図面 (/)

技術 光起電力パワー発生システム及び同システムに関する方法

出願人 ブリリアントライトパワーインコーポレーティド
発明者 ミルズ,ランデル
出願日 2014年4月1日 (6年7ヶ月経過) 出願番号 2016-555734
公開日 2017年6月29日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-518011
状態 拒絶査定
技術分野 光起電力装置
主要キーワード 電力調節装置 出力調節器 絶縁体ベース 保守要件 エネルギー解放 角度ファイ アルミカバー 排出フロー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題・解決手段

電気的及び熱的パワーの少なくとも1つを供給する固体燃料パワー源であって、(i)ハイドリノを形成するように原子水素触媒反応のための少なくとも1つの反応セルと、(ii)H2O触媒又はH2O触媒の源、原子水素又は原子水素の源、H2O触媒又はH2O触媒の源及び原子水素又は原子水素の源を形成するための反応物、原子水素の触媒反応を開始するための1又はそれ以上の反応物、及び、燃料が高い導電率を持つようにさせる材料、から選択される少なくとも2つの構成要素を含む化学燃料混合物と、(iii)ハイドリノを形成することによりエネルギーゲイン及びハイドリノ反応の高速反応速度を開始させるために低電圧、高電流電気的エネルギーショートバーストを提供する電気的パワー源及び燃料を封じ込める少なくとも1つのセットの電極と、(iv)蒸気凝縮器のような生成物回収システムと、(v)再充填システム(reloading system)と、(vi)反応生成物から燃料を再生するための、水和の、熱的、化学的、及び電気化学的システムの少なくとも1つと、(vii)パワー生成反応から熱を受け取るヒートシンクと、(viii)少なくとも1つの集光型太陽パワー装置、及び、少なくとも1つの三重接合光起電力セル、単結晶のセル、多結晶のセル、アモルファスのセル、ストリングリボンシリコン・セル、多接合セルホモ接合セル、ヘテロ接合セル、p−i−n素子薄膜セル色素増感セル、及び有機光起電力セル、及び反射防止コーティング光学インピーダンス整合コーティング、及び保護コーティングを含む光起電力パワー・コンバーターと、を含む固体燃料パワー源。

概要

背景

パワー発生は、プラズマからパワーを利用して、多くの形(form)を取ることができる。プラズマの成功裏の商業化は、プラズマを効率的に形成することができ、そして、生成されたプラズマのパワーを捕獲することができるパワー発生システムに依存するかもしれない。

概要

電気的及び熱的パワーの少なくとも1つを供給する固体燃料パワー源であって、(i)ハイドリノを形成するように原子水素触媒反応のための少なくとも1つの反応セルと、(ii)H2O触媒又はH2O触媒の源、原子水素又は原子水素の源、H2O触媒又はH2O触媒の源及び原子水素又は原子水素の源を形成するための反応物、原子水素の触媒反応を開始するための1又はそれ以上の反応物、及び、燃料が高い導電率を持つようにさせる材料、から選択される少なくとも2つの構成要素を含む化学燃料混合物と、(iii)ハイドリノを形成することによりエネルギーゲイン及びハイドリノ反応の高速反応速度を開始させるために低電圧、高電流電気的エネルギーショートバーストを提供する電気的パワー源及び燃料を封じ込める少なくとも1つのセットの電極と、(iv)蒸気凝縮器のような生成物回収システムと、(v)再充填システム(reloading system)と、(vi)反応生成物から燃料を再生するための、水和の、熱的、化学的、及び電気化学的システムの少なくとも1つと、(vii)パワー生成反応から熱を受け取るヒートシンクと、(viii)少なくとも1つの集光型太陽パワー装置、及び、少なくとも1つの三重接合光起電力セル、単結晶のセル、多結晶のセル、アモルファスのセル、ストリングリボンシリコン・セル、多接合セルホモ接合セル、ヘテロ接合セル、p−i−n素子薄膜セル色素増感セル、及び有機光起電力セル、及び反射防止コーティング光学インピーダンス整合コーティング、及び保護コーティングを含む光起電力パワー・コンバーターと、を含む固体燃料パワー源。

目的

具体的には、古典物理学は、Ehが1ハートリーであるときに、Eh=27.2eVである原子水素のポテンシャル・エネルギーの整数倍正味エンタルピーを伴う反応を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

直接的な電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも1つを発生するパワー・システムであって、少なくとも1つの槽と、a)発生期のH2Oを含む触媒又は触媒の源の少なくとも1つ;b)原子水素又は原子水素の源の少なくとも1つ;c)導電性マトリクス及び導体の少なくとも1つ;を含む反応物と、少なくとも1つのハイドリノ反応物を閉じ込めるための少なくとも1つのセットの電極と、高電流電気エネルギーのショートバーストデリバリするための電気的パワーの源と、再充填システムと、反応生成物から初期の反応物を再生するための少なくとも1つのシステムと、及び少なくとも1つの光起電力コンバーター又は少なくとも1つのプラズマダイナミック・コンバーターと、を含むパワー・システム。

請求項2

前記槽は、大気圧、大気圧より高い圧、及び、大気圧より低い圧の少なくとも1つの圧力が可能であることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項3

反応物が、原子水素、原子水素の源、触媒、触媒の源のうちの少なくとも1つを形成するため、導電性マトリクス及びH2Oの源を含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項4

H2Oの源を含む反応物が、H2Oを形成する及び結合H2Oを解放するための反応の少なくとも1つを被る単数又は複数の化合物バルクH2O、バルクH2O以外の状態、の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項3に記載のパワー・システム。

請求項5

結合H2Oが、H2Oと相互作用する化合物を含み、H2Oが、吸収されたH2O、結合H2O、物理吸着されたH2O、及び水和物の水の少なくとも1つの状態にあることを特徴とする、請求項4に記載のパワー・システム。

請求項6

反応物は、バルクH2Oの解放、吸収されたH2O、結合H2O、物理吸着されたH2O、及び水和物の水、の少なくとも1つを被る1又はそれ以上の化合物又は材料及び導体を含み、反応生成物としてH2Oを持つことを特徴とする、請求項1に記載のパワー・システム。

請求項7

発生期のH2O触媒の源及び原子水素の源の少なくとも1つが、a)少なくとも1つのH2Oの源、b)少なくとも1つの酸素の源、及びc)少なくとも1つの水素の源、の少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1に記載のパワー・システム。

請求項8

触媒の源、触媒、原子水素の源、及び原子水素の少なくとも1つを形成する反応物が、a)H2O及びH2Oの源、b)O2、H2O、HOOH、OOH−、過酸化物イオン超酸化物イオン水素化物、H2、ハロゲン化物酸化物オキシ水酸化物水酸化物、酸素を含む化合物、含水化合物、ハロゲン化物・酸化物・オキシ水酸化物・水酸化物・酸素を含む化合物の少なくとも1つからなる群から選択される含水化合物、c)導電性マトリクス、の少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1に記載のパワー・システム。

請求項9

オキシ水酸化物が、TiOOH、GdOOH、CoOOH、InOOH、FeOOH、GaOOH、NiOOH、AlOOH、CrOOH、MoOOH、CuOOH、MnOOH、ZnOOH、及びSmOOHからなる群からの少なくとも1つを含み、酸化物が、CuO、Cu2O、CoO、Co2O3、Co3O4、FeO、Fe2O3、NiO、及びNi2O3の群からの少なくとも1つを含み、水酸化物が、Cu(OH)2、Co(OH)2、Co(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、及びNi(OH)2の群からの少なくとも1つを含み、酸素を含む化合物が、硫酸塩、リン酸塩硝酸塩炭酸塩炭酸水素塩クロム酸塩ピロリン酸塩過硫酸塩過塩素酸塩、過臭素酸塩と過ヨウ素酸塩、MXO3、MXO4(M=Li、Na、K、Rb、Csのようなアルカリ金属のような金属;X=F、Br、Cl、I)、コバルトマグネシウム酸化物ニッケル・マグネシウム酸化物、銅マグネシウム酸化物、Li2O、アルカリ金属酸化物アルカリ土類金属酸化物、CuO、CrO4、ZnO、MgO、CaO、MoO2、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、NiO、FeO、Fe2O3、TaO2、Ta2O5、VO、VO2、V2O3、V2O5、P2O3、P2O5、B2O3、NbO、NbO2、Nb2O5、SeO2、SeO3、TeO2、TeO3、WO2、WO3、Cr3O4、Cr2O3、CrO2、CrO3、CoO、Co2O3、Co3O4、FeO、Fe2O3、NiO、Ni2O3、希土類酸化物、CeO2、La2O3、オキシ水酸化物、TiOOH、GdOOH、CoOOH、InOOH、FeOOH、GaOOH、NiOOH、AlOOH、CrOOH、MoOOH、CuOOH、MnOOH、ZnOOH、及びSmOOH,からなる群からの少なくとも1つを含み、導電性マトリクスが、金属粉末炭素炭化物ホウ化物、窒化物、TiCNのようなカルボニトリル、又はニトリルからなる群からの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項8に記載のパワー・システム。

請求項10

反応物は、金属、その金属酸化物、及びH2Oの混合物を含み、H2Oと金属との反応が、熱力学的に有利でないことを特徴とする、請求項1に記載のパワー・システム。

請求項11

反応物は、金属、金属ハロゲン化物、及びH2Oの混合物を含み、H2Oと金属との反応が、熱力学的に有利でないことを特徴とする、請求項1に記載のパワー・システム。

請求項12

反応物は、遷移金属アルカリ金属ハロゲン化物、及びH2Oの混合物を含み、H2Oと金属との反応が、熱力学的に有利でないことを特徴とする、請求項1に記載のパワー・システム。

請求項13

反応物は、導体、吸湿性の材料、及びH2Oの混合物を含むことを特徴とする、請求項1に記載のパワー・システム。

請求項14

導体は、金属粉末又は炭素粉末を含み、H2Oと金属又は炭素との反応が、熱力学的に有利でないことを特徴とする、請求項1又は13に記載のパワー・システム。

請求項15

吸湿性材料は、臭化リチウム塩化カルシウム塩化マグネシウム塩化亜鉛炭酸カリウムリン酸カリウム、KMgCl3・6(H2O)のようなカーナライトクエン酸鉄(III)アンモニウム水酸化カリウム及び水酸化ナトリウム及び濃硫酸及び濃リン酸セルロース繊維、糖、キャラメル蜂蜜グリセロールエタノールメタノールディーゼル燃料メタンフェタミン化学肥料、塩、乾燥剤シリカ活性炭硫酸カルシウム、塩化カルシウム、モレキュラシーブゼオライト潮解性材料、塩化亜鉛、塩化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、及び潮解性塩、からなる群の少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項13に記載のパワー・システム。

請求項16

導体、吸湿性材料、及びH2Oの混合物を含み、(金属)、(吸湿性材料)、(H2O)の相対的なモル量の範囲が、約(0.000001から100000)、(0.000001から100000)、(0.000001から100000);(0.00001から10000)、(0.00001から10000)、(0.00001から10000);(0.0001から1000)、(0.0001から1000)、(0.0001から1000);(0.001から100)、(0.001から100)、(0.001から100);(0.01から100)、(0.01から100)、(0.01から100);(0.1から10)、(0.1から10)、(0.1から10);及び(0.5から1)、(0.5から1)、(0.5から1)の少なくとも1つであることを特徴とする請求項15に記載のパワー・システム。

請求項17

H2Oとの反応が熱力学的に有利でない金属は、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、及びInからなる群からの少なくとも1つであることを特徴とする請求項10、11、12、又は14に記載のパワー・システム。

請求項18

反応物は、H2Oの添加によって再生されることを特徴とする請求項17に記載のパワー・システム。

請求項19

反応物は、金属、その金属酸化物、及びH2Oの混合物を含み、金属酸化物が1000℃よりも低い温度でH2還元が可能であることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項20

反応物は、H2及びマイルドな熱で容易には還元されない酸化物、1000℃より低い温度でH2で金属に還元されることができる酸化物を持つ金属、及びH2Oの混合物を含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項21

1000℃より低い温度でH2で金属に還元されることができる酸化物を持つ金属は、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、及びInからなる群の少なくとも1つであることを特徴とする請求項19又は20に記載のパワー・システム。

請求項22

マイルドな熱及びH2では容易には還元されない金属酸化物は、アルミナアルカリ土類酸化物、及び希土類酸化物の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項20に記載のパワー・システム。

請求項23

固体燃料が、炭素若しくは活性炭及びH2Oを含み、混合物が、H2Oの添加を含む再水和によって再生されることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項24

反応物が、スラリー溶液エマルションコンポジット、及び化合物の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項25

H2Oモル含有量が、約0.000001%から100%、0.00001%から100%、0.0001%から100%、0.001%から100%、0.01%から100%、0.1%から100%、1%から100%、10%から100%、0.1%から50%、1%から25%、及び1%から10%の少なくとも1つの範囲内にあるかもしれないことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項26

高電流の電気エネルギーのショート・バーストをデリバリするような電気的パワーの源の電流は、非常に速い速度でハイドリノを形成するための反応をハイドリノ反応物が被るようにさせるのに十分であることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項27

高電流の電気エネルギーのショート・バーストをデリバリするような電気的なパワーの源は、以下の、100Aから1,000,000A、1kAから100,000A、10kAから50kAの少なくとも1つの範囲内にある電流の、AC,DC,又はAC−DC混合の高いものを引き起こすように選択された電圧;100A/cm2から1,000,000A/cm2、1000A/cm2から100,000A/cm2、及び2000A/cm2から50,000A/cm2の少なくとも1つの範囲内にある、DC又はピークAC電流密度;電圧は固体燃料又はエネルギー物質の導電性によって決定されること、ここで、電圧は固体燃料又はエネルギー物質の抵抗×所望の電流によって与えられ、DC又はピークAC電圧は、約0.1Vから500kV、0.1Vから100kV、及び1Vから50kVから選択される少なくとも1つの範囲内にあるかもしれないこと、AC振動数は、約0.1Hzから10GHz、1Hzから1MHz、10Hzから100kHz、及び100Hzから10kHzの範囲内にあるかもしれないこと、の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項28

固体燃料又はエネルギー物質サンプルの抵抗は、約0.001mΩから100MΩ、0.1Ωから1MΩ、及び10Ωから1kΩから選択される少なくとも1つの範囲内にあり、そして、ハイドリノを形成するように、活性電極面積あたりの妥当負荷導電率は、約10−10Ω−1cm−2から106Ω−1cm−2、10−5Ω−1cm−2から106Ω−1cm−2、10−4Ω−1cm−2から105Ω−1cm−2、10−3Ω−1cm−2から104Ω−1cm−2、10−2Ω−1cm−2から103Ω−1cm−2、10−1Ω−1cm−2から102Ω−1cm−2、及び1Ω−1cm−2から10Ω−1cm−2から選択される少なくとも1つの範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項29

再生システムが、水和の、熱的な、化学的な、及び電気化学的なシステムの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項30

光起電力パワー・コンバーターが、フォトン電気パワー・コンバーターを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項31

更に、光分配システムを含むことを特徴とする請求項30に記載の方法。

請求項32

更に、集光式太陽電池装置を含むことを特徴とする請求項31に記載のパワー・システム。

請求項33

光起電力パワー・コンバーターが、フォトン—熱パワー・コンバーターを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項34

更に、熱—電気パワー・コンバーターを含むことを特徴とする請求項33に記載のパワー・システム。

請求項35

更に、集光型太陽パワー装置を含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項36

更に、トラッカーを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項37

更に、エネルギー蓄積装置を含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項38

パワー・システムが、送電網に動作可能に接続されることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項39

パワー・システムが、スタンドアローン・システムであることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項40

光起電力パワー・コンバーターが、複数の多接合光起電力セルを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項41

多接合光起電力セルが、三重接合光起電力セルであることを特徴とする請求項40に記載のパワー・システム。

請求項42

光起電力パワー・コンバーターが、真空セル内に配置されることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項43

光起電力パワー・コンバーターが、反射防止コーティング光学インピーダンス整合コーティング、又は保護コーティングの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項44

光起電力パワー・コンバーターが、その光起電力パワー・コンバーターの少なくとも一部をきれいにするように構成されるクリーニング・システムに動作可能に接続されることを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項45

更に、光学フィルターを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項46

光起電力パワー・コンバーターは、単結晶のセル、多結晶のセル、アモルファスのセル、ストリングリボンシリコン・セル、多接合セルホモ接合セル、ヘテロ接合セル、p−i−n素子薄膜セル色素増感セル、及び有機光起電力セルの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項47

光起電力パワー・コンバーターは、多接合セルを含み、その多接合セルは、反転セル直立セル、格子不整合セル、格子整合セル、及び第III−V族半導体材料を含むセルの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項48

更に、光起電力パワー・コンバーターに動作可能に接続される出力パワーコンディショナーと、及び、その出力パワー・コンディショナーに動作可能に接続される出力パワー・ターミナルと、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項49

更に、インバーターを含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項50

更に、エネルギー蓄積装置を含むことを特徴とする請求項1に記載のパワー・システム。

請求項51

出力パワー・ターミナルからのパワー出力の一部が、エネルギー蓄積装置に向けられることを特徴とする請求項50に記載のパワー・システム。

請求項52

出力パワー・ターミナルからのパワー出力の一部が、パワー発生システムの構成要素に向けられることを特徴とする請求項50に記載のパワー・システム。

請求項53

出力パワー・ターミナルからのパワー出力の一部が、複数の電極に向けられることを特徴とする請求項50に記載のパワー発生システム。

請求項54

出力パワー・ターミナルからのパワー出力の一部が、外部負荷に向けられることを特徴とする請求項50に記載のパワー発生システム。

請求項55

出力パワー・ターミナルからのパワー出力の一部が、送電網に向けられることを特徴とする請求項50に記載のパワー発生システム。

請求項56

電気パワーを生成する方法において、複数の電極間の領域に燃料を供給するステップと、プラズマを形成するように燃料に点火するために複数の電極にエネルギーを与えるステップと、光起電力パワー・コンバーターで、電気的パワーへと複数のプラズマ・フォトンを変換するステップと、及び電気的パワーの少なくとも一部を出力するステップと、を含む方法。

請求項57

電気パワーを生成する方法において、複数の電極間の領域に燃料を供給するステップと、プラズマを形成するように燃料に点火するために複数の電極にエネルギーを与えるステップと、光起電力パワー・コンバーターで、熱的パワーへと複数のプラズマ・フォトンを変換するステップと、及び電気的パワーの少なくとも一部を出力するステップと、を含む方法。

請求項58

電気パワーを発生させる方法において、複数の電極の内に配置されるものである燃料充填領域へと、ある量の燃料をデリバリするステップと、プラズマ、光、及び熱の少なくとも1つを生成するために、複数の電極に、電流を印加することにより、燃料を通して少なくとも約2,000A/cm2の電流を流すことにより、燃料に点火するステップと、光起電力パワー・コンバーター内に光の少なくとも一部を受け取るステップと、光起電力パワー・コンバーターを使用して、異なる形式のパワーに光を変換するステップと、及び異なる形式のパワーを出力するステップと、を含む方法。

請求項59

アーク・プラズマ・パワー・システムであって、少なくとも1つの閉鎖反応槽と、H2O及びH2Oの源の少なくとも1つを含む反応物と、少なくとも1つの電極と、H2Oの初期の高いブレークダウン電圧をデリバリするための及びそれに続く高電流を提供するための電気的パワーの源と、光起電力パワー・コンバーターと、及び熱交換器システムと、を含み、そのパワー・システムが、アーク・プラズマ、光、及び熱エネルギーを発生させることを特徴とする水アーク・プラズマ・パワー・システム。

