Новые источники энергии

Фролов Александр Николаевич

Рис. 222. Схема реактора и фото испытательного стенда, 2003 год, ООО «Лаборатория Новых Технологий Фарадей»

Основная часть стенда – «молекулярный реактор», представляет собой обычную электронно-вакуумную лампу в керамическом корпусе, с бачком водяного охлаждения. Особенность конструкции – вольфрамовое покрытие на внутренней поверхности анода лампы, которое служит катализатором реакции рекомбинации. Катод был рассчитан на рабочее напряжение 12 Вольт и ток 100 Ампер, то есть примерно на мощность 1 кВт. Мы проводили исследования различных режимов, в том числе и импульсные режим нагрева (полупериоды) от сети 50Гц. Напряжение регулировалось с помощью мощного лабораторного трансформатора. В импульсе, катод выдерживал 14 Вольт. С помощью системы водяного принудительного охлаждения, включающей в себя насос, радиатор с вентилятором, и датчики температуры, мы получали точные значения генерируемой тепловой мощности. В проекте применялся вычислитель количества теплоты типа ВКТ, разработка и производство фирмы «Теплоком», Санкт-Петербург. Большую помощь в работе по данному проекту оказал Игорь Анатольевич Погоняйло.

Согласно Договора, после проведения экспериментов в Санкт-Петербурге, испытательный стенд был экспортирован во Францию. Проекты Моллера по данной теме, которые он проводил позже во Франции, называются MAHG (Moller Atomic Hydrogen Generator), они описаны в интернет, в частности на сайте Жана Луи Нода (Jean Louis Naudin) http://jnaudin.free.fr/.

Были изготовлены другие реакторы, которые затем были экспортированы в Австралию, Кристоферу Бремнеру (Christopher Bremner), для проверки обнаруженных нами результатов специалистами лаборатории в Сиднее. Необходимо отметить, что критика

профессионалов из Австралии в наш адрес по методике измерений мощности на входе, при импульсном питании катода, была конструктивной. В то же время, заявления Жана Луиса Нода по эффективности преобразования энергии в его экспериментах, на мой взгляд, не были корректны. Его результаты несколько завышены. В любом случае, этот этап исследований касался только одного метода получения атомарного водорода, а именно, метода импульсного нагрева катода. Другие, более перспективные методы, например, импульсные разряды в газе между анодом и катодом, при котором в моей лаборатории отмечалось 180–240 % эффективности, в Сиднее и во Франции не изучали. Поведение смеси водорода и других газов в молекулярном реакторе, также не изучали. Эти планы хотелось бы реализовать.

Исследования 2003 года по данной теме показали, что при рекомбинации атомов водорода в молекулу, возможно получение избыточного тепла, даже в режиме термической диссоциации, то есть при получении атомарного водорода методом нагрева вольфрамовой спирали. Измерения были сделаны с достаточно высокой точностью, хотя давление газа 0,1–0,2 атмосферы не давало нам возможности получать большую мощность. В будущих проектах, целесообразно работать при давлениях водорода в несколько атмосфер, хотя это требует разработки специального надежного корпуса реактора.

Несколько слов по теории процесса. Начнем с того, что вычислим тепловую энергию рекомбинации одной молекулы. Из работ Ленгмюра и Вуда, известно, что реакция рекомбинации дает 435 КилоДжоулей тепла на грам-молекулу. Зная число Авогадро, можно найти количество тепла, выделяемое при рекомбинации одной молекулы водорода, равное, примерно, 10 в минус 18 степени Джоуля.

Тепловая диссоциация водорода требует сообщить молекуле такое же количество энергии, иначе она не диссоциирует. Нить накала катода, в наших экспериментах, нагревалась до 500 – 2400 градусов Кельвина. Найдем энергию тепловых колебаний (кинетическую энергию) атомов вольфрама нити накаливания, имеющей такую температуру. В данном диапазоне температур, она равна примерно 10 в минус 20 степени Джоуля, то есть в 100 раз меньше, чем необходимый уровень энергии диссоциации. Только для 7000 градусов Кельвина (температура фантастически высокая), мы получаем энергию на уровне 10 в минус 19 степени Джоуля, но все равно, это примерно в 10 раз меньше, чем уровень энергии, необходимый для начала диссоциации молекулы водорода. Странная ситуация…

Эти расчеты заставили меня задуматься о природе передачи кинетической энергии от атомов горячей вольфрамовой спирали молекулам водорода. Было сделано допущение о наличии в эксперименте некоторой доли паров вольфрама, которые всегда образуются в таких случаях, так как водород при заполнении колбы имел некоторую примесь паров воды (точка росы применяемого в данной лампе водорода была около минус 60 градусов Цельсия). Данный анализ физической ситуации, в которой участвуют пары вольфрама и молекулы водорода, при учете измерений тепловыделения в режиме импульсного нагрева катода, привел к открытию эффекта, суть которого заключается в следующем:

