Найти тему
птица говорун

Получение водорода с помощью бета электронов.

зелёный водород
зелёный водород

на в самом деле идея родилась в процессе обсуждения этой статьи. когда все окончательно в голове сложилось я смог задать яндексу правильный вопрос и вот чего он мне нашел:

Для этого в реактор, наполненный метаном и водяным паром, направили поток электронов, предварительно разогнанных линейным ускорителем до скорости около 200 тысяч километров в секунду. 
Ускоренные электроны влетели в молекулы воды и метана и выбили из них внутренние электроны, столкнувшись с ними, как бильярдные шары. В результате атомы водорода, кислорода и углерода превратились в ионы. 
Из «осколков» учёные собрали чистый водород, используя магнетрон — прибор, который генерирует магнитное поле и применяется в обычных микроволновках. Под его действием «осколки» притянулись друг к другу и образовали молекулы водорода. 

честно говоря я представлял себе все это проще. ну влетел электрон в молекулу воды ну расколол её на H и ОН. ну полетели они к своим электродам окислятся и востанавливатся. первая H полетит сразу, а вторая Н апосля окисления ОН. и электрончиков равное количество. правда желательно чтобы поток электронов дальше не колол OH. если это произойдет, то получим атомарные кислород и водород, которые будут только мешаться.

т.е если разделить электроды протоннобемнной мембраной которая пропускает Н но не пропускает OH (фактически играет рояль электролита) вода "сама" будет разделять заряды. ну нужно только обстреливать воду электронами.

и кстати. если предположить, что журналисты опять все перепутали, то для разделения ионов использовали что-то типа МГД генератора, а не магнетрона, тогда все встаёт на свои места.

честно говоря не знаю насколько эта идея "правильная" информации крайне мало и нужны количественные расчеты. пока решил просто написать что думаю, а там посмотрим. кое что практически по теме я нашел. кроме того существует патент "Бета-технологии" от 2021.06.25 "Способ получения водорода и жидких углеводородов бета- и паровой конверсией углеводородных газов"

еще существует метод получения водорода при помощи протонообменной мембраны. здесь тоже интересно. протон образовался не на пустом месте. например по причине взаимодействия с электром с достаточной энергией. тут возникает законный вопрос, а если электронов с достаточно большой энергией добавить? а если разделять пртоны и электроны не с помощью протонобменной мембраны, а чего-то похожего на МГД генератор?

в общем есть над чем подумать, но сколько времени у меня уйдет на понимание и осознание даже Гейзенбергу не известно.

P.S.

вообще говоря процесс называется "радиолиз воды". ответ deepseek.com

Как происходит радиолиз воды?

  1. Ионизация и возбуждение молекул воды:
    Бета-электрон с высокой кинетической энергией (обычно от нескольких кэВ до нескольких МэВ) проходит через воду, он взаимодействует с молекулами воды. Электрон может:
    Ионизировать молекулу воды, выбивая из нее электрон:H2O+энергия→H2O++e−H2​O+энергия→H2​O++e−(Молекула воды теряет электрон и становится положительно заряженным ионом).
    Возбуждать молекулу воды, переводя ее в высокоэнергетическое состояние:H2O+энергия→H2O∗H2​O+энергия→H2​O∗(Молекула воды переходит в возбужденное состояние).
  2. Образование активных частиц:
    Ионизированные и возбужденные молекулы воды быстро распадаются на активные частицы:
    Радикалы:H2O+→H++OH•H2​O+→H++OH•(Ион воды распадается на протон и гидроксильный радикал OH^•).
    Гидроксильные радикалы (OH^•):H2O∗→H•+OH•H2​O∗→H•+OH•(Возбужденная молекула воды распадается на атомарный водород H^• и гидроксильный радикал OH^•).
  3. Реакции радикалов:
    Образовавшиеся радикалы (H^• и OH^•) очень реакционноспособны и участвуют в дальнейших реакциях:H•+H•→H2H•+H•→H2​
    Образование водорода (H₂):
    Образование кислорода (O₂):OH•+OH•→H2O2→H2O+12O2OH•+OH•→H2​O2​→H2​O+21​O2​(Два гидроксильных радикала образуют перекись водорода, которая затем разлагается на воду и кислород).

мне интуитивно понятен пункт 2. я в обшем-то сразу в этом ключе себе все и представлял. правда вопрос эффективности остаётся открытым. суть жн процесса можно выразить картинкой:

-2

или так:

-3

Наука
7 млн интересуются