請求項60

パワー発生システムであって、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワーの源と、電気的パワー源に電気的に接続される複数の電極と、固体燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、複数の電極が、プラズマを生成するように固体燃料に電気的なパワーをデリバリするように構成され、複数のプラズマ・フォトンを受け取るように配置された光起電力パワー・コンバーターと、を含むパワー発生システム。

請求項61

パワー発生システムであって、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2のパワーをデリバリするように構成される電気的パワー源と、複数の間隔を置いて離れた電極と、ここで、その複数の電極は、少なくとも部分的に燃料を囲い、電気的なパワー源に電気的に接続され、燃料に点火するため電流を受け取るように構成され、そして、その複数の電極の少なくとも1つは移動可能であり、燃料を移動させるデリバリ・メカニズムと、及び異なる形式のパワーへと燃料の点火から発生したフォトンを変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、を含むパワー発生システム。

請求項62

パワー・システムであって、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2のパワーをデリバリするように構成される電気的パワー源と、複数の間隔を置いて離れた電極と、ここで、その複数の電極の少なくとも1つは、圧縮メカニズムを含み、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域は、少なくとも1つの電極の圧縮メカニズムが、その燃料充填領域に向かって配向するように、複数の電極により取り囲まれ、そして、その複数の電極は、電気的パワー源に電気的に接続され、及び、燃料に点火するように燃料充填領域内に受け取られた燃料にパワーを供給するように構成され、燃料充填領域内に燃料を移動させるデリバリ・メカニズムと、及び非フォトン形態のパワーへと、燃料の点火から発生するフォトンを変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、を含むパワー・システム。

請求項63

パワー発生システムであって、複数の電極と、その複数の電極により取り囲まれ、そして、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その複数の電極は、燃料充填領域内に配置される燃料に点火するように構成され、燃料充填領域内に燃料を移動させるデリバリ・メカニズムと、非フォトン形式のパワーへと、燃料の点火から発生するフォトンを変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、点火された燃料の副生成物を除去するための除去システムと、及びリサイクルされた燃料へと、点火された燃料の除去された副生成物をリサイクルするための除去システムに動作可能に接続される再生システムと、を含むパワー発生システム。

請求項64

パワー・システムであって、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2のパワーをデリバリするように構成される電気的パワー源と、電気的パワー源と電気的に接続される、複数の間隔を置いて離れた電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域は、複数の電極に囲まれ、そして、その複数の電極は、燃料充填領域内に受け取られると、その燃料に点火するように燃料にパワーを供給するように構成され、燃料充填領域内に燃料を移動させるデリバリ・メカニズムと、非フォトン形態のパワーへと、燃料の点火から発生する複数のフォトンを変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、そのパワー発生システムに関連付けられる少なくとも1つのパラメータを測定するように構成されるセンサと、及びそのパワー発生システムに関連付けられた少なくとも1つのプロセスをコントロールするように構成されるコントローラと、を含むパワー・システム。

請求項65

パワー・システムであって、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2のパワーをデリバリするように構成される電気的パワー源と、電気的パワー源と電気的に接続される、複数の間隔を置いて離れた電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域は、複数の電極に囲まれ、そして、その複数の電極は、燃料充填領域内に受け取られると、その燃料に点火するように燃料にパワーを供給するように構成され、燃料充填領域内に燃料を移動させるデリバリ・メカニズムと、非フォトン形態のパワーへと、燃料の点火から発生する複数のフォトンを変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、そのパワー発生システムに関連付けられる少なくとも1つのパラメータを測定するように構成されるセンサと、及びそのパワー発生システムに関連付けられた少なくとも1つのプロセスをコントロールするように構成されるコントローラと、を含むパワー・システム。

請求項66

パワー発生システムであって、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2のパワーをデリバリするように構成される電気的パワー源と、電気的パワー源と電気的に接続される、複数の間隔を置いて離れた電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域は、複数の電極に囲まれ、その複数の電極は、燃料充填領域内に受け取られると、その燃料に点火するように燃料にパワーを供給するように構成され、そして、その燃料充填領域の圧力は部分真空であり、燃料充填領域内に燃料を移動させるデリバリ・メカニズムと、及び非フォトン形態のパワーへと、燃料の点火から発生する複数のフォトンを変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、を含むパワー発生システム。

請求項67

光起電力パワー・コンバーターが真空セル内に配置されることを特徴とする請求項59から66のいずれかのパワー・システム。

請求項68

光起電力パワー・コンバーターが、反射防止コーティング、光学インピーダンス整合コーティング、又は保護コーティングの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項59から66のいずれかのパワー・システム。

請求項69

光起電力パワー・コンバーターが、その光起電力パワー・コンバーターの少なくとも一部をきれいにするように構成されるクリーニング・システムに動作可能に接続されることを特徴とする請求項59から66のいずれかのパワー・システム。

請求項70

更に、光学フィルタを含むことを特徴とする請求項59から66のいずれかのパワー・システム。

請求項71

光起電力パワー・コンバーターは、単結晶のセル、多結晶のセル、アモルファスのセル、ストリング/リボンのシリコン・セル、多接合セル、ホモ接合セル、ヘテロ接合セル、p−i−n素子、薄膜セル、色素増感セル、及び有機光起電力セルの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項59から66のいずれかのパワー・システム。

請求項72

光起電力パワー・コンバーターは、多接合セルを含み、その多接合セルは、反転セル、直立セル、格子不整合セル、格子整合セル、及び第III−V族の半導体材料を含むセルの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項71に記載のパワー・システム。

請求項73

パワーを生成するためのシステムであって、燃料を供給するように構成される燃料サプライと、電気的パワーを供給するように構成されるパワー・サプライと、燃料及び電気的パワーを受け取るように構成される少なくとも1つのギアと、を含み、ここで、その少なくとも1つのギアは、局所内の燃料に点火するようにそのギアの周りの局所に電気的パワーを選択的に向けることを特徴とするシステム。

請求項74

その燃料がパワーを含むことを特徴とする請求項73のシステム。

請求項75

その少なくとも1つのギアが2つのギアを含むことを特徴とする請求項73のシステム。

請求項76

その少なくとも1つのギアが、第1の材料及びその第1の材料よりも低い導電率を持つ第2の材料を含み、その第1の材料がその局所に電気的に接続されることを特徴とする請求項73のシステム。

請求項77

その局所が、少なくとも1つのギアのギャップ及び歯の少なくとも1つの隣にあることを特徴とする請求項73のシステム。

請求項78

電気的パワーを生成する方法であって、ギアに燃料を供給するステップと、そのギアのある領域に少なくとも幾らかの燃料を留めるようにするためにギアを回転するステップと、エネルギーを生成するように局所に留められた燃料に点火するためにギアに電流を供給するステップと、及び電気的なパワーへと点火によって生成されたエネルギーの少なくとも幾らかを変換するステップと、を含む方法。

請求項79

ギアを回転させるステップが、第1のギア及び第2のギアを回転させることを含み、電流を供給するステップが、その第1のギア及び第2のギアに電流を供給するステップを含むことを特徴とする請求項78の方法。

技術分野

0001

関連出願に関する相互参照
この出願は、2014年3月3日に出願の米国仮出願番号第61/947,019号、2014年3月7日に出願の米国仮出願番号第61/949,271号、2014年3月21日に出願の米国仮出願番号第61/968,839号、及び、2014年3月31日に出願の米国仮出願番号第61/972,807号の優先権の利益を主張し、そして、それらの全てはここにおいて参照され組み込まれる。

0002

本開示は、パワー発生の分野に、そして、特に、システム、装置、及びパワーの発生のための方法に関する。より詳しくは、本開示の実施例は、パワー発生装置及びシステム、更に、関連する方法に関し、それらは、光パワープラズマ、及び熱パワーを生成し、光—電気パワーコンバーターにより、プラズマ—電気パワー・コンバーターにより、光—電気パワー・コンバーターにより、又は熱—電気パワー・コンバーターにより、電気エネルギーを生成する。それに加えて、本開示の実施例は、光起電力パワー・コンバーターを使用して、光パワー、機械的パワー、電気パワー、及び/又は熱パワーを生成するため、水又は水ベース燃料源点火を使用する、システム、装置、及び方法を記述する。これらの及び他の関連する実施例は、本開示の中に詳しく記述される。

背景技術

0003

パワー発生は、プラズマからパワーを利用して、多くの形(form)を取ることができる。プラズマの成功裏の商業化は、プラズマを効率的に形成することができ、そして、生成されたプラズマのパワーを捕獲することができるパワー発生システムに依存するかもしれない。

課題を解決するための手段

0004

プラズマは、特定の燃料の点火の間に形成されるかもしれない。これらの燃料は、水又は水ベースの燃料源を含むことができる。点火の間、電子はく奪された電子のプラズマ雲が形成され、そして、高い光パワーが解放されるかもしれない。プラズマの高い光パワーは、本開示の電気コンバーターによって利用され得る。イオン及び励起状態原子は、光パワーを発するように、再結合でき、そして、電子緩和を経ることができる。光パワーは、光起電力技術でもって、電気に変換可能である。

0005

本開示のある実施例は、パワー発生システムに関する。当該パワー生成システムは、燃料に点火しプラズマを生成するために燃料へパワーをデリバリするように構成される複数の電極と、複数の電極に電気エネルギーをデリバリするように構成される電気パワーの源と、及び少なくとも複数のプラズマ・フォトンを受け取るために配置される少なくとも1つの光起電力パワー・コンバーターと、を含む。

0006

1つの実施例において、本開示は、直接電気エネルギー及び熱エネルギーの少なくとも1つを発生させるパワー・システムに関する。
そのパワーシステムは、少なくとも1つの槽と、
a)発生期のH2Oを含む触媒又は触媒の源の少なくとも1つ、
b)原子水素又は原子水素の源の少なくとも1つ、
c)導体又は導電性マトリクスの少なくとも1つ、 を含む反応物と、
ハイドリノ反応物を閉じ込める電極の少なくとも1つのセットと、
電流電気エネルギーのショートバースト(short burst)を運ぶ(deliver)電気的なパワーの源と、
装填(reloading)システムと、
反応生成物からの初期反応物再生するためのシステムの少なくとも1つと、及び
少なくとも1つのプラズマ・ダイナミック・コンバーター(plasma dynamic converter)又は少なくとも1つの光起電力コンバーター(photovoltaic converter)と、を含む。

0007

1つの典型的な実施例において、電気的パワーを生成する方法は、複数の電極の間の領域に燃料を供給するステップと、プラズマを形成するために燃料に点火する複数の電極にエネルギーを与えるステップと、光起電力パワー・コンバーター(photovoltaic power converter)で、複数のプラズマ・フォトン(plasma photons)を電気的パワーに変換するステップと、及び電気的パワーの少なくとも1部を出力するステップと、を含むかもしれない。

0008

もう1つの典型的な実施例において、電気的パワーを生成する方法は、複数の電極の間の領域に燃料を供給するステップと、プラズマを形成するために燃料に点火する複数の電極にエネルギーを与えるステップと、光起電力パワー・コンバーター(photovoltaic power converter)で、複数のプラズマ・フォトン(plasma photons)を熱パワーに変換するステップと、及び電気的パワーの少なくとも1部を出力するステップと、を含むかもしれない。

0009

本開示の1つの実施例において、パワーを発生させる方法は、燃料充填領域が複数の電極内に位置しているところ、燃料充填領域へとある量の燃料をデリバリするステップと、プラズマ、光、及び熱の少なくとも1つを生成するため複数の電極に電流を印加することにより燃料を通して少なくとも約2,000A/cm2の電流を流すことにより燃料を点火するステップと、光起電力パワー・コンバーター内に光の少なくとも一部を受け取るステップと、光起電力パワー・コンバーターを用いて光を異なる形態(form)のパワーに変換するステップと、及び異なる形態(form)のパワーを出力するステップと、を含むかもしれない。

0010

追加の1つの実施例において、本開示は、水アーク・プラズマ・パワー・システム(water arc plasma power system)及び少なくとも1つの光起電力パワー・コンバーターに関する。当該水アーク・プラズマ・パワー・システムは、少なくとも1つの閉鎖反応槽(closed reaction vessel)と、H2O及びH2Oの源の少なくとも1つを含む反応物と、少なくとも1つのセットの電極と、H2Oの初期の高いブレークダウン電圧(initial high breakdown voltage)をデリバリし、及び、それに続く高電流を供給する電気的パワーの源と、及び熱交換器システムと、を含み、そのパワー・システムは、アーク・プラズマ、光、及び熱エネルギーを発生させる。

0011

本開示のある実施例は、パワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源と、電気的パワー源(electrical power source)に電気的に接続される複数の電極と、固体燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、複数の電極が、プラズマを生成するように固体燃料に電気的パワーをデリバリするように構成され、反応により発生する、プラズマ、フォトン、及び/又は熱の少なくとも一部を受け取るように配置される、プラズマ・パワー・コンバーター、光起電力パワー・コンバーター、及び熱—電気パワー・コンバーターの少なくとも1つと、を含む。他の実施例は、パワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、複数の電極と、その複数の電極の間に配置され及び導電性燃料を受け取るように構成される、燃料充填領域と、ここで、その複数の電極が、導電性燃料に点火してプラズマ及び熱パワーの少なくとも1つを発生させるのに十分な導電性燃料に電流を与えるように構成され、燃料充填領域内に導電性燃料を移動させるためのデリバリ・メカニズム(delivery mechanism)と、及びプラズマ・フォトン(plasma photon)をパワーの形態(form)に変換する光起電力パワー・コンバーター又は熱パワーを電気又は機械的パワーを含む非熱的形態(form)に変換する熱—電気コンバーターの少なくとも1つと、を含む。更なる実施例は、パワーを発生させる方法に関する。当該方法は、燃料充填領域が、複数の電極の中に位置しているところ、燃料充填領域へとある量の燃料をデリバリするステップと、プラズマ、光、及び熱の少なくとも1つを生成するための複数の電極に電流を印加することにより燃料を通して少なくとも約2,000A/cm2の電流を流すことにより燃料を点火するステップと、光起電力パワー・コンバーター内に光の少なくとも一部を受け取るステップと、光起電力パワー・コンバーターを用いて光を異なる形態のパワーに変換するステップと、及び異なる形態のパワーを出力するステップと、を含む。

0012

追加の実施例は、パワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、少なくとも約5,000kWの電気的パワー源と、複数の間隔を空けて置かれた電極と、ここで、この複数の電極は、少なくとも部分的に燃料を囲み、電気的パワー源に電気的に接続されており、その燃料に点火するために電流を受け取るように構成されており、及び、その複数の電極の少なくとも1つが可動式であり、その燃料を動かすためのデリバリ・メカニズム(delivery mechanism)と、及び、燃料の点火から発生させられたプラズマを非プラズマ形態のパワーに変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、を含む。本開示に追加的に提供されたのは、1つのパワー発生システムである。当該パワー発生システムは、少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源と、間隔を空けて置かれた複数の電極と、ここで、この複数の電極は燃料を少なくとも部分的に囲み、電気的パワー源に電気的に接続され、燃料に点火するために電流を受け取るように構成され、及びその複数の電極の少なくとも1つが可動式であり、燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、及び、燃料の点火から発生させられるプラズマを非プラズマ形態のパワーに変換するように構成される光起電力パワー・コンバーターと、を含む。

0013

もう一つの実施例は、1つのパワー発生システムに関する。そのパワー発生システムは、少なくとも約5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源と、複数の間隔を空けられる電極と、ここで、その複数の電極の少なくとも1つは圧縮メカニズム(compression mechanism)を含み、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域が複数の電極によって囲まれるので、少なくとも1つの電極の圧縮メカニズムが燃料充填領域に向かって配向され、そして、その複数の電極がその電気的パワー源に電気的に接続され及び燃料に点火するために燃料充填領域内に受け取られる燃料にパワーを供給するように構成されており、燃料充填領域内に燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、及び、燃料の点火から発生させられるフォトンを非フォトンの形態(form)のパワーに変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、を含む。本開示の他の実施例は、1つのパワー発生システムに関する。そのパワー発生システムは、少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源と、間隔を空けて配置された複数の電極と、ここで、その複数の電極の少なくとも1つが圧縮メカニズム(compression mechanism)を含み、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域が複数の電極によって囲まれるので少なくとも1つの電極の圧縮メカニズムがその燃料充填領域に向かって配向され、そして、その複数の電極がその電気的パワー源に電気的に接続されて燃料に点火するために燃料充填領域内に受け取られる燃料にパワーを供給するように構成され、燃料充填領域内に燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、及び、燃料の点火から発生させられるプラズマを非プラズマの形態のパワーに変換するように構成されるプラズマ・パワー・コンバーターと、を含む。

0014

本開示の実施例はまた、パワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、複数の電極と、その複数の電極によって囲まれ及び燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その複数の電極が燃料充填領域内に配置される燃料に点火するように構成され、燃料を燃料充填領域内に動かすためのデリバリ・メカニズムと、その燃料の点火から発生させられたフォトンを非フォトンの形態(form)のパワーに変換するように構成される光起電力パワー・コンバーターと、点火された燃料の副生成物を取り除くための除去システムと、及び、点火された燃料の除去された副生成物をリサイクルされた燃料へとリサイクルするための除去システムに機能的に結合される再生システムと、を含む。本開示のある実施例はまた、パワー発生システムに関する。当該パワー生成システムは、少なくとも約2,000A/cm2の又は少なくとも約5,000kWの電流を出力するように構成される電気的パワー源と、その電気的パワー源に電気的に接続される間隔を空けて配置された複数の電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域が複数の電極によって囲まれ、その燃料充填領域内に受け取られるときにその燃料に点火するように燃料にパワーを供給するようにその複数の電極が構成され、燃料充填領域内に燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、及び、燃料の点火から発生させられる複数のフォトンを非フォトンの形態のパワーに変換するように構成される光起電力パワー・コンバーターと、を含む。ある実施例は、更に、その光起電力パワー・コンバーターに機能するように接続される1又はそれ以上の出力パワーターミナルと、パワー貯蔵装置と、パワー発生システムに関連付けられる少なくとも1つのパラメータを測定するように構成されるセンサーと、及び、そのパワー発生システムに関連付けられる少なくとも1つのプロセスをコントロールするように構成されるコントローラと、を含む。本開示のある実施例はまた、パワー発生システムに関する。当該パワー生成システムは、少なくとも約2,000A/cm2の又は少なくとも約5,000kWの電流を出力するように構成される電気的パワー源と、間隔を空けて配置された複数の電極と、ここで、その複数の電極は少なくとも部分的に燃料を囲み、電気的パワー源に電気的に接続され、燃料に点火するように電流を受け取るように構成され、そして、その複数の電極の少なくとも1つは可動式であり、燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、及び、燃料の点火から発生させられるフォトンを異なる形態(form)のパワーに変換するように構成される光起電力パワー・コンバーターと、を含む。

0015

本開示の追加的な実施例は、1つのパワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、少なくとも5,000kW又は少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源と、電気的パワー源に電気的に接続される複数の間隔を空けて配置された電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域がその複数の電極によって囲まれ、その複数の電極が前記燃料充填領域内に受け取られたときにその燃料に点火するためにその燃料にパワーを供給するように構成され、その燃料充填領域内へと燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、その燃料の点火から発生させられる複数のフォトンを非フォトン形態(non−photon form)のパワーに変換するように構成される光起電力パワー・コンバーターと、そのパワー発生システムに関連付けられた少なくとも1つのパラメータを測定するように構成されるセンサと、及び、そのパワー発生システムと関連付けられた少なくとも1つのプロセスをコントロールするように構成されるコントローラと、を含む。更なる実施例は、1つのパワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源と、電気的パワー源に電気的に接続される複数の間隔を空けて配置された電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域はその複数の電極によって囲まれ、その複数の電極はその燃料充填領域内に受け取られるときにその燃料に点火するためにその燃料にパワーを供給するように構成され、その燃料充填領域内へと燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、その燃料の点火から発生させられるプラズマを非プラズマの形態のパワーに変換するように構成されるプラズマ・パワー・コンバーターと、そのパワー発生システムに関連付けられる少なくとも1つのパラメータを測定するように構成されるセンサと、及び、そのパワー発生システムに関連付けられる少なくとも1つのプロセスをコントロールするように構成されるコントローラと、を含む。

