable utilizar el rotor de cortocircuito.

En reläcidn con la alimentación de calor hacia el generador, resulta óptimo hacerla inyectando la solución del electrolito a través de un termopermutador externo, utilizando también un portador térmico intermedio.

En el electrogenerador de hidrógeno de la invención, el cátodo y ánodo deben estar eléctricamente aislados uno del otro, preferentemente por la superficie de unión del cuerpo del rotor con el eje de rotación.

Además, sería más conveniente unir los discos de la bomba y del cátodo en un solo módulo constructivo del rotor, al frenarlos simultáneamente se aseguraran mejores condiciones para el escurrimiento de hidrógeno de su

superficie. La holgura radial entre el cátodo y el ánodo debe ser minima, y en el caso del generador de hidrógeno puede no existir o ser de unos micrometros.

En los sistemas de alimentación de agua y evacuación de gases deben instalarse filtros efectivos La evacuación de los gases del generador puede realizarse a su presión excesiva, del orden de 1 a 2 MPa.

Es posible la evacuación combinada, cuando el oxígeno está separado y el hidrógeno se envia al sistema de combustión del motor en forma vapor-líquido. El generador debería acoplarse al disco de la turbina o al volante del motor, en este último caso adquiere las propiedades del recuperador, o sea un dispositivo que transforma efectivamente su energía mecánica en la energía química de hidrógeno en el movimiento, por ejemplo, del auto en un descenso de la montaña. En la construcción del sistema de la alimentación de hidrógeno a las cámaras de combustión del motor debe estar previsto un depósito acumulador.

Es posible que cuando la frecuencia de rotación del rotor sea mayor que la que se necesita para la obtención estable y económica de hidrógeno, la energía eléctrica producida que no sea requerida por el electrogenerador puede ser destinada para la carga de la batería del automóvil, y el generador eléctrico tradicional puede ser desconectado.

Si la potencia del generador es grande, la producción de hidrógeno y oxígeno puede hacerse bajo la presión excesiva en forma liquida, dirigiéndolos después al termopermutador externo. Esta solución técnica es aplicable para las bombas térmicas y equipos de refrigeración.

En la construcción del generador se recomienda utilizar los siguientes materiales : Para el cuerpo del depósito en forma de dos discos

acoplados y piezas de fijación utilizar el acero 30 x 9CH A [composición química : % : de carbono, 0,9- <BR> <BR> <BR> <BR> 1,2 de silicio; 1-1,3 de manganeso; de cromo ; de níquel, menos de 0,025 de fósfor y 0,025 de azufre, el resto hierro] después del tratamiento mecánico previo a 900°C, enfriado hasta unos 550°C, prensado en esta temperatura a 40-70%, templado en lubricante (aceite) a 900°C, esperar durante 6 horas a 275°C y tratamiento con frío a-80°C con el limite final de fluidez O > 2.200 H.mm2.

Aplicar la potencia establecida del orden de 6 KVH, con con el regulador sin producir escalones de frecuencia de rotación del rotor y tacómetro para disminuir la fricción del rotor y el ruido con el sistema de alimentación de aire o bomba de vacío.