Во-первых, отметим, что массы молекул вольфрама и водорода значительно отличаются. В этом случае, мы можем указать на особые условия упругого столкновения двух тел различной массы (открытие Профессора Е. В. Александрова № 13 Приоритет СССР от 30 октября 1957 года). В соответствии с этим открытием, тело маленькой массы получает избыточную энергию в результате упругого столкновения с телом большой массы. Упрощенно, эксперимент Александрова состоял в том, что стальной шарик, сбрасываемый с некоторой высоты на массивную стальную плиту, отскакивал, и поднимался против силы тяжести на высоту, большую, чем его начальная высота. Позже выяснилось, что причиной явления служит потенциальная энергия в виде упругих сжатий, которые возникли при изготовлении шарика. Они высвобождаются при нескольких первых соударениях, но постепенно эффект уменьшается до нуля. Тем не менее, этот эксперимент дал импульс к развитию следующей концепции.

Из двух фундаментальных законов (сохранения энергии и сохранения импульса) будем полагать первичным закон сохранения импульса. При упругом столкновении, передача импульса от тела большой массы телу малой массы происходит таким образом, что после взаимодействия скорость тела с малой массой будет намного больше скорости тела с большой массой. Для пары тел «водород – вольфрам», разница масс составляет 74 раза. С учетом этого эффекта, скорость молекулы водорода после столкновения с «горячей» молекулой вольфрама, колебания которой соответствуют температуре 1500 градусов Кельвина, может достигать 52 км/с (теоретический максимум). На такой скорости, кинетическая энергия молекулы водорода может достигать 10 в минус 18 степени Джоуля, что намного больше той энергии, которая необходима для диссоциации молекулы водорода на атомы. Важно учесть, что кинетическая энергия имеет квадратичную зависимость от величины скорости движения (или колебаний) молекулы. Поэтому, преобразование кинетической энергии может быть несимметричным.

Итак, был получен вывод: физическая система двух взаимодействующих молекул очень эффективна в случае большой разницы их масс, так как происходит асимметричное увеличение кинетической энергии более легких молекул при упругом столкновении с более тяжелыми молекулами. Осциллирующие тяжелые атомы паров вольфрама (или вольфрама в нити накала) обеспечивают огромную скорость легким молекулам водорода после столкновения. Эта кинетическая энергия обуславливает диссоциацию водорода и выделение тепла при последующей рекомбинации. Таким образом, затратив 1000 Ватт электроэнергии на накал, можно ожидать получить более 7000 Ватт тепла. Другие варианты преобразования энергии, при столкновении молекул разной массы, и других «экономных» методах их возбуждения, могут дать еще большую эффективность.

В плане развития проекта, Кристофер Бремнер (Christopher Bremner) предложил использовать в экспериментах по данной теме смесь газов криптона и водорода. Возможны различные варианты смеси газов. Например, всем известна высокая эффективность ксеноновых ламп. В связи с тем, что молекула ксенона состоит из 11 атомов, а каждый имеет вес, равный весу 54 атомов водорода, предлагается использовать в будущих экспериментах смесь ксенона и водорода. В данном случае, разница массы молекулы ксенона и молекулы водорода составляет 297 раз, что обеспечит условия эффективной диссоциации водорода. Возбуждение молекул ксенона можно производить импульсным электрическим разрядом или облучением светом на резонансной длине волны. Рекомбинацию атомарного водорода, в данной схеме, целесообразно проводить в отдельном реакторе с катализатором (вольфрамовое напыление) и теплообменником. Приглашаются партнеры для развития и коммерциализации данного метода получения избыточной тепловой энергии.

Аналогичная ситуация складывается для случая паров ртути и водорода, а также других вариантов. Интересно, что «ртутно-водородный» метод уже применялся ранее для эффективного получения атомарного водорода, например, он описан в работе «Свойства свободных атомов водорода», К.Ф. Бонгефер, Берлин, «Ergebnisse tier exakten Naturwissenschaften», Выпуск № 6, 1927 год. Возбуждение смеси газов ртути и водорода, как пишет Бонгефер, должно производиться светом внешней ртутной лампы с длинной волны 254 нм. Этот свет возбуждает колебания тяжелых атомов ртути в другой колбе, где в смеси газов возникают соударения молекул ртути с молекулами водорода. Схема показана на рис. 223.