0016

本開示のある実施例は、1つのパワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、少なくとも約5,000kWの又は少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源と、電気的パワー源に電気的に接続される複数の間隔を空けて配置された電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、その燃料充填領域はその複数の電極によって囲まれ、その複数の電極はその燃料充填領域内に受け取られるときにその燃料に点火するためにその燃料にパワーを供給するように構成され、その燃料充填領域の圧力は部分真空(partial vacuum)であり、その燃料充填領域内へと燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、及び、その燃料の点火から発生させられるプラズマを非プラズマの形態のパワーに変換するように構成されるプラズマ・パワー・コンバーターと、を含む。幾つかの実施例は、以下の追加的な特徴の1又はそれ以上を含むかもしれない。光起電力パワー・コンバーターが、真空セル(vacuum cell)内に配置されるかもしれないこと、光起電力パワー・コンバーターが、反射防止コーティング光学インピーダンス整合コーティング、又は、保護コーティングの少なくとも1つを含むかもしれないこと、光起電力パワー・コンバーターが、その光起電力パワー・コンバーターの少なくとも一部をきれいにする(clean)ように構成されるクリーニング・システムに機能的に接続されるかもしれないこと、そのパワー発生システムが、光学フィルタを含むかもしれないこと、光起電力パワー・コンバーターが、単結晶セル多結晶のセル、アモルファスのセル、ストリングリボンシリコン・セル、多接合セルホモ接合セル、ヘテロ接合セル、p−i−n素子(p−i−n device)、薄膜セル色素増感セル(dye−sensitized cell)、及び有機光起電力セル(organic photovoltaic cell)の少なくとも1つを含むかもしれないこと、そして、光起電力パワー・コンバーターが、多接合セルを含み、その多接合セルは、反転セル(inverted cel)、直立セル(upright cell)、格子不整合セル(lattice−mismatched cell)、格子整合セル(lattice−matched cell)、及び第III−V族半導体材料を含むセルの少なくとも1つを含むかもしれないこと、である。

0017

追加的な典型的な実施例は、パワーを生成するように構成されるシステムに関する。当該システムは、燃料を供給するように構成される燃料サプライと、電気的パワーを供給するように構成されるパワー・サプライと、燃料及び電気的パワーを受け取るように構成される少なくとも1つのギアと、を含み、ここで、その少なくとも1つのギアは、局所(local region)内の燃料に点火するようにそのギアの周りの局所に電気的パワーを選択的に向けることを特徴とするシステム。幾つかの実施例において、そのシステムは更に以下の特徴の1つ又はそれ以上を持つかもしれない。それらは、燃料が粉末を含むかもしれないこと、少なくとも1つのギアが2つのギアを含むかもしれないこと、少なくとも1つのギアが第1の材料及びその第1の材料よりも低い導電率を持つ第2の材料を含むかもしれず、その第1の材料がその局所に電気的に接続されていること、及び、その局所(local region)が、少なくとも1つのギアのギャップ及び歯の少なくとも1つの隣にあるかもしれないこと、である。他の実施例は、ギアの代わりにサポート部材(support member)を使用するかもしれず、他の実施例では、ギア及びサポート部材を使用するかもしれない。幾つかの実施例は、電気的パワーを生成する方法に関し、その方法は、ギアに燃料を供給するステップと、そのギアの領域(region)に燃料の少なくとも幾らかを局在化する(localize)ためにギアを回転させるステップと、エネルギーを生成するために局在化された燃料に点火するためそのギアに電流を供給するステップと、及び、点火により生成されたエネルギーの少なくとも幾らかを電気的パワーに変換するステップと、を含む。幾つかの実施例において、ギアを回転させるステップは、第1のギア及び第2のギアを回転させるステップを含むかもしれず、そして、電流を供給するステップは、第1のギア及び第2のギアに電流を供給するステップを含むかもしれない。

0018

他の実施例は、パワー発生システムに関するが、当該パワー発生システムは、少なくとも約2,000A/cm2の電気的パワー源(electrical power source)と、電気的パワー源に電気的に接続される複数の空間を空けて配置される電極と、燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、燃料充填領域が複数の電極により取り囲まれ、その複数の電極が、その燃料充填領域内に受け取るときにその燃料に点火するように燃料にパワーを供給するように構成され、そして、その燃料充填領域の圧力は部分真空(partial vacuum)であり、燃料充填領域内に燃料を移動させるデリバリ・メカニズムと、及び燃料の点火から発生させられるプラズマを非プラズマの形態のパワーに変換するように構成された光起電力パワー・コンバーターと、を含む。

0019

更なる実施例は、1つのパワー発生セルに関する。当該パワー発生セルは、真空ポンプに接続される排出口ポートと、少なくとも5,000kWの電気的パワー源に電気的に接続される複数の電極と、大部分がH2Oからなる水ベースの燃料を受け取るように構成される燃料充填領域と、ここで、前記複数の電極は、アークプラズマ及び熱パワーの少なくとも1つを生成するために、水ベース燃料にパワーをデリバリするように構成され、及び、アークプラズマ及び熱パワーの少なくとも1つの少なくとも一部を電気的パワーに変換するように構成されるパワー・コンバーターと、を含む。また開示されるのは、1つのパワー発生システムであるが、当該パワー発生システムは、少なくとも5,000A/cm2の電気的パワー源と、電気的パワー源に電気的に接続された複数の電極と、大部分がH2Oからなる水ベースの燃料を受け取るように構成される燃料充填領域(fuel loading region)と、ここで、前記複数の電極は、アーク・プラズマ及び熱パワーの少なくとも1つを生成するために、水ベース燃料にパワーをデリバリするように構成され、及び、アーク・プラズマ及び熱パワーの少なくとも1つの少なくとも一部を電気的パワーに変換するように構成されたパワー・コンバーターと、を含む。1つの実施例において、パワー・コンバーターは、発生セルに関する。当該パワー発生セルは、光パワーを電気にとの光起電力コンバーターを含む。

0020

追加の実施例は、パワーを発生させる方法に関する。当該方法は、燃料充填領域(fuel loading region)は複数の電極を含むが、その燃料充填領域内に燃料を充填するステップと、アーク・プラズマ及び熱パワーの少なくとも1つを生成するために燃料に点火するために前記複数の電極に少なくとも約2,000A/cm2の電流を印加するステップと、電気的パワーを発生させるために熱—電気コンバーター(thermal−to−electric converter)を通して熱パワーを通すこと、及び、電気的パワーを発生させるために熱—電気コンバーターを通して熱パワーを通すこと、の少なくとも1つを実施するステップと、及び、発生させられた電気的パワーの少なくとも一部を出力するステップと、を含む。また、1つのパワー発生システムが開示されるが、当該パワー発生システムは、なくとも5,000kWの電気的パワー源と、前記パワー源に電気的に接続される複数の電極と、ここで、前記複数の電極は、熱パワーを生成するために大部分がH2Oを含む水ベース燃料に電気的パワーをデリバリするように構成され、及び、熱パワーの少なくとも一部を電気的パワーに変換するように構成される熱交換器と、及び、光の少なくとも一部を電気的パワーに変換するように構成される光起電力コンバーターと、を含む。加えて、もう1つの実施例は、1つのパワー発生システムに関する。当該パワー発生システムは、少なくとも約5,000kWの電気的パワー源(electrical power source)と、複数の間隔を空けて配置された電極と、ここで、当該複数の電極の少なくとも1つが圧縮メカニズムを含み、大部分がH2Oを含む水ベースの燃料を受け取るように構成される燃料充填領域(fuel loading region)と、ここで、前記燃料充填領域(fuel loading region)は、前記複数の電極によって囲まれて少なくとも1つの電極の圧縮メカニズム(compression mechanism)が前記燃料充填領(fuel loading region)域に向かって配向され、及び、前記複数の電極は、前記電気的パワー源に電気的に接続され、及び、燃料に点火するために前記燃料充填領域(fuel loading region)内に受け取られる水ベース燃料にパワーを供給するように構成され、前記燃料充填領域(fuel loading region)内へと水ベースの燃料を動かすためのデリバリ・メカニズムと、及び、その燃料の点火から発生させられるプラズマを非プラズマ形態のパワーに変換するように構成される光起電力パワー・コンバーターと、を含む。

図面の簡単な説明

0021

図面の簡単な記述
添付される図面は、本明細書の中に組み込まれ、そして、その一部を構成するが、本開示の幾つかの実施例を図解し、そして、本記述と共に、本開示の原理を説明するために機能する。図面においては、以下のようになる。
図1は、本開示の実施例によるプラズマダイナミック・コンバーター(plasmadynamic converter)を示すSFCIHTセル・パワー発生器の概略図である。
図2Aは、本開示の実施例による光起電力コンバーターを示すSF−CIHTセル・パワー発生器の概略図である。
図2Bは、本開示の実施例による光起電力コンバーターを示すアークH2Oプラズマ・セル・パワー発生器の概略図である。
図3は、典型的な実施例による送電網接続光起電力パワー発生システム(grid−connected photovoltaic power generation system)の概略図である。
図4は、典型的な実施例によるハイブリッド光起電力パワー発生システム(hybrid photovoltaic power generation system)の概略図である。
図5は、典型的な実施例による直接接合光起電力パワー発生システム(direct−coupled photovoltaic power generation system)の概略図である。

0022

図6Aは、典型的な実施例による、DC光起電力パワー発生システム(DC photovoltaic power generation system)の概略図である。
図6Bは、典型的な実施例による、AC光起電力パワー発生システム(AC photovoltaic power generation system)の概略図である。
図7は、典型的な実施例による、AC/DC光起電力パワー発生システム(AC/DC photovoltaic power generation system)の概略図である。
図8は、典型的な実施例による、AC光起電力パワー発生システムの概略図である。
図9は、典型的な実施例による、光起電力パワー発生システム(photovoltaic power generation system)の概略図である。
図10は、典型的な実施例による、光起電力パワー発生システムの概略図である。

0023

図11は、典型的な実施例による、光起電力パワー発生システムの概略図である。
図12は、典型的な実施例による、光起電力パワー発生システムの概略図である。
図13Aは、典型的な実施例による、光起電力パワー・コンバーターが反応サイト(reaction site)とは異なる領域(different region)に配置させられる光起電力パワー発生システムの概略図である。
図13Bは、典型的な実施例による、光起電力パワー・コンバーターが反応サイト(reaction site)と同じ領域(same region)に配置させられる光起電力パワー発生システムの概略図である。
図14は、典型的な実施例による、システムの概略図である。
図15は、典型的な実施例による、ギアの概略図である。

0024

図16は、典型的な実施例による、ギアの拡大図である。
図17は、典型的な実施例による、2つのギアの拡大図である。
図18A及び18Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。
図18A及び18Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。
図19A及び19Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。
図19A及び19Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。
図20A及び20Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。
図20A及び20Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。

0025

図21A及び21Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。
図21A及び21Bは、典型的な実施例による、ギアの歯の側面図(side and lateral views)である。
図22Aは、典型的な実施例による、ギアの歯及びギャップ(gap)の拡大図である。
図22Bは、典型的な実施例による、ギアの歯及びギャップの拡大図である。
図22Cは、典型的な実施例による、ギアの歯及びギャップの拡大図である。
図23A及び23Bは、典型的な実施例による、ギアの断面図である。
図23A及び23Bは、典型的な実施例による、ギアの断面図である。
図24は、典型的な実施例による、モーションシステムの概略図である。
図25は、典型的な実施例による、サポート部材(support members)の概略図である。

0026

図26は、典型的な実施例による、サポート部材の断面図である。
図27は、典型的な実施例による、サポート部材の断面図である。
図28は、典型的な実施例による、サポート部材の断面図である。
図29は、典型的な実施例による、サポート部材の断面図である。
図30は、典型的な実施例による、サポート部材の断面図である。

0027

図31A及び31Bは、典型的な実施例による、サポート部材の底面図(underneath views)である。
図31A及び31Bは、典型的な実施例による、サポート部材の底面図である。
図32A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素(contact elements)の図である。
図32A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図32A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図32A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図33は、典型的な実施例による、動作中のサポート部材(support members)の図である。
図34は、典型的な実施例による、接触要素の断面図である。
図35A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図35A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図35A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図35A−Dは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。

0028

図36A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図36A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図36A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図37A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図37A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図37A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図38A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図38A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図38A−Cは、典型的な実施例による、動作中の接触要素の図である。
図39は、典型的な実施例による、光起電力セルを備える接触要素の概略図である。
図40は、典型的な実施例による約5800−6000Kの黒体放射を何れも発することを示す、プラズマ源及び太陽の可視光スペクトル正規化された重ね合わせである。

実施例

0029

ここにおいて開示されるのは、より低いエネルギー状態を形成するように原子水素からエネルギーを放出するための触媒システムであるが、その電子殻は、核に対してより近い位置を取る。放出されたパワーはパワー発生のために利用され、そして、加えて、新たな水素種及び化合物が所望の生成物である。これらのエネルギー状態は、古典物理法則(classical physical laws)により予測され、そして、対応するエネルギー放出遷移(energy−releasing transition)を受けるために水素からエネルギーを受け取る触媒を必要とする。

0030

古典的物理学は、水素原子水素化物イオン水素分子イオン、及び、水素分子閉形式解を与え、分数主量子数を持つ対応する種を予測する。マクスウェル方程式使い、電子は、束縛されたn=1状態の電子がエネルギーを放出できないと拘束して遷移間の時間変動性の電磁気場ソース電流を含むとして、電子の構造が境界値問題として導かれた。H原子の解によって予測される反応は、以前に可能と思われていたよりも低いエネルギー状態における水素を形成するために、さもなければ安定な原子水素から、エネルギーを受け入れることができる触媒へと、非放射的なエネルギー伝達を含む。具体的には、古典物理学は、Ehが1ハートリーであるときに、Eh=27.2eVである原子水素のポテンシャル・エネルギーの整数倍正味エンタルピーを伴う反応を提供する、ある特定の原子、エキシマー、イオン、及び、2原子水素化物との、触媒反応を、原子水素が、経験するかもしれないことを予測する。それらの知られた電子エネルギーレベル基礎として識別可能な特定の種(例えば、He+、Ar+、Sr+、K、Li、HCl、そして、NaH、OH、SH、SeH、発生期のH2O、nH(n=整数))は、プロセスを触媒するために原子水素と共に存在することが要求される。反応は、分数の主量子数に対応する未反応の原子水素よりもエネルギーにおいて低い水素原子、及び、特に熱く、励起状態のHを形成するために、Hへのq・13.6eVの移動又はq・13.6eVの連続発光に続く非放射的なエネルギー移動を含む。即ち、水素原子の主エネルギー準位に対する式において、
En = −(e2/n28πε0aH) = −(13.598eV/n2)
(1)
n = 1、2、3、 ・・・ (2)
であり、ここで、aHは、水素原子(52.947 pm)のボーア半径であり、eは電子の電荷の大きさ、ε0は真空誘電率であり、分数の量子数は、次のようになる。
n = 1、1/2、1/3、1/4、 ・・・ 、1/p (3)
それらは、水素の励起状態に対するリュードベリ公式(Rydberg equation)においてよく知られるパラメータn=整数を置き換える。そして、マクスウェルの方程式解析解を持つ励起状態と同様に、ハイドリノ原子はまた、1つの電子(electron)、1つの陽子(proton)、及び、1つの光子(photon)を含む。しかしながら、後者の電場(electric field)は、励起状態にあるように、エネルギーの吸収で中心場を減少させるよりもむしろ、エネルギーの吸収に対応して結合を増加させ、そして、結果として生じるハイドリノの陽子−電子相互作用放射性というよりむしろ安定である。

0031

水素のn=1の状態、及び、水素のn=1/整数の状態は、非放射性であるが、例えばn=1からn=1/2というような2つの非放射性の状態の間での遷移は、非放射性のエネルギー移動により可能である。水素は、水素又はハイドリノ原子の対応する半径が、次の式で与えられ、式(1)及び(3)によって与えられる安定状態の特別なケースである。
r = aH/p (4)
ここで、p=1、2、3、・・・である。エネルギーを保存するために、エネルギーは、水素原子から触媒へと、
m・27.2eV、m = 1、2、3、4、 ・・・ (5)
及び、aH/(m+p)へとの半径遷移(radius transitions)、の単位で、移動させられるにちがいない。触媒反応はエネルギー放出の2つのステップ:触媒への非放射的なエネルギーの移動と、それに続いて、対応する安定な最終状態に半径が減少する際の追加のエネルギー放出とを含む。正味反応エンタルピーがよりm・27.2eVに一致するようになるにつれて、触媒の割合が増加すると考えられる。m・27.2eVの±10%、好ましくは±5%以内の正味反応エンタルピーを有する触媒が、ほとんどの用途に適合することが見出されている。より低いエネルギー状態へのハイドリノ原子の触媒反応の場合において、m・27.2eV(式(5))の反応のエンタルピーは、ハイドリノのポテンシャル・エネルギーと同じファクターによって、相対論的補正される1つの実施例において、触媒は、原子水素からエネルギーを共鳴的に及び放射なしに受け取る。

0032

このようにして、一般的な反応は、次式で表される。
m・27.2eV+Catq−+H[aH/p]
→ Cat(q+r)++re− H*[aH/(m+p)]
+m・27.2eV (6)
H*[aH/(m+p)]
→ H[aH/(m+p)]+[(m+p)2−p2]・13.6eV
−m・27.2eV (7)
Cat(q+r)++re− → Catq++m・27.2eV (8)
そして、全反応は、次式の通りである。
H[aH/p]
→ H[aH/(m+p)]+[(m+p)2−p2]・13.6eV (9)
q、r、m、及びpは、整数である。H*[aH/(m+p)]は、水素原子(分母において1に対応する)の半径と、及び、陽子のそれの(m+p)倍に同等な中心場とを持ち、H[aH/(m+p)]は、Hのそれの1/(m+p)の半径を備える対応する安定な状態である。電子が、水素原子の半径からこの距離の1/(m+p)の半径へと半径方向加速度を受けると、エネルギーは、特徴的な発光として、又は、第三体の運動エネルギーとして、放出される。発光は、[(p+m)2−p2−2m]・13.6eV又は91.2/[(m+p)2−p2−2m]nmで端を持し、より長い波長にまで延びる、極端紫外連続放射の形態においてであるかもしれない。放射に加えて、高速Hを形成する共鳴運動エネルギー移動が起こるかもしれない。対応するH(n=3)の高速原子の放出を伴う、バックグラウンドH2との衝突によるこれらの高速H(n=1)の後に続く励起は、広がったバルマーα線放射を生じさせる。その代わり、高速Hは、その触媒として機能するH又はハイドリノの直接的な生成物であるが、共鳴エネルギー移動受取は、イオン化エネルギーというよりはむしろ、ポテンシャルエネルギーと考える。エネルギーの保存則は、前者の場合、半分のポテンシャルエネルギーに対応する運動エネルギーの陽子を与え、後者の場合には本質的に止まっている触媒イオンを与える。高速陽子のHの再結合放射は、過剰なパワー・バランス合致して、熱い水素の在庫不釣り合いブロード化したバルマーα線放射を生じる。

