По-видимому, в ближайшем будущем методы получения водорода с использованием углеродного сырья будут основными. Однако сырьевые и экологические ограничения процесса паровой конверсии метана стимулируют разработку процессов производства водорода из воды. Среди способов получения водорода из воды наибольший интерес в атомно-водородной энергетике представляют электролиз, сонолиз и малоизученный способ плазменного электролиза.
Данное исследование основано на экспериментальных работах некоторых исследователей и на факте случайного получения аномально большого количества водорода в Институте Промышленных Технологий (г. Кривой Рог). Условия случайного получения аномально большого объема водорода заключалось в следующем: при электролизе щелочного электролита и выделения на электродах целевого элемента, стеклянную электролитическую ванну (5 литров) поместили на вибростолик. В раствор был также погружен магнитострикционный излучатель ( диаметром 3см) питаемый от низкочастотного генератора. Частота вибрации столика примерно 13 Гц, магнитострикционного излучателя 8 Гц. На рис.1 показана электролитическая ванна и схема расположения электродов.
Вибростолик служил для интенсивного перемешивания раствора. Добавление магнитострикционного излучателя внесло в картину электролиза существенное отличие. При взаимодействии двух возбуждающих частот (и вероятно однопериодного выпрямленного тока электролиза) произошло резкое усиление газовыделения. Газовыделение выглядело как кипящий конусный объем электролита. Так как проведение работ не было связано с исследовательской деятельностью, то не была произведена запись в лабораторном журнале о применявшемся оборудовании и условия наступления данного эффекта.
Когда вода, независимо от того, легкая она или тяжелая, подвергается воздействию акустических волн, разрушение пузырьков, образованных на окружающих твердых стенках, возможно может вызвать ядерную реакцию. Этот процесс отличается от реакции синтеза. Этот метод не достаточно исследован при озвучивании жидкостей. Некоторыми исследователями выявлена возможность протекания ядерных реакций при озвучивании жидкости, что подтверждается генерацией нейтронов и наработкой трития и радиоуглерода и значительным γ и β излучением.
Нечто подобное можно найти в работах Б.В. Дерягина. Им в 90-е годы обнаружено, что ультразвуковая кавитация в тяжелой воде на титановом вибраторе ведет к слабой эмиссии нейтронов. Совмещение ультразвука с электролизом стабилизирует процесс и дает эмиссию нейтронов, в десять раз превышающую естественный фон. Ядерные реакции продолжаются в течении десятков минут после выключения ультразвука.
Вторым мотивом исследования процессов сонолиза на низких частотах является демонстрация уникального прибора на выставке «Архимед» г. Москва, 2002г. На выставке этот прибор обработки воды представил Олег Алексеевич Казаков из Казахстана. Не улавливаемые ухом звуки сверхнизких частот придают воде необычные свойства. Казаков создал прибор, в котором вода облучается инфразвуковым полем. По словам Казакова, при воздействии низких частот в воде образуется пучок ионизированного водорода: начинается ее распад, она как бы самоочищается от всего: бактерий, загрязнений, солей... На стенде демонстрировался стакан воды, края которого были покрыты толстым кристаллическим налетом. Это автор обработал своим прибором соленую воду, и соль, выделившись из нее, кристаллизовалась на стенках стакана. А вода очистилась, стала нейтральной и таковой остается на долгое время. (Технология опреснения морской воды крайне востребована, т.к. на данный момент это связано с большими энергозатратами). Казаков показал аккумулятор, состоящий из пластин разных металлов. Налил туда обработанную воду, в качестве электролита, и подключил к нему электрический будильник — тикает. Также был проведен эксперимент на новом щелочном аккумуляторе с нулевым потенциалом. Обработанную прибором обычную воду заливали в аккумулятор и давали выдержку в течении 30 минут. Затем подключали галогенную лампу от фары автомобиля, которая проработала трое суток. Был создан инфразвуковой терапевтический аппарат, который облучает различные органы пациента и позволяет без хирургического вмешательства удалять из них всевозможные миомы, кисты, аденомы, камни из почек и желчного пузыря и пр. Начаты работы по лечению и онкологических больных. Механизм действия пока не изучен, но факт излечения налицо. Аппарат был награжден золотыми медалями на международных выставках в Брюсселе и др. городах и уже выпускается серийно. При воздействии промышленной установки ИФС (10кВт) на сырую нефть удалось отделить от нее парафин, что является актуальной проблемой при транспортировке по трубопроводам.
Данное физическое явление побудило нас организовать личную встречу с автором.
Стоит указать на существования двух видов прибора ИФС (на выставке представлен один) для медицинских целей и другой для воздействия на жидкие среды. Со слов Казакова О.А. воздействие прибора второго вида на воду при потреблении генератором 160 Ватт/час электрической энергии объемный выход водорода составляет 9м.куб/сек. При этом объем воды почти не меняется. Энергетическое соотношение при этом составляет 160/97200000 Дж, что возможно только при ядерных реакциях.
Выписка из письма Казакова О. А. в Институт Ядерных Исследований, г. Москва.
- Также был получен эффект выхода газа из воды непосредственно при облучении воды установкой ИФС с погружением направляющей трубки облучателя непосредственно в воду. Эффект мгновенного выхода газа из воды при облучении с мощностью воздействия облучателя 10Вт и потребляемой мощностью установки ИФС равной 160 Вт, при воздействии облучателем с погружением направляющей трубки в открытую емкость с водопроводной водой наблюдался вылет "водяных протуберанцев" с поверхности воды вверх на расстояние 30-40 см от поверхности воды и мгновенного заполнения газом лаборатории объемом в 9 м3 и сопровождалось специфическим запахом гниения (вероятно от мгновенной гибели бактерий в лаборатории) и вызовом тахикардии у оператора -автора. Все это происходило в течение 1 секунды, во время эксперимента объем обрабатываемой воды не уменьшился, т.е. вода осталась в том же объеме.