Рис. 223. Схема Бонгефера по получению атомарного водорода

Теперь мы понимаем, что именно благодаря разнице масс соударяющихся молекул, молекулы водорода, которые в 40 раз легче молекул паров ртути, приобретают огромную скорость после столкновения, и диссоциируют на атомы. Отметим, что данный метод применялся давно, но без объяснения эффекта. Рассмотрение причин появления «избыточной» энергии требует анализа инерциальных свойств массы, то есть явления инерции. Объяснение этого явления связано с концепцией эфира, так как движение молекулы с большой скоростью происходит не в пустом месте, а в окружающем ее эфире. Начинаются «чудеса природы» с момента упругого столкновения молекул, а фактически, с эфиродинамического обмена двух областей пространства-времени, одно из которых мы воспринимаем как «тяжелую молекулу», а второе, как «легкую молекулу». Это две разных физических системы, и в них даже время идет с разной скоростью, что и воспринимается нами, как закон сохранения импульса при их столкновении. После такого взаимодействия, можно предположить наличие эффекта «изменения температуры эфира», эквивалентного той избыточной тепловой энергии, которую мы забираем из реактора. Косвенно, это

может проявляться как некоторые темпоральные и гравитационные эффекты, перспективные для создания космических движителей нового поколения. Парадокс «столкновения двух тел разной массы» ранее рассматривался другими исследователями, но в нашем проекте 2003 года, впервые был сделан расчет условий для молекулярного уровня, а также, теория была применена для практических целей. При этом, предполагалось, что столкновение молекул является абсолютно упругим, что очевидно при электромагнитных (эфирных) явлениях. Стальной шарик, в эксперименте Александрова, при повторениях соударений, постепенно терял упругость, и эффект пропадал. Молекулы и атомы такими недостатками, как известно, не обладают, поэтому предлагаемые циклы диссоциации-рекомбинации молекул являются перспективным направлением развития автономных теплогенераторов замкнутого цикла, не расходующих водород.

Глава 16 Автотермия воздуха

В этой главе мы рассмотрим «условно-бесплатную» технологию, о которой задумывался еще Тесла. Речь идет о сжигании азота, находящегося в воздухе, другими словами, об автотермии воздуха. Автотермия воздуха – явление горения воздуха, в частности, в модернизированном автомобильном двигателе, подробно изучал Евгений Иванович Андреев. В 2000 году опубликована его книга «Естественная энергетика». Эксперименты группы авторов показали возможность работы карбюраторного двигателя с минимальным расходом топлива, при определенной обработке воздушнотопливной смеси двигателя. Согласно теории Андреева, горение воздуха начинается при минимальном количестве углеводородов, выполняющих роль катализатора, и основано на лавинной реакции взаимодействия свободных электронов с атомами кислорода.

Известный пример, который следует знать для обеспечения техники безопасности: взрыв кислородных баллонов может произойти при наличии масла на поверхности баллона, так как кислород «бурно реагирует» при взаимодействии с маслом. Химическую реакцию горения или взрыва чистого кислорода можно представить, как диссоциацию молекулы кислорода на атомы и электроны, а затем рекомбинацию кислородных атомов в молекулу с выделением энергии. Для этого достаточно небольшого количества углеводорода (масла), который играет роль катализатора. Мы уже рассмотрели аналогичный молекулярный цикл для водорода. Именно такой подход, при небольшом количестве углеводорода, играющего роль катализатора, рассматривал Андреев.

Андреев провел измерения состава выхлопных газов двигателя, работающего при уменьшенном расходе топлива. Результаты дают основания полагать, что в процесс горения вовлекается азот, так как его процентное содержание уменьшается. При этом на выходе увеличивается содержание водяных паров, и обнаружен углерод в виде мелкого графита. Это факт трансмутации азота в углерод! При большом количестве углеводородного топлива (при богатой топливо-воздушная смеси), избыток электронов связи препятствует автотермии воздуха, поэтому, в обычном случае, горит само углеводородное топливо, с образованием оксидов углерода.

При автотермии воздуха по методике Андреева, катализ может обеспечиваться магнитной обработкой воздуха, и при этом используются электроны связи самого воздуха, а не электроны топлива. Обычно, магнитные насадки продаются автомобилистам для получения экономии топлива. Магнитные катализаторы Андреева работают несколько иначе: необходимо магнитное поле, катализатор (платина) и немного водяных паров (протоны).

Андреев опирается на теорию Базиева, в которой показано, что магнитный поток является потоком мелких положительно заряженных частиц «электрино», Д.Х.Базиев книга «Заряд и масса фотона», Москва, 2001. Возможно, это и есть то самое эфирное «положительное электричество», о котором писал Тесла и другие исследователи. Андреев пишет: «.магнитным потоком можно усилить вихрь электрино вокруг атомов в катализаторе, и тем самым усилить обработку воздуха». Пример горения редкоземельных металлов на открытом воздухе, который рассмотрен в работах Андреева, также объясняется как каталитическая реакция. Редкоземельные металлы, в силу своей специфической структуры, можно рассматривать как мощные концентрированные вихревые процессы в эфире. Поэтому они являются катализаторами перехода кислорода в атомарное состояние (диссоциации), а последующая рекомбинация кислорода дает тепловыделение. Были получены три российских патента Е.И.Андреева по данной теме: № 2229619, № 2229620 и № 2179649. Особо в патенте отмечена роль платины, как катализатора: «обрабатывают воздух путем воздействия на него магнитного поля и катализатора, например, платины. при этом создают такую индукцию магнитного поля, при которой в присутствии катализатора происходит диссоциация на ионы не только молекул кислорода воздуха, но и молекул азота…» Полагаю, что и другие металлы, кроме платины, могут играть роль катализатора диссоциации молекул.