0033

本開示において、ハイドリノ反応、H触媒作用、H触媒作用反応、水素に言及するときの触媒作用、ハイドリノを形成するための水素の反応、及びハイドリノ形成反応の全てが、式(1)及び(3)によって与えられるエネルギーレベルを持つ水素の状態を形成するため、原子Hとの、式(5)によって規定される触媒の式(6−9)のそれのような反応に、言及する。より低いエネルギー状態の水素又はハイドリノを形成する又は生産する、反応物、ハイドリノ形成のための反応物、触媒混合物、ハイドリノ反応混合物、ハイドリノ反応物、のような対応する用語はまた、式(1)及び(3)によって与えられるエネルギーレベルを持つハイドリノ状態又はH状態へのHの触媒作用を発揮させる反応混合物に言及する際に、交換可能に使用される。

0034

本開示の触媒的なより低いエネルギー水素への遷移は、その遷移を引き起こすために原子Hからエネルギーを受取る、27.2eVの無触媒原子水素のポテンシャルエネルギーの整数mの吸熱化学反応の形態においてであるかもしれない触媒を要求する。吸熱の触媒反応は、原子またはイオンのような(例えば、Li→Li2+に対するm=3)種からの1又はそれ以上のイオン化であるかもしれず、最初の結合(例えば、NaH→Na2++Hに対するm=2)のパートナーの1又はそれ以上から、1又はそれ以上の電子のイオン化で結合切断の協奏反応を更に含むかもしれない。He+は、それが2・27.2eVという54.417eVでイオン化するので、27.2eVの整数倍に等しいエンタルピー変化を伴う化学的又は物理的プロセスという触媒基準を満たす。水素原子の整数の数はまた、27.2eVエンタルピーの整数倍の触媒として機能するかもしれない。水素原子H(1/p) p=1、2、3、・・・137 は、式(1)及び(3)によって与えられるより低いエネルギー状態へと更なる遷移を経ることができるが、1つの原子の遷移が、そのポテンシャルエネルギーにおける付随する逆の変化と共にm・27.2eVを共鳴的にかつ非放射的に受け取る、1又はそれ以上の追加のH原子によって触媒作用が及ぼされる。H(1/p・)へのm・27.2eVの共鳴伝達により誘発されるH(1/p)からH(1/(p+m))への遷移に対する全体の一般式は、次のように表される。
H(1/p’)+H(1/p)
→ H+H(1/(m+p))+[2pm+m2−p’2+1]・13.6eV
(10)

0035

水素原子は、一方が他方に対して触媒となるように作用して、それぞれ、1つ及び2つ及び3つの原子に対してm=1、m=2、及びm=3である触媒として機能してよい。衝突相手の第3の水素原子から54.4eVを2つの原子が共鳴的に及び非放射的に受取り、2Hを形成するように、極めて高速のHが1つの分子と衝突するとき、2つの原子触媒2Hに対する速度は高いかもしれない。同じメカニズムにより、2つのホットH2の衝突は、第4のものに対する3・27.2eVの触媒として機能する3Hを供給する。大きなエネルギー放出、生成物ガスH2(1/4)、高く励起されたH状態、異常な(>100eV)バルマーα線ブロード化、及び22.8nm及び10.1nmのEUV連続体は、予測と一致するように観測される。

0036

H(1/4)は、その形成に対する選択則及びその多極化に基づき、好ましいハイドリノ状態である。このようにして、H(1/3)が形成される場合において、H(1/4)への遷移は、式(10)に従って、Hによって高速で触媒作用が及ぼされるかもしれない。同様に、H(1/4)は、式(5)において、m=3に対応する81.6eVと等しく若しくはより大きい触媒エネルギーに対して好ましい状態である。の場合、触媒へのエネルギー移動は、式(7)のH*(1/4)中間体を形成する81.6eVを含むが、その中間体の崩壊からの27.2eVの整数倍と同様である。例えば、108.8eVのエンタルピーを持つ触媒は、122.4eVのH*(1/4)崩壊から27.2eVだけでなく、81.6eVを受け取ることにより、H*(1/4)を形成するかもしれない。95.2eVの残存する崩壊エネルギーは、好ましい状態H(1/4)を形成し、次に、反応してH2(1/4)を形成するように、環境に放出される。

0037

好ましい触媒は、従って、m・27.2eVの反応の正味の正のエンタルピーを供給することができる。即ち、触媒は水素原子からの非放射的エネルギー移動を共鳴的に受け、分数の量子エネルギー水準への電子的な遷移に影響を与えるように周囲にエネルギーを放出する。非放射的なエネルギーの移動の結果として、式(1)及び(3)により与えられる主エネルギー水準を持つより低いエネルギーの非放射的な状態を達成するまで、水素原子は不安定で更なるエネルギーを放出する。このようにして、式(3)により与えられるnについて、rn=naHの水素原子のサイズにおいて相当する減少を伴って水素原子からエネルギーを触媒作用により放出する。例えば、H(n=1)からH(n=1/4)への触媒作用により204eVが放出され、水素半径は、aHから(1/4)aHに減少する。

0038

触媒生成物であるH(1/p)は、ハイドリノ水素化物イオンであるH−(1/p)を形成するように電子とまた反応するかも知れず、或いは、2つのH(1/p)は、反応して、対応する分子ハイドリノH2(1/p)を形成するかもしれない。特に、触媒生成物H(1/p)はまた、結合エネルギーEBを持つ新規な水素化物イオンH(1/p)−を形成するように電子と反応するかもしれない。ここで、EBは、次の通りである。



ここで、p=整数>1、s=1/2である。



は、換算プランク定数、μ0は真空の透磁率、meは電子の質量、μeは次式で与えられる換算電子質量である。



また、mpは陽子の質量であり、a0はボーアの半径であり、イオン半径r1は次のように表される。



式(11)から、ハイドリノ・イオンの計算されたイオン化エネルギーは、0.75418eVであり、実験値は、6082.99±0.15cm−1(0.75418eV)である。ハイドリノ水素化物イオンの結合エネルギーは、X線光電子分光法(XPS)により測定されるかもしれない。

0039

高磁場側にシフトしたNMRピークは、通常の水素化物イオンに比べて減少した半径に関するより低いエネルギー状態の水素の存在の直接の証拠であり、そして、陽子の反磁性シールドにおける増加を持つより低いエネルギー状態の水素の存在の直接の証拠である。そのシフトは、2つの電子の反磁性の寄与及び光子場の大きさpの合計によって与えられる(ミルズGUTCP 式(7.87))



ここで、第1項が、H−(1/p)に対するp=1及びp=整数>1を持つH−に適用し、そして、αが微細構造定数である。予測されるハイドリノ水素化物ピークは、通常の水素化物イオンに対して異常に高磁場側にシフトされる。1つの実施例において、ピークはTMSの高磁場側である。TMSに相対的なNMRシフトは、単独又は化合物を含んで、通常のH−、H、H2、又は、H+の少なくとも1つに対して知られているよりも大きいかもしれない。シフトは、0、−1、−2、−3、−4、−5、−6、−7、−8、−9、−10、−11、−12、−13、−14、−15、−16、−17、−18、−19、−20、−21、−22、−23、−24、−25、−26、−27、−28、−29、−30、−31、−32、−33、−34、−35、−36、−37、−38、−39、及び−40ppmの少なくとも1つよりも大きいかもしれない。の陽子に相対的な絶対シフトの範囲は、TMSのシフトが裸の陽子に相対的に約−31.5であることろ、±5ppm、±10ppm、±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm、及び±100ppmの少なくとも1つ辺りの範囲内で、−(p29.9+p22.74)ppm(式(12))であるかもしれない。裸の陽子に相対的な絶対シフトは、0、1%から99%、1%から50%、及び1%から10%の少なくとも1つ辺りの範囲内で、−(p29.9+p21.59X10−3)ppm(式(12))であるかもしれない。もう1つの実施例において、NaOH又はKOHのような水酸化物のマトリクスのような固体マトリクス内の、ハイドリノ原子、ハイドリノ・イオン又は分子のようなハイドリノ種の存在は、マトリクスの陽子のシフトを高磁場側にさせる。NaOH又はKOHのそれらのようなマトリクス陽子は、交換するかもしれない。1つの実施例において、シフトは、マトリクスピークが、TMSに相対的に約−0.1ppmから−5ppmの範囲内にいるようにさせるかもしれない。NMRの決定は、マジック角回転lH核磁気共鳴分光法を含むかもしれない。

0040

H(1/p)は、陽子と反応するかもしれず、2つのH(1/p)が反応するかもしれず、それぞれ、H2(1/p)+及びH2(1/p)を生成するであろう。素分子イオン及び分子電荷及び電流密度関数結合距離、及び、エネルギーは、非放射の制約で、楕円面座標においてラプラシアンから解かれた。

0041

長球の分子軌道の各焦点において+peの中心場を持つ水素分子イオンの全エネルギーETは、次のようになる。



ここで、pは整数、cは真空中の光の速度、及びμは換算原子核質量である。長球の分子軌道の各焦点において+peの中心場を持つ水素分子イオンの全エネルギーETは、次のようになる。

0042

水素分子H2(1/p)の結合解離エネルギーEDは、対応する水素原子の全エネルギーとETとの差である。
ED = E(2H(1/p))−ET (16)
ここで
E(2H(1/p)) = −p227.20eV (17)

0043

EDは、式(16−17)及び(15)によって与えられる。
ED = −p227.20eV−ET
= −p227.20eV
−(−p231.351eV−p30.326469eV)
= p24.151eV+p30.326469eV
(18)

0044

H2(1/p)は、X線光電子分光法(XPS)により特定され、ここで、イオン化される電子に加えてイオン化の生成物は、2つの陽子及び1つの電子、1つの水素(H)原子、1つのハイドリノ原子、1つの分子イオン、水素分子イオン、及び、H2(1/p)+を含むそれらのような可能性のあるものの少なくとも1つであるかもしれず、そのエネルギーは、マトリクスによりシフトされるかもしれない。

0045

触媒作用生成物ガスのNMRは、H2(1/p)の理論的に予測される化学シフトの決定的なテストを提供する。一般に、H2(1/p)の1H NMR共鳴は、電子が核に極めて近くにあるところの楕円座標における分数の半径により、H2のそれより高磁場側にあると予測される。H2(1/p)に対する予想されるシフトΔBT/Bは、大きさpの光子場(photon field)及び2つの電子の反磁性(diamagnetism)の寄与の合計により与えられる(ミルズGUTCP 式(11.415−11.416))



ここで、第1項は、H2(1/p)に対してp=1及びp=整数>1を備えるH2に適用する。−28.0ppmの実験上の絶対H2気相共鳴シフトは、−28.01ppmの予測絶対気相シフトと極めて良好に一致する(式(20))。予測される分子ハイドリノピークは、通常のH2に相対的に非常に高磁場側にシフトする。1つの実施例において、ピークはTMSの高磁場側にある。TMSに相対的なNMRシフトは、単独で又は化合物を含んで、通常のH−、H、H2、又はH+の少なくとも1つに対して知られているそれよりも大きいかもしれない。そのシフトは、0、−1、−2、−3、−4、−5、−6、−7、−8、−9、−10、−11、−12、−13、−14、−15、−16、−17、−18、−19、−20、−21、−22、−23、−24、−25、−26、−27、−28、−29、−30、−31、−32、−33、−34、−35、−36、−37、−38、−39、及び−40ppmの少なくとも1つよりも大きいかもしれない。裸の陽子に相対的な絶対シフトの範囲は、TMSのシフトが裸の陽子に相対的に約−31.5ppmであるところ、±5ppm、±10ppm、±20ppm、±30ppm、±40ppm、±50ppm、±60ppm、±70ppm、±80ppm、±90ppm、及び±100ppmの少なくとも1つの辺りの範囲内で、−(p28.01+p22.56)ppmであるかもしれない(式(20))。裸の陽子に相対的な絶対シフトの範囲は、約0.1%から99%、1%から50%、及び1%から10%の少なくとも1つの辺りの範囲内で、−(p28.01+p21.49×10−3)ppm(式(20))であるかもしれない。

0046

水素タイプの分子H2(1/p)のυ=0からυ=1への遷移に対する振動エネルギーEvibは、次のようになる。
Evib = p20.515902eV (21)
ここで、pは整数である。

0047

水素タイプの分子H2(1/p)のJからJ+1への遷移に対する回転エネルギーErotは、次のようになる。



ここで、pは整数であり、Iは慣性モーメントである。H2(1/4)の回転−振動発光は、ガス中電子ビーム励起分子の上に観察され、そして、固体マトリクス内にトラップされた。

0048

回転エネルギーのp2依存性は、原子核間距離の逆p依存性、及び、慣性モーメントIに対する対応するインパクト、に起因する。H2(1/p)に対する予測される原子核間距離2c’は、以下の通りである。

0049

H2(1/p)の回転及び振動のエネルギーの少なくとも1つは、電子−ビーム励起発光分光法ラマン分光法、及びフーリエ変換赤外(FTIR)の少なくとも1つによって測定されるかもしれない。H2(1/p)は、MOH、MX、及びM2CO3(M=アルカリ、X=ハロゲン)マトリクスの少なくとも1つにおいてのように、測定のためのマトリクス内にトラップされるかもしれない。

0050

I.触媒
He+、Ar+、Sr+、Li、K、NaH、nH(n=整数)、及びH2Oは、触媒の基準、すなわち原子水素のポテンシャルエネルギー27.2eVの整数倍に等しいエンタルピー変化での化学的又は物理的プロセスを満たしているため、触媒として機能すると予測される。特に、t電子のイオン化のイオン化エネルギーの合計が近似的にm・27.2eV(ここで、mは整数である)となるように、触媒システムが、原子から連続エネルギー・レベルへのt電子のイオン化によって供給される。その上、更なる触媒遷移が、H(1/2)が最初形成される場合:n=1/2→1/3、1/3→1/4、1/4→1/5、 ・・・ におけるように起こるかもしれない。
触媒反応が一度起こると、H又はH(1/p)は、もう1つのH又はH(1/p’)(pはp’と等しいかもしれない)に対して触媒として機能する。

0051

水素及びハイドリノは、触媒として機能するかもしれない。水素原子H(1/p) p=1、2、3、・・・137 は、式(1)及び(3)により与えられるより低いエネルギー状態への遷移を受けるかもしれないが、1つの原子の遷移は、そのポテンシャル・エネルギーにおいて同時に起きる逆の変化と共にm・27.2eVを共鳴的にかつ非放射的に受け取る第2の原子によって触媒作用がなされる。H(1/p’)へのm・27.2eVの共鳴伝達によって誘引されるH(1/p)からH(1/(m+p))への遷移に対する全体の一般式は、式(10)に表される。このようにして、水素原子は、触媒として機能するかもしれないが、1つ、2つ、及び3つの原子に対して、それぞれ、m=1、m=2、及びm=3が、もう1つに対して触媒として作用する。2又は3原子触媒の場合に対する速度は、H密度が高いときのみ、感知できるであろう。しかし、高いH密度は、まれではない。2H又は3Hが第3又は第4に対してのエネルギー受容体として機能するのを許す高い水素原子密度は、温度及び重力駆動密度により太陽及び星の表面上で、複数の単層を支持する金属の表面で、及び、高解離のプラズマ、特に、ピンチ水素プラズマ内で、のような幾つかの環境下で達成できるかもしれない。この事象は、非常な高速Hの高い密度を持つプラズマ内で一般に起きることができる。加えて、3体H相互作用は、2つのH原子がH2とホットHとの衝突から生じるときに、容易に達成できる。このことは、原子H発光の並外れた強度によって、証拠付けられる。そのような場合において、エネルギー移動は、多極結合を経由する典型的に数オングストロームである、十分に近いところで、1つの水素原子から2つの他の水素原子へと起き得る。そして、触媒として2Hが機能するように、2つの水素原子が共鳴的にかつ非放射的に第3の水素原子から54.4eVを受け取るような、3つの水素原子間の反応は次のように与えられる。
54.4eV+2H+H
→ 2H+fast+2e−+H*[aH/3]+54.4eV (24)
H*[aH/3] → H[aH/3]+54.4eV (25)
2H+fast+2e− → 2H+54.4eV (26)

0052

また、全体的な反応は、以下の通りである。
H → H[aH/3]+[32−12]・13.6eV (27)
ここで、H*[aH/3]は、水素原子の半径、及び、陽子のそれの3倍と等しい中心場、を持ち、H[aH/3]は、Hのそれの3分の1の半径を持つ対応する安定な状態である。電子が、水素原子の半径からこの距離の1/3の半径へと半径方向加速度を受けて、エネルギーは、特徴的な発光として、又は、第三体の運動エネルギーとして、放出される。

0053

[aH/4]状態への直接の遷移を含むもう1つのH−原子触媒反応において、2つのホットH2分子は、3つの原子が第4の原子に対して、3・27.2eVの触媒として機能するように、衝突して解離する。そして、4つの水素原子間の反応は、3Hが触媒として機能するように第4の水素原子から81.6eVを共鳴的に及び非放射的にこれらの3つの原子が受け取ることにより、次のようなに与えられる。
81.6eV+3H+H
→ 3H+fast+3e−+H*[aH/4]+81.6eV (28)
H*[aH/4] → H[aH/4]+122.4eV (29)
3H+fast+3e− → 3H+81.6eV (30)

0054

また、全体的な反応は、以下の通りである。
H → H[aH/4]+[42−12]・13.6eV (31)

0055

式(28)のH*[aH/4]中間体により、極端紫外連続放射バンドは、122.4eV(10.1nm)で短波長カットオフを持ち、そして、長波長に延びると予測される。この連続バンドは、実験的に確認された。一般に、m・27.2eVの受取により、HからH[aH/(p=m+1)]への遷移は、短波長カットオフ及びエネルギー



を持つ連続バンドを与える。ここで、そのエネルギーは、次のように与えられる。



また、その短波長カットオフは、対応するカットオフよりも長波長に延びる。10.1nm、22.8nm、及び91.2nm連続体の水素発光シリーズは、星間物質、太陽、及び白色矮星において実験的に観測された。

0056

H2Oのポテンシャル・エネルギーは、81.6eV(式(43))である[ミルズGUT]。そして、同じメカニズムにより、発生期のH2Oの分子(固体液体、又はガス状態に結合された水素ではない)は、触媒として機能するかもしれない(式(44−47))。いわゆる「ハイドリノ」状態のより低いエネルギー状態へのHの理論的に予測された遷移に対する、10.1nmで及びより長い波長への連続放射は、最初ブラックライト・パワー・インクBLP)によって、そして、ハーバード・センターフォー・アストロフィジックス(CfA)で再現された、パルス・ピンチ・水素放電からのみ生じ、観測された。Hからハイドリノ状態への予測される遷移にマッチした10から30nm領域における連続放射は、HOH触媒を形成するようにH還元を受けるように熱力学的に有利な金属酸化物と共にパルス・ピンチ水素放電からのみ生じ、観測された。しかるに、有利ではない反応は、如何なる連続放射を見せなかったが、これは、試験された低融点金属が、よりパワフルなプラズマ源において強い短波長連続放射と共に金属イオンプラズマを形成することに非常に有利であるとしてでもある。

0057

その代わり、高速Hを形成する共鳴運動エネルギー移動は、高運動エネルギーHに対応する異常なバルマーα線のブロード化の観測とも矛盾なく起きるかもしれない。2つのHへのエネルギー移動はまた、触媒の励起状態のポンピングをも引き起こし、そして、高速Hが典型的な式(24)、(28)、及び(47)により、及び、共鳴運動エネルギー移動により与えられるように直接的に生成される。

