Водород можно получать из потока морской воды

Принцип устройства от Де Лука прост. Собственно о возникновении в такой системе электрического напряжения учёные говорили ещё лет тридцать назад. Но, по словам итальянского исследователя, никто не рассматривал подробно, что же происходит в микроканале с магнитным полем и солёной водой (иллюстрация Roberto De Luca).

На поверхностный взгляд идея кажется бредовой. Простое устройство с тонкими каналами для воды, помещённое в водный поток, выдаёт на выходе электричество и водород, столь желанный в качестве альтернативного топлива. И никаких затрат?

Не совсем так. Само устройство не требует отдельного питания, но что-то должно создавать постоянный поток воды через него. Будет ли это естественное морское течение, поток в какой-нибудь плотине или просто воду будет подавать отдельный насос — неважно. Именно движение воды послужит источником энергии, которая приведёт к генерации электричества и разложению части протекающей воды.

Поскольку любая установка для электролиза (а она сразу приходит на ум) потребляет больше энергии, чем может дать выработанный на ней водород при сжигании (или отправке в топливный элемент), получение энергии таким способом кажется нелепым. Но тут особый случай.

Во-первых, перед нами даже и не электролиз в буквальном смысле. Во-вторых, выход энергии в виде электротока тут мал и рассматривается как побочный продукт. В-третьих, автор устройства предлагает ставить его там, где так или иначе уже имеется поток морской воды, а значит, выработка водорода станет приятным дополнением к работе какой-нибудь другой установки, скажем, опреснительной.

И главное — новый способ получения водорода претендует не на энергетическую эффективность, а на совсем другое — предельную дешевизну системы.

Как же она работает? В устройстве есть прямоугольный канал, ширина которого во много раз больше высоты (так что можно говорить о двухмерности канала). С коротких сторон (справа и слева) он снабжён электродами, а в вертикальном направлении трубу пересекают линии поля от постоянного магнита.

Морская вода всегда содержит толику ионов натрия и хлора. При движении по каналу, рассуждает изобретатель, на них будет действовать сила Лоренца, которая приведёт к смещению ионов в сторону противоположных электродов и возникновению ЭДС, а также — электрического поля.

По расчётам физика, далее на электродах начнут идти различные реакции. Вблизи одного вода будет получать электроны и разлагаться на компоненты. Вблизи второго ионы хлора будут окисляться до хлора нейтрального. Как результат через внешнюю цепь пойдёт ток, а в канале будут формироваться пузырьки водорода.

Все эти эффекты будут довольно слабыми, но если поток воды у нас даровой, ничто не помешает нам поставить на пути воды огромное число таких каналов. Де Лука посчитал, что солёность обычной морской воды достаточна для поддержания стабильной работы устройства. И хотя на пути к реализации этой схемы есть ещё препятствия, итальянец полагает, что такой способ получения водорода может оказаться очень дешёвым. "Море никогда не стоит на месте, — поясняет он. — И у нас есть постоянные магниты".

Работа Роберто опубликована в European Journal of Physics.

Lorentz force on sodium and chlorine ions in a salt water solution

 flow under a transverse magnetic field

R De Luca 2009 Eur. J. Phys. 30 459-466  

DMI, Università degli Studi di Salerno, I-84084 Fisciano (SA), Italy

Abstract. It is shown that, by applying elementary concepts in electromagnetism and electrochemistry to a system consisting of salt water flowing in a thin rectangular pipe at an average velocity v_A under the influence of a transverse magnetic field B₀, an electromotive force generator can be conceived. In fact, the Lorentz force acting on the sodium and chlorine ions in a water solution gives rise to a so-called Faraday voltage across the two metal electrodes, positioned at the sides of the pipe. The effect is carried along the following chemical reactions at the electrodes: at the cathode, water is reduced (instead of sodium ions) and hydrogen gas is generated; at the anode, chlorine gas is produced. In college physics teaching, this interdisciplinary subject can be adopted to stress analogies and differences between the Hall voltage in conductors and the Faraday voltage in electrolyte solutions.