Во время нашего визита и переговоров в Алматы в январе 2006г. Казаков О.А. был сдержан в разговорах о технологии, боясь выдать ноу-хау процесса. Собрано большое количество документов и свидетельств. Как оказалось, ноу-хау относится в основном к сплаву, из которого сделан излучатель. Другой вопрос, адресованный Казакову О.А. во время встречи, это- месторасположение и устройство излучателя. Он может находиться над обрабатываемой средой или помещенный в жидкость. От этого зависит конструкция, мощность и вид излучателя. Сам генератор частот(1-200 Гц, 160Вт) применяемый Казаковым О.А., является стандартным электротехническим устройством.
По поводу сплава удалось установить, что материал, который содержал излучатель, был европий. Свойства лантаноидной группы элементов таковы, что если они входят в сплав сердечника излучателя, то амплитуда колебаний возрастает в тысячи раз на одну единицу энергии магнитного поля. (Рис.2) Это явление носит название гигантская магнитострикция. Так, например, излучатели на основе редкоземельных магнетиков могут иметь максимальную акустическую энергию до 5300 джоулей на кубический метр излучающего вещества, в то время как у одного из лучших ферромагнитных сплавов эта удельная энергия не превышает 40 джоулей и даже у пьезокерамики она не более 700 джоулей. Установлено, что такими необычными свойствами эти вещества обязаны особенностям строения атомов редкоземельных элементов и урана, образующих кристаллическую решетку. Их электронные облака имеют сильно вытянутую, несферическую форму (упрощенно это показано на рисунке 2).
Месторасположение излучателя при встрече выяснить не удалось.
Непомерно высокая цена, запрошенная за данную технологию и расплывчатое ее описание, стимулировало нас в собственной исследовательской работе. Одно обстоятельство, которое внесло сомнение (а в некоторой степени наоборот утвердило), так это отсутствие выхода газообразного кислорода при использовании Казаковым О.А. его метода. После изучения и сопоставления информационных материалов и учета редкого явления низкочастотной кавитации, нам представляется следующий механизм взаимодействия звукового поля и объема воды. Как мы и предполагали, воздействие знакопеременного давления надо приложить к поверхности, т. е. на раздел газовой и жидкой среды, доказательством этого является заявка на изобретение Казакова О.А.(Казахстан,г. Алматы)
Если расположить насадку на некотором расстоянии в газовой фазе, то воздействие ослабляется за счет воздушной прослойки. Если расположить насадку в жидкости, то мы получим обычный сонолиз. А вот в случае, когда насадка почти касается уровня воды, но не погружена, плавно изменять частоту воздействия в зависимости от формы, емкости и объема, то скорей всего мы обнаружим эффект, который получил Казаков О.А.
На рис.3
предложен возможный механизм явления. Рассмотрим единичный цикл возбуждения волны плотности. На рис.3а в начальный момент импульса тока насадка воздействует на мениск и возбуждает волну плотности в жидкости
направленную вниз кюветы. При этом скорость распространения волны соответствует скорости звука в воде (с=Ö1/cr, где с- скорость, c- коэффициент сжимаемости, r- плотность) и составляет примерно 1485м/сек. Отраженная волна от дна кюветы, поднимаясь до раздела газ-жидкость, сообщает подъемную скорость линии мениска 1485м/сек.(рис.3б). В свою очередь скорость распространения амплитуды вибрации магнитострикционного излучателя и плоскости насадки соответствует скорости звука в металле (с=Ö Е/r, где с- скорость, Е- модуль упругости, r- плотность) от 5100-5700м/сек. При подстройке возбуждающей частоты, совпадении встречных векторов импульсов волны плотности и насадки,(рис.3в) скорость «удара» достигает 6585м/сек. Такая скорость взаимодействия характеризует воду уже не как жидкость, а как твердое тело. Известно, что любое твердое тело конечных размеров имеет собственную частоту колебаний. Совпадение возбуждающей и собственной частоты приводит к многократному увеличению амплитуды и разрушению (разрыву молекулярных связей) колеблющегося тела (рис.4).
В случае если излучатель находится в жидкости, то основная энергия идет не на разрыв молекулярных связей, а на компенсацию знакопеременного давления, механическую эрозию вибратора, на образование и существование кавитационных полостей (рис.5).
Разрыв молекулярных связей в воде, возможно, приведет к выделению из объема молекулярного водорода и кислорода. Отсутствие в результате реакции газообразного кислорода в установке Казакова О.А. объяснить с точки зрения классических законов нельзя. Возможен ли механизм ядерных реакций, при котором атом кислорода разрушается до протонов и нейтронов? Эмиссия нейтронов в опыте Б.В.Дерягина подтверждает такую возможность. Ответить на вопрос в полной мере может только корректно поставленный эксперимент.
Нами был изготовлен вибростолик с изменяющейся частотой и генератор синусоидального напряжения мощностью 100 Ватт и частотой от 1 до 10000 Гц. Плюс точная регулировка частоты до десятых долей герца. Проведены некоторые эксперименты по совмещению в одном объеме сонолиза и плазменного электролиза. В силу ряда причин нам не удалось приобрести излучатель, обладающий гигантской магнитострикцией. По словам Казакова О.А. «деталь» для излучателя он заказывал в Институте им. Курчатова, г. Москва. Конструкция и процентный состав специального сплава требует консультации специалистов в этой области. Изготовление собственными силами нескольких магнитодинамических излучателей не привела к их устойчивой работе. Переделка мощных динамиков также связана с определенными трудностями.