0058

II.ハイドリノ
次の式で与えられる結合エネルギーを持つ水素原子は、本開示のH触媒反応の生成物である。
結合エネルギー = 13.6eV/(1/p)2 (34)
ここで、pは1より大きい整数であり、好ましくは、2から137である。イオン化エネルギーとしても知られる、原子、イオン、または分子の結合エネルギーは、原子、イオン、または分子から1つの電子を取り除くために必要とされるエネルギーである。式(34)において与えられる結合エネルギーを持つ水素原子は、以下、「ハイドリノ原子」又は「ハイドリノ」と言及される。半径aH/p(式中aHは通常の水素原子の半径であり、pは整数である)のハイドリノの記号表示は、H[aH/p]である。半径aHの水素原子は、以降、「通常の水素原子」又は「普通の水素原子」と称される。通常の原子水素は、13.6eVの結合エネルギーで特徴付けられる。

0059

ハイドリノは、普通の水素原子を、次のような反応の正味のエンタルピーを持つ妥当な触媒と、反応させることにより形成される。
m・27.2eV (35)
ここで、mは整数である。正味の反応エンタルピーがよりm・27.2eVに一致するようになるにつれて、触媒反応の速度が増加すると考えられる。m・27.2eVの±10%以内、好ましくは、±5%以内の反応の正味のエンタルピーを持つ触媒が、大抵の応用に妥当であると見出されてきた。

0060

この触媒反応は、水素原子のサイズ rn=naH における、相応した減少とともに、水素原子からエネルギーを放出する。例えば、H(n=1)からH(n=1/2)への触媒反応は40.8eVを放出し、そして、水素半径は、aHから(1/2)аHに減少する。触媒システムは、t電子のイオン化エネルギーの和が近似的にm・27.2eV(式中、mは整数である)であるような、連続エネルギー準位までの各々の原子からのt電子のイオン化により提供される。パワー源として、触媒反応の間に放たれるエネルギーは、触媒に持って行かれるエネルギーより非常に大きい。放出されるエネルギーは、従来の化学反応に比べ大きい。例えば、次のように、水を形成するため、水素及び酸素ガス燃焼被るとき、水形成の既知のエンタルピーは、ΔHf=−286kJ/mole又は水素原子あたり1.48eVである。
H2(g)+(1/2)O2(g) → H2O(l) (36)
対照的に、触媒反応を被る各通常の水素原子(n=1)は、正味40.8eVを放出する。そして、更なる触媒の遷移が起きるかもしれない。n=1/2→1/3、1/3→1/4、1/4→1/5、等。一旦触媒反応が始まると、ハイドリノは、不均化と呼ばれるプロセスにおいて自動触媒化する。このメカニズムは、無機イオン触媒のメカニズムと類似している。しかし、ハイドリノ触媒反応は、エンタルピーがm・27.2eVにより良く一致するために、無機イオン触媒の反応速度より速い反応速度を有する。

0061

III.ハイドリノ触媒及びハイドリノ生成物
ハイドリノを生成するため、mが整数であり、およそm・27.2eVの反応の正味のエンタルピーを供給する(これによってt電子が原子又はイオンからイオン化される)ことができるハイドリノ触媒は、表1に与えられる。第1の列に与えられる原子又はイオンは、mが第11番目の列に与えられるところ、第10番目の列に与えられるm・27.2eVの反応の正味のエンタルピーを供給するようにイオン化される。イオン化に寄与する電子は、イオン化ポテンシャル(イオン化エネルギー又は結合エネルギーとも呼ばれる)と共に与えられる。原子又はイオンの第n番目の電子のイオン化ポテンシャルは、IPnによって指定され、CRCによって与えられる。このことは、例えば、 Li+5.39172eV→Li++e− 及び Li++75.6402eV→Li2++e− ということである。それぞれ、第1のイオン化ポテンシャル、IP1=5.39172eVと、第2のイオン化ポテンシャル、IP2=75.6402eVは、第2、及び、第3の列において与えられる。Liの二重イオン化に対する反応の正味のエンタルピーは、第10番目の列に与えられるように81.0319eVであるが、第11番目の列に与えられるように式(5)においてm=3である。

0062

0063

本開示のハイドリノ水素化物イオンは、即ち、約13.6/n2eVの結合エネルギーを持つ水素原子であるハイドリノと、電子源との反応によって形成され得る。ここで、n=1/pであり、pは1を超える整数である。ハイドリノ水素化物イオンは、H−(n=1/p)又はH−(1/p)で表される。
H[aH/p]+e− → H−(n=1/p) (37)
H[aH/p]+e− → H−(1/p) (38)

0064

ハイドリノ水素化物イオンは、通常の水素原子核及び約0.8eVの結合エネルギーを有する2つの電子を含む通常の水素化物イオンと区別される。後者は、以降「通常の水素化物イオン」又は「普通の水素イオン」と称される。ハイドリノ水素化物イオンは、プロチウムジューテリウム、又はトリチウムを含む水素原子核、及び、式(39)及び(40)に従う結合エネルギーで区別できない電子の2つを含む。

0065

ハイドリノ水素化物イオンの結合エネルギーは、次のような式によって表すことができる。



ここで、pは、1より大きい整数であり、s=1/2であり、πは円周率であり、



は、換算プランク定数であり、μ0は真空の透磁率であり、meは電子の知るようであり、μeは換算電子質量であり、次の式で与えられる。



ここで、mpは陽子の質量、aHは水素原子の半径、aoはボーアの半径、そして、eは素電荷である。半径は、次の式のように与えられる。

0066

ハイドリノ水素化物イオンH−(n=1/p)の結合エネルギーは、pを整数として、pの関数で、表2に示される。

0067

本開示によれば、p=24(H−)に対するより少なく、p=2から23までに対する通常の水素化物(約0.75eV)の結合よりも大きい、式(39)及び(40)による結合エネルギーを持つハイドリノ水素化物イオン(H−)が、提供される。式(39)及び(40)のp=2からp=24に対して、水素化物イオンの結合エネルギーは、それぞれ、3、6.6、11.2、16.7、22.8、29.3、36.1、42.8、49.4、55.5、61.0、65.6、69.2、71.6、72.4、71.6、68,8、64.0、56.8、47.1、34.7、19.3、及び0.69eVである。新規な水素化物イオンからなる典型的な組成物も、またここに提供される。

0068

1つ又はそれ以上のハイドリノ水素化物イオンおよび1つ又はそれ以上の他の元素からなる化合物も例示される。このような化合物は「ハイドリノ水素化物化合物」と称する。

0069

通常の水素種は、以下の結合エネルギーで特徴づけられる。(a)水素化物イオン、0.754eV(「通常の水素化物イオン」);(b)水素原子(「通常の水素原子」)、13.6eV;(c)2原子水素分子、15.3eV(「通常の水素分子」),(d)水素分子イオン、16,3eV(「通常の水素分子イオン」);及び(e)H3+、22.6eV(「通常の三重水素分子イオン」)である。ここに、水素の形態に関して、「普通の」と「通常の」とは、同義である。

0070

本開示の更なる実施例によれば、以下のような少なくとも1つの増加した結合エネルギー水素種を含む化合物が提供される。その増加した結合エネルギー水素種は、(a)pが2から137の整数であるときに、13.6/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約13.6/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ水素原子。(b)pが2から24の整数であるときに、結合エネルギーの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約



の結合エネルギーを持つ水素化物イオン(H−)。(c)H4+(1/p)。(d)pが2から137の整数であるときに、22.6/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約22.6/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ三重ハイドリノ分子イオン、H3+(1/p)。(e)pが2から137の整数であるときに、15.3/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約15.3/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つジハイドリノ。(f)pが2から137の整数であるときに、16.3/(1/p)2eVの約0.9から1.1倍の範囲内のような、約16.3/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つジハイドリノ分子イオンである。

0071

本開示の更なる実施例によれば、以下のような少なくとも1つの増加した結合エネルギー水素種を含む化合物が提供される。その増加した結合エネルギー水素種は、(a)次のような全エネルギーをおよそ持つジハイドリノ分子イオンであって、全エネルギーETの約0.9倍から1.1倍の範囲内のような、約



の全体エネルギーを持つジハイドリノ分子イオンである。ここで、pは整数であり、



は換算プランク定数であり、meは電子の質量であり、cは真空中の光の速度であり、そして、μは換算原子核質量である。そして、(b)全エネルギーETの約0.9倍から1.1倍の範囲内である、次のような全エネルギーをおよそ持つジハイドリノ分子であって、



pは整数であり、a0はボーアの半径である。

0072

本開示の1つの実施例によると、化合物が負に荷電する増加した結合エネルギーを持つ水素種からなるところ、その化合物は、陽子、通常のH2+又は通常のH3+のような、1又はそれ以上の陽イオンを更に含む。

0073

供される。そのような化合物は、以下において、「ハイドリノ水素化物化合物」と称される。その方法は、約(m/2)・27eVの正味の反応エンタルピーを持っている触媒で、原子水素に反応を起こさせるステップを含む。ここで、mは1を超える整数であるが、好ましくは400未満の整数であり、約13.6/(1/p)2eVの結合エネルギーを持つ増加した結合エネルギーを持つ水素原子を生成する。このとき、pは整数で、好ましくは2から137の整数である。
触媒反応の更なる生産物は、エネルギーである。増加した結合エネルギーの水素原子は、電子源と反応することができ、増加した結合エネルギーの水素化物イオンを生成する。増加した結合エネルギーの水素化物イオンは、1又はそれ以上のカチオンと反応することができ、少なくとも1つの増加した結合エネルギーの水素化物イオンを含む化合物を生成する。

0074

新規な水素組成物は以下のものを含むことができる。
(a)結合エネルギーを有する少なくとも1つの中性の、正の、又は負の水素種(以下、「増大された結合エネルギーの水素種」とする)である。ここで、この結合エネルギーは、
(i)対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、又は、
(ii)対応する通常の水素種が、不安定である、又は、通常の水素種の結合エネルギーは周囲条件標準温度及び圧力、STP)での熱エネルギーより低いので、確認できない、又は、負である、という如何なる水素種の結合エネルギーより大きい、のである。そして、
(b)少なくとも1つの他の元素、である。
以下、本開示の化合物は「増大された結合エネルギーの水素化合物」とする。

0075

この文脈における「他の元素」は増大された結合エネルギーの水素種以外の元素を意味する。したがって、他の元素は、通常の水素種又は水素以外の如何なる元素もなり得る。化合物の1つのグループでは、他の元素及び増大された結合エネルギーの水素種は中性である。化合物のもう1つのグループでは、他の元素及び増大された結合エネルギーの水素種は、他の元素が中性の化合物を形成するように電荷をバランスすることを提供するように、帯電する。化合物の前者のグループは分子結合及び配位結合が特徴であり、後者のグループはイオン結合が特徴である。

0076

また、提供する新規な化合物及び分子イオンは以下の(a)及び(b)を含む。
(a)全エネルギーを持つ、中性の、正の、又は負の水素種(以下、「増大された結合エネルギーの水素種」という)の少なくとも1つである。ここで、その全エネルギーは、
(i)対応する通常の水素種の総エネルギーより大きい、又は、
(ii)対応する通常の水素種が不安定であるか、通常の水素種の総エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより低いので観測できないか、又は、負である、如何なる水素種の全エネルギーより大きいのである。更に、
(b)少なくとも1つの他の元素である。

0077

水素種の全エネルギーは、水素種から全ての電子を除去するエネルギーの合計である。本開示に従った水素種は、対応する通常の水素種の全エネルギーより大きい全エネルギーを持つ。本開示による増大された全エネルギーを持つ水素種はまた、「増大された結合エネルギーの水素種」と呼ばれる。増大された全エネルギーを持つ水素種の幾つかの実施例が、対応する通常の水素種の第一の電子の結合エネルギーより小さい第一の電子の結合エネルギーを持っていたとしてもである。例えば、p=24に対する式(39)及び(40)の水素化物イオンは、通常の水素化物イオンの第1の結合エネルギーよりも小さい第1の結合エネルギーを持つ。ここで、p=24に対する式(39)及び(40)の水素化物イオンの全エネルギーは、対応する通常の水素化物イオンの全エネルギーよりもずっと大きい。

0078

また、ここで提供される新規な化合物及び分子イオンは以下の(a)及び(b)を含む。
(a)結合エネルギーを有する複数の中性の、正の、又は、負の、水素種(以下、「増大された結合エネルギーの水素種」とする)である。ここで、当該結合エネルギーは、
(i)対応する通常の水素種の結合エネルギーより大きい、又は、
(ii)対応する通常の水素種が不安定である、又は、その通常の水素種の全エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより低いので、観測できない、又は、負である、如何なる水素種の結合エネルギーよりも大きい、のである。更に、
(b)オプションとして、1つの他の元素である。
以下、本開示の化合物は「増大された結合エネルギーの水素化合物」とされる。

0079

増大された結合エネルギーの水素種は、1つ又はそれ以上のハイドリノ原子を、1又はそれ以上の電子、ハイドリノ原子、前記増大された結合エネルギーの水素種の少なくとも1つを含む化合物、及び、増大された結合エネルギーの水素種以外の他の原子、分子、又はイオンの少なくとも1つ、と反応させることにより形成され得る。

0080

また、提供される新規な化合物及び分子イオンは以下の(a)及び(b)を含む。
(a)全エネルギー持つ複数の中性の、正の、又は、負の、水素種(以下、「増大された結合エネルギーの水素種」とする)である。ここで、この全エネルギーは、
(i)通常の分子水素の全エネルギーより大きい、又は
(ii)対応する通常の水素種が不安定である、又は、通常の水素種の全エネルギーが周囲条件での熱エネルギーより低いので、観測できない、又は、負である。更に、
(b)オプションとして、1つの他の元素である。
以下、本開示の化合物は、「増大された結合エネルギーの水素化合物」とされる。

0081

1つの実施例において、提供される化合物は、以下から選択される増大された結合エネルギーの水素種を含む。即ち、(a)p=2から23迄に対する通常の水素化物イオン(約0.8eV)の結合エネルギーより大きく、そして、p=24に対するより小さい、式(39)及び(40)による結合エネルギーを持つ水素化物イオン(「増大された結合エネルギーの水素化物イオン」又は「ハイドリノ水素化物イオン」)。(b)通常の水素原子の結合エネルギー(約13.6eV)よりも大きい結合エネルギーを持つ水素原子(「増大された結合エネルギーの水素原子」又は「ハイドリノ」)。(c)約15.3eVよりも大きい第1の結合エネルギーを持つ水素分子(「増大された結合エネルギーの水素分子」又は「ジハイドリノ」)。及び、(d)約16.3eVよりも大きい結合エネルギーを持つ分子水素イオン(「増大された結合エネルギーの分子水素イオン」又は「ジハイドリノ分子イオン」)から選択される。本開示において、増大された結合エネルギーの水素種及び化合物はまた、より低いエネルギーの水素種及び化合物と呼ばれる。ハイドリノは、増大された結合エネルギーの水素種、又は、同等により低いエネルギーの水素種を含む。

0082

IV.追加的なMH−タイプ触媒及び反応
一般に、t電子の結合エネルギーとイオン化エネルギーとの合計がおよそmが整数であるm・27.2eVであるように、連続したエネルギーレベルに各々M−水素結合の切断プラス原子Mからのt電子のイオン化により提供されるハイドリノを生成するMHタイプ水素触媒反応は、表3Aにおいて与えられる。各々のMH触媒は、第1の列に与えられ、そして、対応するM−H結合エネルギーは列2で与えられる。第1の列に与えられるMH種の原子Mは、イオン化されるが、列2において結合エネルギーの追加に関するm・27.2eVの正味の反応エンタルピーを提供する。触媒のエンタルピーは、第8の列で与えられるが、mの値は第9の列で与えられる。イオン化に関与する電子は、イオン化ポテンシャル(イオン化エネルギー又は結合エネルギーとも呼ばれる)にと共に与えられる。例えば、NaHの結合エネルギー(1.9245eV)は、第2の列で与えられる。原子又はイオンの第n番目の電子のイオン化ポテンシャルは、IPnによって指定され、CRCによって与えられる。即ち、例えば、以下の通りである。
Na+5.13908eV → Na++e− 及び
Ne++47.2864eV → Na2++e−
それぞれ、第1のイオン化ポテンシャル、IP1=5.13908eVと、第2のイオン化ポテンシャル、IP2=47.2864eVは、第2、及び、第3の列において与えられる。NaH結合の切断及びNaの二重イオン化のための正味の反応エンタルピーは、54.35eVであり、第8の列で与えられ、また、式(36)においてm=2であり、第9の列で与えられる。BaHの結合エネルギーは、1.98991eVであり、IP1、IP2、及びIP3、はそれぞれ、5.2117eV、10.00390eV、及び37.3eVである。BaH結合の切断及びBaの三重イオン化のための正味の反応エンタルピーは、54.5eVであり、第8の列で与えられ、また、式(35)においてm=2であり、第9の列で与えられる。SrHの結合エネルギーは、1.70eVであり、IP1、IP2、IP3、IP4、及びIP5はそれぞれ、5.69484eV、11.03013eV、42.89eV、57eV、及び71.6eVである。SrH結合の切断及びSrからSr5+へのイオン化のための正味の反応エンタルピーは、190eVであり、第8の列で与えられ、また、式(35)においてm=7であり、第9の列で与えられる。

0083

0084

ルギー、及びMH及びAの電子親和力(EA)の違いを含む電子移動エネルギーの合計が約m・27.2eVになるように、連続エネルギー準位(level)への原子M各々からt電子のイオン化プラスM−H結合の切断、受容体(acceptor)Aへの電子の移動により、供給されるハイドリノを生成するためのMH−タイプ水素触媒は、表3Bに与えられる。各MH−触媒、受容体(acceptor)A、MHの電子親和力、Aの電子親和力、及びM−H結合エネルギーは、第1、第2、第3、及び第4の列にそれぞれ与えられる。イオン化に関与するMHの対応する原子Mの電子は、それに続く列にイオン化ポテンシャル(イオン化エネルギー又は結合エネルギーとも呼ばれる)と共に与えられ、そして、触媒のエンタルピー及び対応する整数mが最後の列に与えられる。例えば、電子移動エネルギーが第5の列に与えられるように1.07345eVであるように、OH及びHの電子親和力は、それぞれ、1.82765eV及び0.7542eVである。OHの結合エネルギーは4.4556eVであり、列6に与えられる。原子又はイオンの第n番目の電子のイオン化ポテンシャルは、IPnで表されている。即ち、例えば、次のようになる。
O+13.61806eV → O++e− 及び
O++35.11730eV → O2++e−
それぞれ、第1のイオン化ポテンシャル、IP1=13.61806eVと、第2のイオン化ポテンシャル、IP2=35.11730eVは、第11、及び、第8の列において与えられる。電子移動反応OH結合の切断、及びOの二重イオン化の正味のエンタルピーは、第11の列に与えられるように54.27eVであり、そして、第12の列において与えられるように式(35)においてm=2である。他の実施例において、Hがハイドリノを形成するための触媒は、負のイオンのイオン化によって、そのEAプラス1又はそれ以上の電子のイオン化エネルギーの和がmを整数として約m・27.2eVになるように、提供される。代替とし、負のイオンの第1の電子は、受容体(acceptor)に移動されるかもしれず、そして、少なくとも1又はそれ以上の電子のイオン化が続き、そのようにして、電子の移動エネルギープラス 1又はそれ以上の電子のイオン化エネルギーの和が、mを整数として、約m・27.2eVになるようになる。電子受容体はHであるかもしれない。

0085

0086

他の実施例において、ハイドリノを生成するためのMH+タイプの水素触媒は、負に帯電するかもしれない供与体(donor)Aからの電子の移動、M−H結合の切断、及び原子Mから連続エネルギー準位へのt電子のイオン化にって提供され、そして、MHおよびAのイオン化エネルギー、M−H結合エネルギー、及びMからのt電子のイオン化エネルギーの差を含む電子移動エネルギーの合計が、mを整数として、約m・27.2eVとなる。