Очевидно, что работы по автотермии воздуха являются одним из перспективных направлений альтернативной энергетики. Большим преимуществом данного подхода является возможность использования стандартных карбюраторных двигателей внутреннего сгорания в качестве основы новых энергоустановок, работающих на «активированном воздухе», преобразуя азот в углерод.

С другой стороны, понимание процессов автотермии воздуха заставляет обратить внимание на другие существующие физические механизмы, которые могут использоваться в альтернативной энергетике. Особые условия диссоциации молекул, позволяют получать переход вещества (кислорода) в атомарное состояние при минимальных затратах энергии, а процесс его рекомбинации обеспечивает большое тепловыделение. Таким естественным образом, почти без расхода топлива, за счет симметричного цикла диссоциации-рекомбинации, может быть решена задача тепловыделении или теплоп оглощения.

Глава 17 Капиллярные явления

Отдельный класс устройств преобразования тепловой энергии среды образуют многочисленные капиллярные машины, производящие работу без затрат топлива. Подобных проектов в истории техники известно великое множество. Сложность в том, что те же силы молекулярного сцепления (смачивание), которые двигают жидкость вверх, наверху «не выпустят ее из своих объятий», поэтому капиллярный двигатель работать не будет без специальных «конструктивных хитростей».

Один из известных авторов в данной области, И.И. Эльшанский писал: «Ломоносов посвятил немало времени изучению явлений молекулярного сцепления и капиллярности. Растения без них не могли бы существовать. Как бы иначе поднималась влага по стволам и стеблям растений? Но, с другой стороны, по данным М. В. Ломоносова, вода по самому тончайшему капилляру поднимается максимум на десятки миллиметров. А деревья достигают высоты десятков метров! Если, как принято считать, влага самопроизвольно «перетекает» из одного капилляра древесных волокон в другой, почему не допустить, что капиллярный вечный двигатель возможен? Пояснения, что влага в растениях поднимается за счет корневого давления, вряд ли можно считать убедительными. Так где же истина?» (журнал «Новая энергетика», № 14, 2003 год.

На рис. 224 показан пример такого преобразователя энергии, изобретение Александра Родионова (г. Малоярославец, Россия).

Рис. 224. Капиллярная машина

Суть его изобретения в том, что «согласно законам Ньютона и Жюрена жидкость по капиллярам поднимается вверх и, истекая вниз, при этом, она вращает колесо».

Эльшанский обращает внимание на важные детали конструирования таких машин: «Однажды при сборке очередного прибора у меня не оказалось двух одинаковых стеклянных трубок. Пришлось вставить одну трубку из прозрачного полиэтилена. Но, сколько ни старался, вода в сообщающихся сосудах не устанавливалась на одинаковом уровне. В стеклянной трубке он постоянно был более высоким. Вообще-то иначе и быть не может, но все же не следует ли в закон о сообщающихся сосудах ввести слова: «изготовленных из одинаково смачиваемого материала»?

Вывод: при изготовлении капиллярных трубок, материал трубки может быть составной, с разным коэффициентом смачивания. В таком случае, создаются разные условия для «входа» жидкости в трубку, и для ее выхода. Фактически, как мы и рассматривали в начале книги условия работоспособности таких машин, необходимо сконструировать две различные физические системы, и организовать между ними связь.

Другой важный аспект, который предлагает Эльшанский для изучения, состоит в создании эффекта испарения. Именно испарение на верхнем конце капилляра создает в нем разряжение, и заставляет воду подниматься на десятки метров в стволе дерева. Он пишет: «Вероятно, ошибка Родионова и других авторов капиллярных двигателей в том, что они пытались добиться излияния воды из капилляра. А если ее не изливать, а испарять, как это происходит в почве и в растениях, тогда, вероятно, вечный двигатель заработает». В растениях, влага испаряется через поверхность листа.

Устройство Эльшанского признали изобретением, правда, назвали его не «вечный двигатель», как он предлагал, а «тепловой двигатель» (авторское свидетельство СССР № 1455040), рис. 225. Справа на рис. 225, показано устройство, в котором автор предложил применить натуральные капиллярные волокна растений для подъема жидкости и вращения ротора электрогенератора.

Рис. 225. «Испарительные» капиллярные двигатели Эльшанского