0087

1つの実施例において、触媒は、原子、正に又は負に帯電されたイオン、正に又は負に帯電された分子イオン、分子、エキシマー、化合物、又は、m・27.2eV、m=1、2、3、4、・・・(式(5))のエネルギーを受け取ることができる基底又は励起状態におけるそれらの如何なる組合せのような如何なる種も含まれる。正味の反応エンタルピーがより厳密にm・27.2eVに一致するようになるにつれて、触媒反応の速度が増加すると信じられる。m・27.2eVの±10%以内、好ましくは、±5%以内の反応の正味のエンタルピーを持つ触媒が、大抵の応用に適当であると発見されてきた。より低いエネルギー状態へのハイドリノ原子の触媒反応の場合において、m・27.2eV(式(5))の反応のエンタルピーは、ハイドリノのポテンシャル・エネルギーと同じファクターによって、相対論的に補正される1つの実施例において、触媒は、原子水素からエネルギーを共鳴的に及び放射なしに受け取る。1つの実施例において、受け取られたエネルギーは、原子水素から移動された大体の量だけ、触媒のポテンシャルエネルギーの規模を減少させる。最初結合されていた電子の運動エネルギーの保存により、エネルギーのあるイオン又は電子という結果になるかもしれない。少なくとも1つの原子Hは、少なくとも1つの他のための触媒として機能するが、ここで、受容体の27.2eVのポテンシャルエネルギーは、触媒反応を被る受容体H原子からの移動又は27.2eVにより、キャンセルされる。受容体触媒Hの運動エネルギーは、高速陽子又は電子として保存されるかもしれない。加えて、触媒作用されたHにおいて形成される中間状態(式(7))は、第3体における放射又は誘導運動エネルギーの形態において、連続エネルギーの発光と共に衰える。これらのエネルギー解放は、本開示のClHTセルにおける電流の流れという結果となるかもしれない。

0088

1つの実施例において、分子又は正に若しくは負に帯電した分子イオンの少なくとも1つは、約m・27.2eVによる正に若しくは負に帯電した分子イオン又は分子のポテンシャルエネルギーの大きさにおける減少と共に、原子Hから約m・27.2eVを受け取る触媒として機能する。例えば、ミルズGUTCPにおいて与えられるH2Oのポテンシャルエネルギーは、次のようになる。

0089

分子のポテンシャルエネルギーの大きさにおいて、同じエネルギーだけの減少を備える原子Hからm・27.2eVを受け取る分子は、触媒として機能するかもしれない。例えば、H2Oのポテンシャルエネルギーに関する触媒反応(m=3)は、次のようになる。
81.6eV+H2O+H[aH]
→ 2Hfast++O−+e−+H*[aH/4]+81.6eV (44)
H*[aH/4] → H[aH/4]+122.4eV (45)
2Hfast++O−+e− → H2O+81.6eV (46)

0090

また、全体的な反応は、以下の通りである。
H[aH] → H[aH/4]+81.6eV+122.4eV (47)
ここで、H*[aH/4]は、水素原子の半径及び陽子のそれの4倍に等しい中心場を持ち、そして、H[aH/4]は、Hのそれの1/4の半径を持つ対応する安定な状態である。電子が、水素原子の半径からこの距離の1/4の半径へと半径方向加速度を受けて、エネルギーは、特徴的な発光として、又は、第三体の運動エネルギーとして、放出される。0℃から100℃の水まで行く過程蒸発の熱における10%のエネルギー変化に基づき、沸騰水内の水分子あたりのH結合の平均の数は3.6である。このようにして、1つの実施例において、H2Oは、ハイドリノを形成するための触媒として機能するために、妥当な活性化エネルギーで、単離された分子として化学的に形成されなければならない。1つの実施例において、H2O触媒は発生期のH2Oである。

0091

1つの実施例において、nH、O、nO、O2、OH、及びH2O(n=整数)の少なくとも1つは、触媒として機能するかもしれない。触媒としてのH及びOHの生成物は、触媒エンタルピーが約108.8eVであるところ、H(1/5)であるかもしれない。触媒としてのH及びH2Oの生成物は、H(1/4)であるかもしれない。ハイドリノ生成物は、状態を低くするように更に反応するかもしれない。触媒としてのH(1/4)及びHの生成物は、触媒エンタルピーが約27.2eVであるところ、H(1/5)であるかもしれない。触媒としてのH(1/4)及びOHの生成物は、触媒エンタルピーが約54.4eVであるところ、H(1/6)であるかもしれない。触媒としてのH(1/5)及びHの生成物は、触媒エンタルピーが約27.2eVであるところ、H(1/6)であるかもしれない。

0092

加えて、OHは、OHのポテンシャルエネルギーが次のようであるから、触媒として機能するかもしれない。

0093

Hのp=1及びp=2状態の間のエネルギーにおける違いは、40.8eVである。このようにして、OHは、H(1/2)を形成する触媒として機能するためHから約40.8eVを受け取る。

0094

H2Oに対して同様に、ミルズGUTCPにおいて与えられるアミド官能基NH2のポテンシャルエネルギーは、−78.77719eVである。CRCから、各々対応するΔHfから計算されたKNH2を形成するためにNH2の反応に対するΔHは、(−128.9−184.9)kJ/mole=−313.8kJ/mole(3.25eV)である。CRCから、各々対応するΔHfから計算されたNaNH2を形成するためにNH2の反応に対するΔHは、(−123.8−184.9)kJ/mole=−308.7kJ/mole(3.20eV)である。CRCから、各々対応するΔHfから計算されたLiNH2を形成するためにNH2の反応に対するΔHは、(−179.5−184.9)kJ/mole=−364.4kJ/mole(3.78eV)である。このようにして、ハイドリノを形成するH触媒として機能するアルカリ金属アミドMNH2(M=K、Na、Li)によって受け取られるかもしれない正味のエンタルピーは、アミド基からアミドを形成するエネルギー及びアミド基のポテンシャルエネルギーの合計に対応する、それぞれ、約82.03eV、81.98eV、及び82.56eV(式(5)において、m=3)である。分子ハイドリノのようなハイドリノ生成物は、MAS NMRのような手段によって観測される高磁場側のマトリクスシフトを引き起こすかもしれない。

0095

H2Oに対してと同様に、ミルズGUTCPに与えられるH2S官能基のポテンシャルエネルギーは、−72.81eVである。このポテンシャルエネルギーの棒引きは、3p殻(3p shell)の混成と関連付けられるエネルギーを取り除く。7.49eVの混成エネルギーは、その殻の全エネルギーかける最初の原子軌道半径及び混成軌道半径の比によって与えられる。加えて、1.10eVの2つのS−H結合を形成することによりS3p殻のエネルギー変化は、触媒エネルギーに含まれる。このようにして、H2S触媒の正味のエンタルピーは、81.40eV(式(5)において、m=3)である。
MHS→ M2S+H2S (49)

0096

この可逆反応は、Hをハイドリノに触媒作用でするかもしれないH2S生成物への遷移状態における触媒的な活性触媒状態にあるH2Sを形成するかもしれない。反応混合物は、H2S及び原子Hの源を形成する反応物を含むかもしれない。分子ハイドリノのようなハイドリノ生成物は、MAS NMRのような手段によって観測される高磁場側のマトリクスシフトを引き起こすかもしれない。

0097

更に、原子酸素は、原子水素のボーア半径に等しい、同じ半径で2つの非対電子を備える特別な原子である。触媒として、原子Hが機能するとき、エネルギーの27.2eVは、他のものに対して触媒として機能する各イオン化されたHの運動エネルギーが13.6eVであるように、受け取られる。同様にして、Oの2つの電子の各々は、2つの非対電子の後に続くイオン化を備えるOHのO−H結合の切断に対する正味のエンタルピーが表3に与えられるように80.4eVであるように、Oイオンに移転される運動エネルギーの13.6eVでイオン化され得る。OH−からOHのイオン化の間、O2++2e−及びH(1/4)への更なる反応のためのエネルギーのマッチングは、解放されるエネルギーの204eVがOUTセルの電気的パワーへ寄与するように、起きるかもしれない。
80.4eV+OH+H[aH/p] → Ofast2+ (50)
+2e−+H[aH/(p+3)]+[(p+3)2−p2]・13.6eV
Ofast2++2e− → O+80.4eV (51)

0098

また、全体的な反応は、以下の通りである。
H[aH/p] →
H[aH/(p+3)]+[(p+3)2−p2]・13.6eV (52)
ここで、式(5)においてm=3である。運動エネルギーはまた、ホット電子において保存され得る。水蒸気プラズマにおけるH反転分布の観測は、このメカニズムの証拠である。分子ハイドリノのようなハイドリノ生成物は、MAS NMRのような手段で観測される高磁場側マトリクス・シフトを引き起こすかもしれない。FTIR、ラマン、及びXPSのような分子ハイドリノ生成物を特定する他の方法は、本開示の中に与えられる。

0099

酸素又は酸素を含む化合物が酸化又は還元反応に参加する実施例において、O2は触媒又は触媒の源として機能する。酸素分子の結合エネルギーは5.165eVであり、酸素原子の第1、第2、第3のイオン化エネルギーは、それぞれ、13.61806eV、35.11730eV、54.9355eVである。反応:O2→O+O2+、O2→O+O3+、及び、2O→2O+は、それぞれEhの約2、4、1倍の正味のエンタルピーを供給し、そして、これらのエネルギーを受け入れることにより、ハイドリノの形成を引き起こすように、Hからこれらのエネルギーを受け取ることによるハイドリノを形成する触媒反応を含む。

0100

1つの実施例において、分子ハイドリノ生成物は、約1950cm−1での逆ラマン効果(IRE)ピークとして観測される。そのピークは、IREピークを示す表面増強ラマン散乱(SERS)を支持するラマン・レーザー波長のそれと同等の粒子サイズ又は粗さ特性を備える導電性の材料を使用することにより強調される。

0101

VI.化学反応器
本開示は、ジハイドリノ分子及びハイドリノ水素化物化合物のような、本開示の増大された結合エネルギーの水素種及び化合物を生産するための他の反応器にもまた、関係する。触媒作用の更なる生成物は、セルのタイプによるが、パワー及びオプションとしてプラズマ及び光である。そのような反応器は、以下「水素反応器」又は「水素セル」と称する。水素反応器は、ハイドリノを作るためのセルを含む。ハイドリノを作るためのセルは、ガス放電セル、プラズマトーチ・セル、又は、マイクロ波パワー・セル、及び電気化学セルのような化学反応器の形態であるかもしれない。ハイドリノを作るためのセルの典型的な実施例は、液体燃料電池(セル)、固体燃料電池(セル)、不均一燃料電池(セル)、CIHTセル、及びSF−CIHTセルの形であるかもしれない。これらのセルの各々は、(i)原子水素源;(ii)固体触媒溶融触媒、液体触媒ガス状触媒、又はハイドリノを形成するためのそれらの混合物から選択される少なくとも1つの触媒;及び(iii)水素を反応させるための槽及びハイドリノを作るための触媒、を含む。ここに使われ、本開示によって考慮された、用語「水素」は、特に明記しない限り、プロチウム(proteum)(1H)だけでなく、デューテリウム(2H)もとトリチウム(3H)をも含む。典型的な化学反応混合物及び反応器は、本開示のSF−CIHT、CIHT、又は熱セル実施例を含むかもしれない。追加的な典型的な実施例は、この化学反応器のセクションに与えられる。混合物の反応の間に形成される触媒としてH2Oを持つ反応混合物の例は、本開示内に与えられる。表1及び3に与えられるそれらのような他の触媒は、増大された結合エネルギーの水素種及び化合物を形成するように機能するかもしれない。表3Aの典型的なM−Hタイプの触媒はNaHである。反応及び条件は、反応物、反応wt%、H2圧力、及び反応温度のようなパラメータにおいてこれらの典型的なケースから調節されるかもしれない。妥当な反応物、条件、及びパラメータ範囲は、本開示のそれらである。ハイドリノ及び分子ハイドリノは、13.6eVの整数倍の予測される連続放射バンドにより本開示の反応物の生成物であると示されるが、別様に、予期せぬ異常に高いH運動エネルギーは、ミルズの以前の発行物によりレポートされた、Hラインドップラー・ライン・ブロード化、Hラインの反転ブレークダウン場なしのプラズマ形成、及び異常に長いプラズマのアフターグロー継続期間によって、測定された。CIHTセル及び固体燃料に関するそれのようなデータは、他の研究者によって、別の場所で、独立的に、実証されてきた。本開示のセルによるハイドリノの形成はまた、別の代替の源無しで10より大きなファクターで大抵の場合入力を超える電気的入力の複数倍であった、長い継続期間に渡った連続的な出力であった電気的エネルギーによっても確認された。予測された分子ハイドリノH2(1/4)は、全体が参照されここにおいて組み込まれる、R.Mills、X Yu、Y.Lu、G Chu、J.He、J.Lotoski、「触媒誘導ハイドリノ遷移(CIHT)電気化学的セル」、International Journal of Energy Research、(2013)、及びR.Mills、J.Lotoski、J.Kong、G Chu、J.He、J.Trevey、「高いパワー密度の触媒誘導ハイドリノ遷移(CIHT)電気化学的セル」、(2014)において、及びミルズの以前の発行文献において報告されるように、第3体Hに移転されるエネルギーでHからH(1/4)への予測されたエネルギー解放と合致した約204eVの運動エネルギーを持つHに対応したm/e=1のピークの前の到着タイムを持つToF−SIMSピーク、500eVのH2(1/4)の予測される全結合エネルギーを示したXPS、H2、の回転エネルギーの二乗の量子数p=4又は16である、1950cm−1のH2(1/4)の回転エネルギーを示したFTIR分光法及びラマン分光法、H2のエネルギーの二乗の量子数p=4又は16を持つH2(1/4)の予測された回転及び振動のスペクトルを示した電子線励起発光スペクトル及びフォトルミネッセンス発光分光法、Mが親イオンの質量でnが整数であるところ、m/e=M+n2のピークとしてゲッター・マトリクスに複合化されるH2(1/4)を示したESI−ToFMS及びToF−SIMS、約−4.4ppmの予測された高磁場シスとしたマトリクス・ピークを示したMAS H NMRによって固体燃料及びCIHTセルの生成物として特定された。

0102

ウォーターフロー熱量計及びセタラDSC131示差走査熱量計(DSC)の両方を用いて、熱パワーを発生する固体燃料を含むもののような本開示のセルによりハイドリノの形成が、60倍のファクターによって最大の理論エネルギーを超えるハイドリノ形成の固体燃料から熱エネルギーの観測により確認された。MAS H NMRは、約−4.4ppmの予測されたH2(1/4)高磁場マトリクス・シフトを示した。1950cm−1で開始するラマンピークは、H2(1/4)の自由空間回転エネルギー(0.2414eV)にマッチした。これらの結果は、ミルズの以前の発行された文献に、及び、R.Mills、J.Lotoski、W.Good、J.He、「HGH触媒を形成する固体燃料」、(2014)に報告されているが、これらは、ここにおいて参照され全体が組み込まれる。

0103

1つの実施例において、固体燃料反応は、生成物又は中間体反応生成物としてH2O及びHを形成する。H2Oは、ハイドリノを形成するための触媒として機能するかもしれない。反応物は、少なくとも1つの酸化剤及び還元剤を含み、そして、反応は、少なくとも1つの酸化−還元反応を含む。還元剤はアルカリ金属のような金属を含むかもしれない。反応混合物は更に、水素源及びH2O源を含み、オプションとして、炭素炭化物ホウ化物、窒化物、TiCNのような炭窒化物、又はニトリルを含む。支持体金属粉末を含むかもしれない。1つの実施例において、水素支持体は、Mo又はMoPt、MoNi、MoCu、及びMoCoのような本開示におけるそれらのようなMo合金を含む。1つの実施例において、支持体の酸化は、当業者によって知られるようにH2雰囲気のような還元性の雰囲気を維持すること、非酸化性の反応温度及び条件を選択すること、及び支持体を酸化しない反応混合物の他の構成要素を選択するような方法によって避けられる。H源は、アルカリ水素化物、アルカリ土類水素化物、遷移水素化物、内部遷移水素化物、希土類水素化物、及び本開示の水素化物のグループから選択されるかもしれない。水素の源は、炭素又はアルミナのような支持体及び本開示のその他のものの上の貴金属のような本開示のそれらのような解離剤を更に含むかもしれない水素ガスであるかもしれない。水の源は、Al、Zn、Sn、Cr、Sb、及びPbのそれらのような水酸化物錯体又は水酸化物のようなものを脱水する化合物を含むかもしれない。水の源は、水素源及び酸素源を含むかもしれない。酸素源は、酸素を含む化合物を含むかもしれない。典型的な化合物又は分子は、O2、アルカリ若しくはアルカリ土類酸化物過酸化物、又は超酸化物、TeO2、SeO2、PO2、P2O5、SO2、SO3、M2SO4、MHSO4、CO2、M2S2O8、MMnO4、M2Mn2O4、MxHyPO4(x、y=整数)、POBr2、MClO4、MNO3、NO、N2O、NO2、N2O3、Cl2O7、及びO2(M=アルカリ、及びアルカリ土類又は他のカチオンはMを置換するかもしれない)である。他の典型的な反応物は、Li、LiH、LiNO3、LiNO、LiNO2、Li3N、Li2NH、LiNH2、LiX、NH3、LiBH4、LiAlH4、Li3AlH6、LiOH、Li2S、LiHS、LiFeSi、Li2CO3、LiHCO3、Li2SO4、LiHSO4、Li3PO4、Li2HPO4、LiH2PO4、Li2MoO4、LiNbO3、Li2B4O7(四ホウ酸リチウム)、LiBO2、Li2WO4、LiAlCl4、LiGaCl4、Li2CrO4、Li2Cr2O7、Li2TiO3、LiZrO3、LiAlO2、LiCoO2、LiGaO2、Li2GeO3、LiMn2O4、Li4SiO4、Li2SiO3、LiTaO3、LiCuCl4、LiPdCl4、LiVO3、LiIO3、LiBrO3、LiXO3(X=F、Br、Cl、I)、LiFeO2、LiIO4、LiBrO4、LiIO4、LiXO4(X=F、Br、Cl、I)、LiScOn、LiTiOn、LiVOn、LiCrOn、LiCr2On、LiMn2On、LiFeOn、LiCoOn、LiNiOn、LiNi2On、LiCuOn、及びLiZnOn、(n=1、2、3、又は4)、オキシアニオン強酸のオキシアニオン、酸化剤、V2O3、I2O5、MnO2、Re2O7、CrO3、RuO2、AgO、PdO、PdO2、PtO、PtO2、及びNH4X(XはCRCにおいて与えられる硝酸塩又は他の妥当なアニオン)のような分子酸化剤、及び、還元剤のグループから選択される試薬を含む。もう1つのアルカリ金属又はカチオンはLiを置換するかもしれない。酸素の追加的な源は、MCoO2、MGaO2、M2GeO3、MMn2O4、M4SiO4、M2SiO3、MTaO3、MVO3、MIO3、MFeO2、MIO4、MClO4、MScOn、MTiOn、MVOn、MCrOn、MCr2On、MMn2On、MFeOn、MCoOn、MNiOn、MNi2On、MCuOn、及びMZnOn、(Mはアルカリ、n=1、2、3、又は4)、オキシアニオン、強酸のオキシアニオン、酸化剤、V2O3、I2O5、MnO2、Re2O7、CrO3、RuO2、AgO、PdO、PdO2、PtO、PtO2、I2O4、I2O5、I2O9、SO2、SO3、CO2、N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5、Cl2O、Cl2O2、Cl2O3、Cl2O6、Cl2O7、PO2、P2O3、及びP2O5、のような分子酸化剤のグループから選択されるかもしれない。反応物は、ハイドリノを形成する如何なる所望の比率であるかもしれない。典型的な反応混合物は、0.33gのLiH、1.7gのLiNO3、及び1gのMgH2及び4gの活性炭粉末の混合物である。もう1つの典型的な反応混合物は、KNO3(75wt%)のような火薬針葉樹炭(C7H4Oの形成を含むかもしれない)(15wt%)、及びS(10wt%);KNO3(70.5wt%)及び針葉樹炭(29.5wt%)又は、約±1−30wt%の範囲内のこれらの比率である。水素の源は、C7H4O形成を含む木炭であるかもしれない。

0104

1つの実施例において、反応混合物は、窒素二酸化炭素、及びH2Oを形成する反応物を含むかもしれないが、後者は、反応において形成されるHに対するハイドリノ触媒として機能する。1つの実施例において、反応混合物は、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩過酸化水素のような過酸化物、過酸化アセトンTATP)、又はジアセトン−ジペルオキサイドDADP)のようなペルオキシ化合物(これらはまた特にO2又は別の酸素源(ニトロセルロースAPNC)のようなニトロ化合物)追加でHの源として機能するかもしれない)、酸素又は酸素若しくはオキシアニオン化合物を含む他の化合物を含むかもしれない。反応混合物は、水素、炭素、炭化水素、窒素と結合する酸素からの少なくとも2つを含む官能基又は官能基の源、又は化合物又は可能物の源を含むかもしれない。反応物は、硝酸塩、亜硝酸塩ニトロ基、及びニトロアミンを含むかもしれない。硝酸塩は、アルカリ硝酸塩のような金属を含むかもしれず、硝酸アンモニウム、又は、アルカリ金属、アルカリ土類金属遷移金属、内部遷移金属、又は希土類金属、又は、Al、Ga、In、Sn、又はPb硝酸塩のような当業者に知られる他の硝酸塩を含むかもしれない。ニトロ基は、ニトロエタンニトログリセリントリニトロトルエンのような有機化合物、又は、当業者に知られる同様な化合物の官能基を含むかもしれない。典型的な反応混合物は、NH4NO3及び、加熱油のような長い炭化水素鎖(CnH2n+2)を持つ炭素源ディーゼル燃料糖液又は砂糖のような酸素を含むかもしれないケロシン又はニトロメタンのようなニトロ又は炭塵のような炭素源である。H結合はHのコントロールされた解放を提供する。H解放は、フリーラジカル反応によるかもしれない。Cは、Oと反応し、Hを解放し、炭素−酸素化合物(例えば、CO、CO2、及びギ酸塩)を形成するかもしれない。1つの実施例において、1つの化合物は、窒素、二酸化炭素、及びH2Oを形成する機能を含むかもしれない。炭化水素機能性を含むニトラミンは、シクロトリメチレントリニトロアミンであり、サイクロイトと共通に称され、又はコード指定RDXによっている。H源及びO源の少なくとも1つの源のようなH2O触媒源及びH源の少なくとも1つとして機能するかもしれない他の典型的な化合物は、硝酸アンモニウム(AN)、黒色火薬(75%KNO3+15%木炭+10%S)、硝酸アンモニウム/燃料油(ANFO)(94.3%AN+5.7%燃料油)、エリトリトール四硝酸塩(erythritoltetranitrate)、トリニトロトルエン(TNT)、アマトール(80%TNT+20%AN)、テトリトール(70%テトリル+30%TNT)、テトリル(2,4,6−トリニトロフェニルメチルニトラミン(2,4,6−trinitrophenylmethylnitramine)(C7H5N5O8))、C−4(91%RDX)、C−3(RDXに基づく)、複合材B(composition B)(63%RDX+36%TNT)、ニトログリセリン、RDX(シクロトリメチレントリニトラミン(cyclotrimethylenetrinitramine))、セムテックス(Semtex)(94.3%PETN+5.7%RDX)、PETN(四硝酸ペンタエリスリトール(pentaerythritol tetranitrate))、HMX又はオクトーゲン(octogen)(オクタヒドロ−1,3,5,7−テトラニトロ−1,3,5,7−テトラゾシン(octahydro−1,3,5,7−tetranitro−1,3,5,7−tetrazocine))、HNIW(CL−20)(2,4,6,8,10,12−ヘキサニトロ−2,4,6,8,10,12−ヘキザアザイソウルツィタン(2,4,6,8,10,12−hexanitro−2,4,6,8,10,12−hexaazaisowurtzitane))、DDF、(4,4’−ジニトロ−3,3’−ジアゼノフロザン(4,4’−dinitro−3,3’−diazenofuroxan))、ヘプタニトロキュバン(heptanitrocubane)、オクタニトロキューバン(octanitrocubane)、2,4,6−トリス−(トリニトロメチル)1,3,5−トリアジン(2,4,6−tris(trinitromethyl)−1,3,5−triazine)、TATNB(1,3,5−トリニトロベンゼン,3,5−三アジド−2,4,6−トリニトロベンゼン(1,3,5−trinitrobenzene,,3,5−triazido−2,4,6−trinitrobenzene))、トリニトロアナリン(trinitroanaline)、TNP(2,4,6−トリニトロフェノールまたはピクリン酸(2,4,6−trinitrophenol又はpicric acid))、D爆薬ピクリン酸アンモニウム)、メチル・ピクラート(methyl picrate)、エチル・ピクラート(ethyl picrate)、塩化(2−クロロ−1,3,5−トリニトロベンゼン)ピクリン酸塩(picrate chloride(2−chloro−1,3,5−trinitrobenzene))、トリニトロクレゾール(trinitocresol)、スチフニン酸鉛(lead styphnate)鉛2,4,6−トリニトロレゾルシノール酸塩、C6HN3O8Pb)(lead 2,4,6−trinitroresorcinate,C6HN3O8Pb)、TATBアミノトリニトロベンゼン)(triaminotrinitrobenzene)、硝酸メチルニトログリコール(nitroglycol)、六硝酸マンニトール(mannitol hexanitrate)、エチレンジニトラミン(ethylenedinitramine)、ニトログアニジン(nitroguanidine)、テトラニトログリコリル(tetranitroglycoluril)、ニトロセルロース(nitrocellulos)、尿素硝酸塩(urea nitrate)、及びヘキサメチレントリペルオキシドジアミン(hexamethylene triperoxide diamine)(HMTD)のグループから選択される少なくとも1つである。水素、炭素、酸素、及び窒素の比は、如何なる所望の比であってよい。硝酸アンモニウム/燃料油(ANFO)として知られる硝酸アンモニウム(AN)及び燃料油(FO)の反応混合物の1つの実施例において、バランスされた反応を与える妥当な当量は、約94.3wt%AN及び5.7wt%FOであるが、FOは過剰であるかもしれない。AN及びニトロメタンの典型的なバランスされた反応は、次の通りである。
3NH4NO3+2CH3NO2 → 4N2+2CO2+9H2O (80)
ここで、Hの幾らかはまた、p=4のようなH−(1/p)及びH2(1/p)のような、より低いエネルギーの水素種に変換される。1つの実施例において、水素、窒素、及び酸素のモル比は、式C3H6N6O6を持つRDXにおけるように同様である。

0105

1つの実施例において、エネルギー論は、アルカリ金属水素化物アルカリ土類金属水素化物、遷移金属水素化物、内部遷移金属水素化物、及び希土類金属水素化物のような水素化物又はH2ガスのような原子水素の追加の源、及び、炭素、炭化物、ホウ化物、又は窒化物或いはシリカ又はアルミナのような支持体の上のNi、Nb、又は貴金属のような解離剤を用いることにより増加させられる。反応混合物は、ハイドリノを形成する反応速度を増加させるため原子H及びH2O触媒を形成する反応の間に衝撃波又は圧縮を実施するかもしれない。反応混合物は、H及びH2O触媒を形成する反応の間に熱を増加させるため少なくとも1つの反応物を含むかもしれない。反応混合物は、固体燃料の顆粒又は小粒の間に分散されるかもしれない空気のような酸素源を含むかもしれない。例えば、AN小粒は約20%空気を含むかもしれない。反応混合物は、空気が入ったガラスビーズのような感光薬を更に含むかもしれない。典型的な実施例において、Alのような粉末化された金属は、反応の速度及び熱を増加するために加えられる。例えば、Al金属文末はANFOに添加されるかもしれない。他の反応混合物は、H2Oのような触媒源及びH源をも持つ花火用材料を含む。1つの実施例において、ハイドリノの形成は、エネルギーのある又は花火用の材料のそれのようなエネルギーのある反応により供給され得る高い活性化エネルギーを持つが、ハイドリノの形成は反応混合物の自己加熱に寄与する。その代わり、活性化エネルギーは、11,600K/eV.に対応する高い等価な温度を持つCIHTセルのそれのような電気化学的反応により供給され得る。

0106

もう一つの典型的な反応混合物は、約0.01atmから100atmの圧力範囲内であるH2ガス、KNO3のようなアルカリ硝酸塩のような硝酸塩、及びPt/C、Pd/C、Pt/Al2O3、又はPd/Al2O3のような水素解離剤である。混合物は、グラファイト又はグレードGTAのグラフォイル(Grade GTA Grafoil)(ユニオンカーバイト)のような炭素を更に含むかもしれない。反応比率は、残りはバランス炭素で、約50wt%の硝酸塩と混ぜられた約0.1から10wt%の混合物で、炭素上の約1から10%のPt又はPdのような如何なる所望のものでもあるかもしれない。しかし、その比率は、典型的な実施例において約5から10のファクタで変更され得る。炭素が支持体として使用される場合において、温度は、アルカリ炭酸塩のような炭酸塩のような化合物を形成するC反応という結果となるそれよりも下に維持される。1つの実施例において、温度は、N2に対してNH3が形成されるように約50℃−300℃から約100℃−250℃のような範囲内に維持される。

0107

反応物及び再生反応及びシステムは、本開示又は、4/24/2008にPCT出願されたPCT/US08/61455の水素触媒反応器、7/29/2009にPCT出願されたPCT/US09/052072の不均一水素触媒反応器、3/18/2010にPCT出願されたPCT/US10/27828の不均一水素触媒パワーシステム、3/17/2011にPCT出願されたPCT/US11/28889の電気化学的水素触媒パワーシステム、3/30/2012に出願されたPCT/US12/31369のH2O−ベースの水素触媒パワーシステム、5/21/13に出願されたPCT/US13/041938のCIHTパワーシステム、及び、パワー発生システム及びそれに関する方法のPCT/IB2014/058177のような私の従前の米国出願(「ミルズ以前の出願」)のそれらを含むかもしれないが、これら全体が参照されここに組み込まれる。

0108

1つの実施例において、反応は、硝酸塩よりもむしろN2O、NO2、又はNO、のような窒素酸化物を含むかもしれない。NO、NO2、及びN2O、及びアルカリ硝酸塩は、オストワルト法を続いて行うハーバー法によって、のように知られる工業的な方法により発生され得る。1つの実施例において、ステップの典型的なシーケンスは、以下の通りである。

0109

具体的には、幾らか酸化物を含んでいるα−鉄のような触媒を用いて、高い温度及び圧力でNH3をN2及びH2から生成するために、ハーバー法は用いられてよい。高温プラチナ又はプラチナ−ロジウム触媒などの触媒でアンモニアをNO、NO2およびN2Oへと酸化させるためにオストワルト法が利用できる。1つの実施例において、生成物は、アンモニア及びアルカリ化合物の少なくとも1つである。NO2は、NH3から酸化により形成されるかもしれない。NO2は、Mがアルカリであるところ、M硝酸塩を形成するため、M2O、MOH、M2CO3、又はMHCO3のようなアルカリ化合物で反応させられる硝酸を形成するため水に溶解されるかもしれない。

0110

1つの実施例において、H2O触媒を形成するためMNO3(M=アルカリ)のような酸素源の反応、(ii)H2のような源から原子Hの形成、(iii)ハイドリノを形成する反応の少なくとも1つは、加熱されるかもしれないPtのような貴金属のような従来の触媒の上又はによって起こるかもしれない。加熱される触媒はホットフィラメントを含むかもしれない。フィラメントはホットPtフィラメントを含むかもしれない。MNO3のような酸素の源は、少なくとも部分的にガス状態であるかもしれない。ガス状態及びその蒸気圧力は、KNO3のようなMNO3を加熱することによりコントロールされるかもしれない。MNO3のような酸素の源は、ガス状のMNO3を解放するため加熱される開放ボード内にあるかもしれない。加熱は、ホットフィラメントのようなヒーターを持つかもしれない。1つの典型的な実施例において、MNO3は、石英ボートに置かれ、Ptフィラメントはヒーターとして機能するようにボートのまわりを囲む。MNO3の蒸気圧は、約0.1Torrから1000Torr又は約1Torrから100Torrの圧力範囲内に維持されるかもしれない。水素源は、約1Torrから100atm、約10Torrから10atm、又は約100Torrから1atm、の圧力範囲内に維持されるガス状の水素であるかもしれない。フィラメントはまた、ガスラインを通ってセルに供給されるかもしれない水素ガスを解離するように機能する。セルは、真空ラインをも含むかもしれない。セル反応は、ハイドリノを形成するように反応する原子H及びH2O触媒を生じるかもしれない。反応は、真空、周囲圧力、又は大気圧より高い圧力の少なくとも1つを維持することができる槽内に維持されるかもしれない。NH3及びMOHのような生成物は、セルから除去されて再生されるかもしれない。1つの典型的な実施例において、MNO3は、酸化による分離されるステップとして又は分離される反応槽内において再生されるNH3及びH2O触媒を形成するため水素源と反応する。1つの実施例において、H2ガスのような水素源は、熱的に又は電気分解の少なくとも1つにより、水から発生させられる。典型的な熱の方法は、鉄酸化物サイクルセリウム(IV)酸化物−セリウム(III)酸化物サイクル、亜鉛酸化亜鉛サイクル、硫黄ヨウ素サイクル、銅−塩素サイクル及びハイブリッド硫黄サイクル、及び当業者に知られるその他である。ハイドリノを形成するためHと更に反応するH2O触媒を形成するための典型的なセル反応は、次の通りである。
KNO3+9/2H2 → K+NH3+3H2O (82)
KNO3+5H2 → KH+NH3+3H2O (83)
KNO3+4H2 → KOH+NH3+2H2O (84)
KNO3+C+2H2 → KOH+NH3+CO2 (85)
2KNO3+C+3H2 → K2CO3+1/2N2+3H2O (86)

0111

窒素酸化物を形成するための典型的な再生反応は、式(81)によって与えられる。K、KH、KOH、及びK2CO3のような生成物は、KNO2又はKNO3を形成するため水に窒素酸化物を添加することによって形成される硝酸と反応するかもしれない。H2O触媒及びH2の少なくとも1つを形成するための追加的な妥当な典型的な反応は、表4、5、及び6に与えられる。

0112

0113

0114

0115

H2O触媒を形成する反応物は、Hの源及びO種のようなOの源を含むかもしれない。O種の源は、Oを含む化合物の混合物若しくは化合物、空気、O2の少なくとも1つを含むかもしれない。酸素を含む化合物は酸化剤を含むかもしれない。酸素を含む化合物は、酸化物、オキシ水酸化物、水酸化物、過酸化物、及び超酸化物の少なくとも1を含むかもしれない。妥当な典型的な金属酸化物は、Li2O、Na2O、及びK2Oのようなアルカリ酸化物、MgO、CaO、SrO、及びBaOのようなアルカリ土類酸化物、NiO、Ni2O3、FeO、Fe2O3、及びCoOのような遷移金属酸化物、及び内部遷移金属及び希土類金属酸化物、及びAl、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、及びTeのそれらのような半金属又は他の金属のそれら、及びこれらの混合物及び酸素を含む他の元素である。酸化物は、アルカリ、アルカリ土類、遷移、内部遷移及び希土類金属カチオンのようなカチオン及び金属酸化物アニオンのような本開示のそれらのような酸化物アニオン、及び、ΜΜ’2χO3χ+1、又はMM’2xO4、(M=アルカリ土類、M’=遷移金属(例えば、Fe又はNi又はMn)、x=整数)、及びΜ2Μ’2ΧO3χ+1、又はΜ2Μ’2ΧO4、(M=アルカリ、M’=遷移金属(例えば、Fe又はNi又はMn)、x=整数)のような、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、及びTeのそれらのような半金属及び他の金属のそれら、を含むかもしれない。妥当な典型的なオキシ水酸化物は、AlO(OH)、ScO(OH)、YO(OH)、VO(OH)、CrO(OH)、MnO(OH)(α−MnO(OH)グラウト鉱及びγ−MnΟ(ΟΗ)水マンガン鉱)、FeO(OH)、CoO(OH)、NiO(OH)、RhO(OH)、GaO(OH)、InO(OH)、Ni1/2Co1/2O(OH)、及びM1/3Co1/3Mn1/3O(OH)である。妥当な典型的な水酸化物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属のような金属のそれら、及び、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、及びTeのような半金属及び他の金属のそれら、及び混合物である。妥当な錯イオン水酸化物は、Li2Zn(OH)4、Na2Zn(OH)4、Li2Sn(OH)4、Na2Sn(OH)4、Li2Pb(OH)4、Na2Pb(OH)4、LiSb(OH)4、NaSb(OH)4、LiAl(OH)4、NaAl(OH)4、LiCr(OH)4、NaCr(OH)4、Li2Sn(OH)6、及びNa2Sn(OH)6である。追加の典型的な妥当な水酸化物は、Co(OH)2、Zn(OH)2、Ni(OH)2、他の遷移金属水酸化物、Cd(OH)2、Sn(OH)2、及びPb(OH)からの少なくとも1つである。妥当な典型的な過酸化物は、H2O2、有機化合物のそれら、及びLi2O2、Na2O2、K2O2、のようなM2O2(Mはアルカリ金属)のような金属のそれら、Ca、Sr、又はBaのようなアルカリ土類過酸化物のそれらのような他のイオン性の過酸化物、ランタノイドのそれらのような他の陽性金属のそれら、及びZn、Cd、及びHgのそれらのような共有金属過酸化物である。妥当な典型的な超酸化物は、NaO2、KO2、RbO2、及びCsO2、のような金属のそれらMO2(Mはアルカリ金属)及びアルカリ土類金属超酸化物である。1つの実施例において、固定燃料は、アルカリ過酸化物及び水素化物のような水素源、炭化水素、又はBH3NH3のような水素貯蔵金属を含む。反応混合物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、及びAl、Ga、In、Sn、Pb,及び、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、及びAl、Ga、In、Sn、Pb,及び本開示の他のものを含むもののような炭酸塩のようなオキシアニオンの少なくとも1つを含む化合物のような酸素の源及び水酸化物を形成する他の元素、のそれらのような水酸化物を含むかもしれない。酸素を含む他の妥当な化合物は、アルミン酸塩タングステン酸塩ジルコン酸塩チタン酸塩リン酸塩、炭酸塩、硝酸塩、クロム酸塩重クロム酸塩、及びマンガン酸塩、酸化物、オキシ水酸化物、過酸化物、超酸化物、ケイ酸塩、チタン酸塩、タングステン酸塩、及び、本開示の他のもののグループのオキシアニオン化合物の少なくとも1である。炭酸塩及び水酸化物の1つの典型的な反応は次の通りである。
Ca(OH)2+Li2CO3 → CaO+H2O+Li2O+CO2 (87)

0116

他の実施例において、酸素源は、NO2、NO、N2O、CO2、P2O3、P2O5、及びSO2のようなガスを直ちに形成する、又は、ガス状である。C、N、NH3、P、又はSのようなH2O触媒の形成からの還元された酸化物生成物は、酸素又はミルズの以前の出願に与えられるようなそれらの源とのの燃焼によって再び酸化物に戻るように変換されるかもしれない。セルは、加熱適用のために使用されるかもしれない過剰の熱を生成するかもしれず、或いは、熱は、ランキン又はブレイトン・システムのような手段によって電気に変換されるかもしれない。その代わりとして、セルは、分子ハイドリノ及びハイドリノ水素化物イオン及び対応する化合物のような、より低いエネルギーの水素種を合成するために使用されるかもしれない。

0117

1つの実施例において、エネルギーの生成及びより低いエネルギーの水素種の生成の少なくとも1つのためハイドリノを形成する反応混合物は、H2O触媒のような本開示のそれらのようなO及びHの少なくとも1つを含む触媒の源及び原子水素の源を含む。反応混合物は、H2SO3、H2SO4、H2CO3、HNO2、HNO3、HClO4、H3PO3、及びH3PO4、のような酸、又は、酸無水物又は無水酸のような酸を更に含むかもしれない。後者は、SO2、SO3、CO2、NO2、N2O3、N2O5、Cl2O7、PO2、P2O3、及びP2O5.のグループの少なくとも1つを含むかもしれない。反応混合物は、M2O(M=アルカリ)、Μ’O(M’=アルカリ土類)、ZnO、又は他の遷移金属酸化物、CdO、CoO、SnO、AgO、HgO、又はAl2O3、のような塩基及び塩基性無水物の少なくとも1つを含むかもしれない。更なる典型的な無水物は、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、及びInのようなH2Oに安定な金属を含む。無水物は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属酸化物であるかもしれず、及び、含水化合物は、水酸化物を含むかもしれない。反応混合物は、FeOOH、NiOOH、又はCoOOHのようなオキシ水酸化物を含むかもしれない。反応混合物は、H2O及びH2Oの源の少なくとも1つを含むかもしれない。H2Oは、原子水素の存在下において、水和及び脱水反応により可逆的に形成されるかもしれない。H2O触媒を形成する典型的な反応は次の通りである。
Mg(OH)2 → MgO+H2O (88)
2LiOH → Li2O+H2O (89)
H2CO3 → CO2+H2O (90)
2FeOOH → Fe2O3+H2O (91)

0118

1つの実施例において、H2O触媒は、P4O10.のようなウルトラリン酸塩及びn≧3で[(PO3)n]nのような環状メタリン酸塩、[(PO3)n]nのような長鎖メタリン酸塩、[PnO3n+1](n+2)−のようなポリリン酸塩、の少なくとも1つのような縮合リン酸塩を形成する混合物、及び、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、及びTeのそれらのような半金属及び他の金属のそれら、及び、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属のような金属を含むカチオンのようなカチオンのそれらのような2水素リン酸塩、水素リン酸塩、及びリン酸塩の塩のようなリン酸塩を含む少なくとも1つの化合物の脱水により形成される。典型的な反応は次の通りである。

0119

脱水反応の反応物は、Al(OH)3、及びAl2O3の少なくとも1つを含むかもしれないR−Niを含むかもしれない。反応物は、アルカリ金属のような本開示のそれらのような金属M、金属水素化物MH、アルカリ水酸化物のような本開示のそれらのような金属水素化物及び固有の水素だけでなくH2のような水素の源を更に含む。典型的な反応は以下の通りである。
2Al(OH)3+ → Al2O3+3H2O (94)
Al2O3+2NaOH → 2NaAlO2+H2O (95)
3MH+Al(OH)3+ → M3Al+3H2O (96)
MoCu+2MOH+4O2 →M2MoO4+CuO+H2O
(M=Li、Na、K、Rb、Cs) (97)

0120

反応生成物は合金を含むかもしれない。R−Niは、再水和により再生されるかもしれない。H2O触媒を形成するための反応混合物及び脱水反応は、以下の典型的な反応において与えられるように本開示のそれらのようなオキシ水酸化物を含み及び含有するかもしれない。
3Co(OH)2 → 2CoOOH+Co+2H2O (98)

0121

原子水素は、解離によりH2ガスから形成されるかもしれない。
水素解離剤は、R−Niのような本開示のそれらの1つ、又は、炭素又はAl2O3の上のNi、又はPt、又はPdのような支持体の上の貴金属又は遷移金属、であるかもしれない。その代わりに、原子Hは、本開示のそれらのような膜を通してのH透過からであるかもしれない。1つの実施例において、セルは、H2O拡散を防止するところ、選択的にH2をそのものを通して拡散することを許すセラミック膜のような膜を含む。1つの実施例において、H2及び原子Hの少なくとも1つが、H2Oを含む水溶性又は溶融電解質のような水素の源を含む電解質の電気分解によりセルに供給される。1つの実施例において、H2O触媒は、無水形態に酸又は塩基の脱水により化学的に形成される。1つの実施例において、触媒H2O及びハイドリノを形成する反応は、セルpH又は活量、温度、及び圧力の少なくとも1つを変化させることにより伝播するが、圧力は温度を変えることにより変化するかもしれない。酸、塩基、又は無水物のような種の活量は、当業者に知られる塩を追加することにより変化させられるかもしれない。1つの実施例において、反応混合物は、ハイドリノを形成する反応にH2のようなガス又は酸無水物ガスの源を吸収する又はであるかもしれない炭素のような材料を含むかもしれない。反応物は、如何なる所望の濃度及び比率にあるかもしれない。反応混合物は、融解されるかもしれず、或いは、水溶性スラリを含むかもしれない。

0122

もう1つの実施例において、H2O触媒の源は、ハロゲン化水素酸、硫酸、消散、及び亜硝酸、及び塩基の少なくとも1の間の反応のような酸及び塩基の間の反応である。他の妥当な酸反応物は、H2SO4、HCl、HX(X−ハロゲン)、H3PO4、HClO4、HNO3、HNO、HNO2、H2S、H2CO3、H2MoO4、HNbO3、H2B4O7 (四ホウ酸M)、HBO2、H2WO4、H2CrO4、H2Cr2O7、H2TiO3、HZrO3、MAlO2、HMn2O4、HIO3、HIO4、HClO4、又はギ酸、又は酢酸のような有機酸水溶液である。妥当な典型的な塩基は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、内部遷移金属、又は希土類金属、又はAl、Ga、In、Sn、又はPbを含む水酸化物、オキシ水酸化物、又は酸化物である。

0123

1つの実施例において、反応物は、H2O触媒を形成するため、それぞれ、塩基又は酸無水物と反応する酸又は塩基、及び、それぞれ、酸のアニオン及び塩基性無水物のカチオン又は酸無水物のアニオン及び塩基のカチオンの化合物を含むかもしれない。塩基NaOHと酸性無水物SiO2の典型的な反応は次の通りである。
4NaOH+SiO2 → Na4SiO4+2H2O (99)
ここで、対応する酸の脱水反応は次の通りである。
H4SiO4 → 2H2O+SiO2 (100)

0124

他の妥当な典型的な無水物は、Mo、Ti、Zr、Si、Al、Ni、Fe、Ta、V、B、Nb、Se、Te、W、Cr、Mn、Hf、Co、及びMgのグループからの1つのような元素、金属、合金、又は混合物を含むかもしれない。対応する酸化物は、MoO2、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、NiO、Ni2O3、FeO、Fe2O3、TaO2、Ta2O5、VO、VO2、V2O3、V2O5、B2O3、NbO、NbO2、Nb2O5、SeO2、SeO3、TeO2、TeO3、WO2、WO3、Cr3O4、Cr2O3、CrO2、CrO3、MnO、Mn3O4、Mn2O3、MnO2、Mn2O7、HfO2、Co2O3、CoO、Co3O4、Co2O3、及びMgOの少なくとも1つを含むかもしれない。1つの典型的な実施例において、塩基は、Li2O、及びH2Oのような、M2Oのような、対応する塩基性酸化物を形成するかもしれない、LiOHのような、MOH(M=アルカリ)のような、アルカリ水酸化物のような、水酸化物を含むかもしれない。塩基性酸化物は、生成物酸化物を形成するよう無水酸化物と反応するかもしれない。H2Oの解放を伴う無水物酸化物とのLiOHの1つの典型的な反応において、生成物酸化物化合物は、Li2MoO3、若しくはLi2MoO4、Li2TiO3、Li2ZrO3、Li2SiO3、LiAlO2、LiNiO2、LiFeO2、LiTaO3、LiVO3、Li2B4O7、Li2NbO3、Li2SeO3、Li3PO4、Li2SeO4、Li2TeO3、Li2TeO4、Li2WO4、Li2CrO4、Li2Cr2O7、Li2MnO4、Li2HfO3、LiCoO2、及びMgOを含む。他の妥当な典型的な酸化物は、As2O3、As2O5、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、Bi2O3、SO2、SO3、CO2、NO2、N2O3、N2O5、Cl2O7、PO2、P2O3、及びP2O5,及び当業者に知られる他の同様な酸化物のグループの少なくとも1つである。もう1つの例は、式(91)によって与えられる。
金属酸化物の妥当な反応は次の通りである。
2LiOH+NiO → Li2NiO2+H2O (101)
3LiOH+NiO → LiNiO2+H2O+Li2O+1/2H2(102)
4LiOH+Ni2O3 → 2Li2NiO2+2H2O+1/2O2(103)
2LiOH+Ni2O3 → 2LiNiO2+H2O (104)

0125

Fe、Cr、及びTiのような他の遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、及びAl、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、及びTeのような半金属又は他の金属は、Niと置き換わるかもしれず、及び、Li、Na、Rb、及びCsのような他のアルカリ金属は、Kと置き換わるかもしれない。1つの実施例において、酸化物は、Moを含むかもしれないが、H2Oを形成する反応の間、発生期のH2O触媒及びHは、ハイドリノを形成するように更に反応するものを形成するかもしれない。典型的な固体燃料反応及び可能な酸化物生成経路は次の通りである。
3MoO2+4LiOH → 2Li2MoO4+Mo+2H2Ο (105)
2MoO2+4LiOH → 2Li2MoO4+2H2 (106)
O2− → 1/2O2+2e− (107)
2H2O+2e− → 2OH−+H2 (108)
2H2O+2e− → 2OH−+H+H(1/4) (109)
Mo4++4e → Mo (110)

0126

反応は、更に、Pd/Al2O3のような解離剤及び水素ガスのような水素源を含むかもしれない。水素は、プロチウム(proteium)、ジュウテリウム、又はトリチウム、又はそれらの組合せの如何なるものであるかもしれない。H2O触媒を形成する反応は、水を形成するため2つの水酸化物の反応を含むかもしれない。水酸化物の反応は、遷移金属又はアルカリ土類水酸化物アルカリ金属水酸化物の反応のそれらのような異なる酸化状態を持つかもしれない。反応混合物及び反応は、次の典型的な反応において与えられるように源からH2を更に含み及び含有するかもしれない。
LiOH+2Co(OH)2+1/2H2
→ LiCoO2+3H2O+Co (111)

0127

反応混合物及び反応は、次の典型的な反応において与えられるようにアルカリ土類金属又はアルカリ金属のような金属Mを更に含み及び含有するかもしれない。
M+LiOH+Co(OH)2 → LiCoO2+H2O+MH(112)

0128

1つの実施例において、反応混合物は、Hの源及びオプションとしてもう1つのHの源として機能するかもしれない金属水酸化物及び金属酸化物を含むが、ここで、金属酸化物のFeのような金属は、ハイドリノを形成するためHと反応する触媒として機能するようにH2Oを形成する反応の間に酸化−還元反応を受けるよう、複数の酸化状態を持つことができる。例は、FeOであるが、触媒を形成する反応の間にFe2+は酸化を受けることができてFe3+になる。典型的な反応は次の通りである。
FeO+3LiOH
→ H2O+LiFeO2+H(1/p)+Li2O (113)

0129

1つの実施例において、金属酸化物、水酸化物、又はオキシ水酸化物のような少なくとも1つの反応物は、酸化剤として機能するが、Fe、Ni、Mo、又はMnのような金属原子は、もう1つの可能な酸化状態よりも高い酸化状態にあるかもしれない。触媒及びハイドリノを形成する反応は、原子が還元を受けて少なくとも1つのより低い酸化状態になるようにするかもしれない。H2O触媒を形成する金属酸化物、水酸化物、及びオキシ水酸化物の典型的な反応は、次の通りである。
2KOH+NiO → K2NiO2+H2O (114)
3KOH+NiO → KNiO2+H2O+K2O+1/2H2 (115)
2KOH+Ni2O3 → 2KNiO2+H2O (116)
4KOH+Ni2O3 → 2K2NiO2+2H2O+1/2O2(117)
2KOH+Ni(OH)2 → K2NiO2+2H2O (118)
2LiOH+MoO3 → Li2MoO4+H2O (119)
3KOH+Ni(OH)2
→ KNiO2+2H2O+K2O + 1/2H2 (120)
2KOH+2NiOOH → K2NiO2+2H2O+NiO+l/2O2
(121)
KOH+NiOOH → KNiO2+H2O (122)
2NaOH+Fe2O3 → 2NaFeO2+H2O (123)

0130

Ni、Fe、Cr、及びTiのような他の遷移金属、内部遷移金属、及び希土類金属、及びAl、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、及びTeのような半金属又は他の金属は、Ni又はFeと置き換わるかもしれず、及び、Li、Na、K、Rb、及びCsのような他のアルカリ金属は、K又はNaと置き換わるかもしれない。1つの実施例において、反応混合物は、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、及びInのようなH2Oに安定な金属の水酸化物及び酸化物の少なくとも1つを含む。追加的に、反応混合物は、H2ガスのような水素の源を含み、そして、オプションとして、支持体の上の貴金属のような解離剤を含む。1つの実施例において、固体燃料又はエネルギー物質は、FeBr2のような臭化物のような遷移金属ハロゲン化物、及び、オキシ水酸化物、水酸化物、又は酸化物及びH2Oを形成する金属の少なくとも1つの混合物を含む。1つの実施例において、固体燃料又はエネルギー物質は、Ni2O3、及びH2Oのような遷移金属酸化物の少なくとも1つのような金属酸化物、水酸化物、及びオキシ水酸化物、の少なくとも1つの混合物を含む。

0131

酸HClと塩基性無水物NiOとの典型的な反応は以下の通りである。
2HCl+NiO → H2O+NiCl2 (124)
ここで、対応する塩基の脱水反応は次の通りである。
Ni(OH)2 → H2O+NiO (125)

0132

反応物は、ルイス酸又は塩基及びブレンステッドローリーの酸又は塩基の少なくとも1つを含むかもしれない。反応混合物及び反応は、酸素を含む化合物を更に含み及び含有するかもしれないが、次の典型的な反応において与えられるように水を形成するため酸素を含む化合物と酸が反応する。
2HX+POX3 → H2O+PX5 (126)

0133

(X=ハロゲン)。POX3と類似する化合物は、Sによって置換されるPを備えるそれらのように妥当である。他の妥当な典型的な無水物は、Mo、Ti、Zr、Si、Al、Ni、Fe、Ta、V、B、Nb、Se、Te、W、Cr、Mn、Hf、Co、及びMgのグループからの1つのような、Al、Ga、In、Sn、又はPb、又は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、又は内部遷移金属を含む水酸化物、オキシ水酸化物、又は酸化物のような酸において溶解可能な元素、金属、合金、又は混合物の酸化物を含むかもしれない。対応する酸化物は、MoO2、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、NiO、FeO、又はFe2O3、TaO2、Ta2O5、VO、VO2、V2O3、V2O5、B2O3、NbO、NbO2、Nb2O5、SeO2、SeO3、TeO2、TeO3、WO2、WO3、Cr3O4、Cr2O3、CrO2、CrO3、MnO、Μn3O4、Mn2O3、MnO2、Mn2O7、HfO2、Co2O3、CoO、Co3O4、Co2O3、及びMgOを含むかもしれない。他の妥当な典型的な酸化物は、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、及びInのグループのそれらである。1つの実施例において、酸は、ハロゲン化水素酸を含み、そして、生成物は、酸化物の金属ハロゲン化物及びH2Oである。反応混合物は更に、H2ガスのような水素の源及びPt/Cのような解離剤を含み、ここで、H及びH2O触媒は、ハイドリノを形成するように反応する。

0134

1つの実施例において、固体燃料は、透過膜のようなH2源又はH2ガス及びPt/Cのような解離剤及びH2Oに還元される水酸化物又は酸化物を含むH2O触媒の源を含む。酸化物又は水酸化物の金属は、Hの源として機能する金属水素化物を形成するかもしれない。LiOH、及びLi2Oのようなアルカリ水酸化物及び酸化物の典型的な反応は、次の通りである。
LiOH+H2 → H2O+LiH (127)
Li2O → LiOH+LiH (128)

0135

反応混合物は、Cu、Ni、Pb、Sb、Bi、Co、Cd、Ge、Au、Ir、Fe、Hg、Mo、Os、Pd、Re、Rh、Ru、Se、Ag、Tc、Te、Tl、Sn、W、Al、V、Zr、Ti、Mn、Zn、Cr、及びInのそれらのような、水素還元を受けてH2Oになる金属の酸化物又は水酸化物を、及び、H2ガスのような水素の源及びPt/Cのような解離剤を、含むかもしれない。

0136

1つの実施例において、反応混合物は、Pt/Cのような解離剤及びH2ガスのようなH2源、及び、H2O触媒へと分解するH2O2のような過酸化物化合物、及び、O2のような酸素を含む他の生成物、を含む。H2及びO2のような分解生生物の幾つかは、H2O触媒をも形成するように反応する。

0137

1つの実施例において、触媒としてH2Oを形成する反応は、アルデヒド及びH2Oへとの糖のような多価アルコールのようなアルコールのそれのような有機脱水反応を含む。1つの実施例において、脱水反応は、アルデヒドを形成するターミナル・アルコールからH2Oの解放を含む。ターミナル・アルコールは、触媒として機能するかもしれないH2Oを解放する、糖又はその誘導体を含むかもしれない。妥当な典型的なアルコールは、メソエリスリトール(meso−erythritol)、ガラクチトール(galactitol)又はズルシトール(dulcitol)、及びポリビニル・アルコール(PVA)である。典型的な反応混合物は、Pd/Al2O3+H2のような糖+水素解離剤を含む。その代わりに、反応は、水和の水の少なくとも1つを持つ1つのような金属塩の脱水を含む。1つの実施例において、脱水は、BaI22H2O及びEuBr2nH2Oのような塩水和物及び水和イオンのような水和物からの触媒として機能するH2Oの喪失を含む。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社カネカの「 太陽電池の製造方法」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】製造プロセスの簡略化およびリフトオフ層の剥離の抑制が可能な太陽電池の製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池の製造方法は、半導体基板11の裏面側に第1導電型半導体層材料膜、リフトオフ層、保護層... 詳細

  • シャープ株式会社の「 太陽電池を備えた事務機器」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】意匠性を損なわない、太陽電池を備えた事務機器を提供する。【解決手段】椅子10は、本体13と、本体13に設けられた太陽電池20と、太陽電池20の受光面22を覆う被覆部材12とを備え、被覆部材12... 詳細

  • 三菱電機株式会社の「 太陽電池モジュール、太陽光発電システムおよび太陽光発電システムの製造方法」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】太陽電池モジュールの出力ケーブルの振動衝突や着脱作業によるバックシートの損傷を抑制し、太陽電池モジュールの劣化を抑制し、信頼性の低下を抑制することができる方法を提供すること。【解決手段】発電機... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